NATWORK: Биоинспирированный ИИ для кибербезопасности 6G

Проект NATWORK находится на переднем крае разработки первого экономически обоснованного, энергоэффективного и жизнеспособного фреймворка кибербезопасности и устойчивости для сетей 6G. Основная цель NATWORK — заложить основу и внедрить первую в мире экономически реалистичную, энергоэффективную и жизнеспособную систему кибербезопасности и устойчивости для интеллектуальных сетей и сервисов, основанную на искусственном интеллекте (ИИ) и вдохновленную биологическими принципами. Проект придерживается комплексного подхода, учитывая все элементы в кросс-отраслевой бизнес-среде для решения разнообразных требований и проблем.

Видение NATWORK

Проект направлен на разработку нового самоадаптивного механизма безопасности для сетей 6G с использованием ИИ, основанного на принципах устойчивой биомимикрии. Видение проекта охватывает шесть основных направлений:

• Определение детального расширения архитектуры 6G с обеспечением безопасности сквозного канала.
• Содействие безопасному по дизайну составлению и миграции новых облачных нативных срезов 6G и безопасных распределенных вычислений в пространстве от периферии до облака.
• Предоставление нетрадиционных, основанных на ИИ, доверенных и объяснимых механизмов управления, обеспечивающих высокую гибкость и устойчивость сетей к атакам.
• Физический уровень безопасности, поддерживающий шифрование без шифрования и постоянную самозащиту беспроводных каналов.
• Развертывание и экспериментальная реализация модулей безопасности в релевантных сценариях использования.
• Оценка, валидация и проверка производительности фреймворка безопасности.

Обучение на примерах из природы

Консорциум NATWORK разрабатывает концепцию управления ключевыми показателями эффективности (KPI) и безопасности сетей 6G, вдохновленную биологическими системами. В дизайне NATWORK используется аналогия сети 6G со сложной биологической структурой, например, человеческим телом. Подобно иммунной системе, которая учится на предыдущих инцидентах безопасности, прогнозирует потенциальные будущие угрозы и корректирует протоколы безопасности, сеть 6G адаптируется к меняющимся условиям.

В соответствии с этой парадигмой, инструменты управления ресурсами сети 6G оптимизируют KPI соглашения об уровне обслуживания (SLA) и устойчивость, подобно метаболизму, распределяющему глюкозу. Безопасность сервисов 6G достигается устойчивым образом, как гомеостаз, предотвращающий деградацию тканей под угрозой, селективное распределение глюкозы и захват железа у патогенов. В этой концепции ИИ используется для обнаружения аномалий, включая новые неизвестные угрозы, подобно самообучающимся способностям B- или T-лимфоцитов.

Достижения NATWORK

Разработаны сценарии использования, требования и технические спецификации для NATWORK, а также первая версия архитектуры. Архитектура NATWORK имитирует пошаговую работу биологического иммунитета. Первый уровень защиты использует проактивные механизмы на основе ИИ, которые динамически изменяют доступную поверхность атаки для сдерживания злоумышленников. Второй уровень использует адаптивные модели ИИ/МО для классификации обнаруженных угроз и инициирования мер по их устранению, а также учится на прошлых инцидентах безопасности, прогнозируя и смягчая будущие угрозы. Эти знания обеспечивают ситуационную осведомленность и повышенную адаптивность, создавая таким образом систему кибернетического самовосстановления на основе ИИ.

Достигнут значительный прогресс в разработке первой версии технологии NATWORK. Консорциум получил предварительные результаты, провел испытания на экспериментальных стендах и определил необходимые фреймворки для окончательной интеграции. К ним относятся ожидаемые результаты технической работы: безопасная по дизайну оркестрация и управление, безопасность полезной нагрузки во время выполнения, интеллектуальные сети, CTI и объяснимость, моделирование угроз на физическом уровне, защита от помех на основе ИИ и механизмы защиты RIS.

Проведены подготовительные мероприятия к запуску первого этапа пилотных проектов NATWORK. Они включают определение системы оценки и разработку спецификаций для пилотных проектов. Исследована дорожная карта коммерциализации результатов, разработаны планы партнеров по их использованию. Результаты работы проекта за первые 18 месяцев были распространены через целевые мероприятия и 35 научных публикаций.

NATWORK также стремится влиять на стандартизацию и политику в области 6G. Проект соответствует нормативным актам ЕС, таким как GDPR и Закон о кибербезопасности. Кроме того, проект вносит вклад в цели ЕС по снижению выбросов углерода, создавая безопасную, устойчивую и высокопроизводительную экосистему 6G, тем самым укрепляя лидерство Европы в области 6G.

Технологические разработки

NATWORK разработал и продолжает совершенствовать набор инновационных технологических решений, включая:

• Фреймворк динамической защиты с изменяемыми целями (MTD) для сквозной безопасности.
• Архитектура 6G, нативная для ИИ, использующая децентрализованный подход по всем уровням, основанный на безопасном федеративном обучении.
• Композитор облачных нативных срезов 6G, разработанных с учетом безопасности.
• Независимая от платформы, всегда устойчивая, охватывающая все угрозы, поддерживающая все форматы полезной нагрузки, настраиваемая безопасность как услуга (SECaaS) на основе намерений.
• Расширенные децентрализованные сервисы оркестрации и управления на базе ИИ.
• Глубокий мониторинг среды выполнения программного обеспечения для обнаружения атак типа «отказ в обслуживании» (DoS).
• Модуль защиты от помех и RIS на основе ИИ.
• Децентрализованная аттестация узлов (самостоятельная) и регулирование доверия.
• Фреймворк безопасности в сети и безопасности плоскости данных.

Сценарии использования

Консорциум определил четыре сценария использования (UC), разделенных на 16 под-сценариев, которые позволяют продемонстрировать фреймворк безопасности и провести тщательную оценку, валидацию и верификацию его производительности. Сценарии NATWORK:

• UC1: Устойчивость и надежность сред 6G и сервисов — Цель UC1 — изучение инновационных энергетических решений, которые могут обеспечить надежную связь и высококачественные услуги, снижая при этом затраты на энергию и минимизируя воздействие на окружающую среду.
• UC2: Технологии противодействия помехам для автономных транспортных средств — UC2 относится к обнаружению, классификации и нейтрализации атак глушения в режиме реального времени с использованием методов машинного обучения и ИИ путем анализа паттернов сигналов.
• UC3: Безопасность IoT — UC3 фокусируется на безопасности и конфиденциальности IoT-устройств и их данных в сетях 6G, используя передовые механизмы обнаружения и нейтрализации угроз.
• UC4: Улучшение изменчивости сети с непрерывной безопасностью — UC4 направлен на обеспечение надежной и непрерывной безопасности в высокодинамичной и гетерогенной архитектуре сети 6G, применяя машинное обучение и ИИ для анализа безопасности в режиме реального времени, адаптации и проактивной защиты от возникающих угроз для различных устройств, сервисов и мобильных пользователей.

О проекте

NATWORK реализуется консорциумом из 15 участников из восьми стран ЕС и двух ассоциированных стран (Швейцария и Великобритания). Координатором проекта является Информационно-технологический институт Центра исследований и технологий Греции (CERTH-ITI). Общий бюджет проекта составляет более 6,1 млн евро.