Integration of cybersecurity and safety to improve the resilience of industrial railway control systems

Abstract

Cyber-resilience emphasizes flexibility and robustness, enabling systems to endure crises and maintain continuity despite adversities. It integrates safety and cybersecurityto address both intentional and unintentional disruptions, supported by standards like R4,NIST, and ISO. In critical sectors like railways, where virtualization technologies like NFV introduce new vulnerabilities, the convergence of safety and cybersecurity is vital. This thesis proposes two key contributions: an ontology-based solution to standardize data representation and automate anomaly identification, and STELAC, an orchestrator addressing the interdependency between safety and cyber-security. Together, these contributions offer a unified approach to enhance cyber-resiliencein safety-critical systems, safeguarding humanlives and infrastructure within evolving digital landscapes.

Η κυβερνοανθεκτικότητα δίνει έμφαση στην ευελιξία και την ανθεκτικότητα, επιτρέποντας στα συστήματα να αντέχουν σε κρίσεις και να διατηρούν τη συνέχεια παρά τις αντιξοότητες. Ενσωματώνει την ασφάλεια και την κυβερνοασφάλεια για την αντιμετώπιση τόσο εκούσιων όσο και ακούσιων διαταραχών, υποστηριζόμενων από πρότυπα όπως R4, NIST και ISO. Σε κρίσιμους τομείς όπως οι σιδηρόδρομοι, όπου οι τεχνολογίες εικονικοποίησης όπως το NFV εισάγουν νέα τρωτά σημεία, η σύγκλιση της ασφάλειας και της κυβερνοασφάλειας είναι ζωτικής σημασίας. Αυτή η διατριβή προτείνει δύο βασικές συνεισφορές: μια λύση βασισμένη σε οντολογίες για την τυποποίηση της αναπαράστασης δεδομένων και την αυτοματοποίηση της αναγνώρισης ανωμαλιών, και το STELAC, έναν ενορχηστρωτή που ασχολείται με την αλληλεξάρτηση μεταξύ ασφάλειας και κυβερνο ασφάλειας. Μαζί, αυτές οι συνεισφορές προσφέρουν μια ενιαία προσέγγιση για την ενίσχυση της κυβερνοανθεκτικότητας σε κρίσιμα για την ασφάλεια συστήματα, προστατεύοντας τις ανθρώπινες ζωές και τις υποδομές σε εξελισσόμενα ψηφιακά τοπία.