sustainНадежностьDependability1729-26462500-3909RAMS Journal Limited liability company10.21683/1729-2646-2024-24-2-72-87sustain-589Research ArticleСтатьиКонцептуальные проблемы транспортной безопасности водных интеллектуальных транспортных системConceptual problems of transportation security of intelligent water transportation systemsМихалевичИ. Ф.MikhalevichI. F.

Михалевич Игорь Феодосьевич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ул. Образцова, д. 9, стр. 9, Москва, 127994

Igor F. Mikhalevich, Candidate of Engineering, Senior Researcher, Russian University of Transport (MIIT), Senior Lecturer

9/9 Obraztsova St., Moscow, 127994

mif-orel@mail.ruРоссийский университет транспорта (МИИТ)РоссияRussian University of Transport (MIIT)Russian Federation2024210520242427287Copyright © Михалевич И.Ф., 20242024Михалевич И.Ф.Mikhalevich I.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dependability.ru/jour/article/view/589

Цель. На водные пути выходят морские автономные и дистанционно-управляемые надводные суда (МАНС), безэкипажные суда внутреннего плавания (БЭС). Интеллектуальной становится инфраструктура водных путей. Повышается интеллектуальный уровень морских и речных портов, портовых терминалов и пристаней. Масштабное внедрение информационных технологий, технологий автоматизированного управления, автоматического управления и искусственного интеллекта существенно расширило ландшафт угроз транспортной безопасности водных интеллектуальных транспортных систем (ИТС) угрозами не физического происхождения. На изменение ландшафта угроз необходимо своевременно реагировать, чтобы не возникало разрыва между реально достигнутым уровнем интеллектуализации и совокупностью мер по обеспечению транспортной безопасности водных ИТС. Проблемы. Подмена или изменение показаний датчиков МАНС (БЭС) или сигналов, получаемых их исполнительными устройствами, может привести к изменению направления движения судов и вызвать их столкновения между собой или с объектами инфраструктуры, посадку на мель, а то и вовсе захват МАНС (БЭС) и находящихся на них пассажиров, грузов и сопровождающих их лиц. Несанкционированный доступ к информации в автоматизированных системах управления портовых терминалов может быть использован для злонамеренного шифрования информации. Это может вызвать блокировку погрузочно-разгрузочных работ в порту, срыв расписания движения судов, нарушение логистических операций в масштабах до национального уровня. Последствия национального уровня могут классифицироваться как нарушение безопасности критической информационной инфраструктуры страны, связанное с транспортной небезопасностью водной ИТС. Общей для различных ИТС является проблема цифрового неравенства автоматизированных систем технологического и корпоративного управления в сфере безопасности вышеназванных технологий. Методы. Обеспечение транспортной безопасности водных ИТС требует применения всего доступного комплекса методов, средств и мер защиты. Правовая база обеспечения транспортной безопасности должна учитывать весь спектр актуальных видов незаконного вмешательства в функционирование водных ИТС и обязывать к планированию и выполнению соответствующего ему комплекса защитных мероприятий. В статье применены методы системного анализа и обеспечения комплексной безопасности сложных систем. Результаты. Проведен анализ новых видов угроз транспортной безопасности водных транспортных систем и нормативной правовой базы обеспечения их транспортной безопасности. Выявлено, что новые виды угроз транспортной безопасности водных транспортных систем в них не учтены и, как следствие, в планах обеспечения транспортной безопасности отражения не находят. Рассмотрена архитектура водных ИТС в виде интегрированной автоматизированной системы корпоративного и технологического управления, применение которой направлено на динамичное согласование моделей водных ИТС с моделями актуальных угроз транспортной безопасности в информационной сфере. Заключение. Для обеспечения транспортной безопасности водных ИТС необходимо учитывать новые виды угроз, которые связаны с недекларированными возможностями и уязвимостями информационных технологий, технологий автоматизированного управления, автоматического управления и искусственного интеллекта. Рассмотренные проблемы носят системный характер, так как незаконное вмешательство в функционирование водных ИТС может негативно влиять на другие системы критической информационной инфраструктуры. Это следует учитывать при разработке нормативных правовых актов по обеспечению транспортной безопасности на водном и других видах транспорта.

Aim. Autonomous and remote-controlled surface sea vessel (ASSV) and unmanned inland water vessels (UIWV) are entering the waterways. The infrastructure of waterways is becoming intelligent. The intellectual level of sea and river ports, port terminals, and harbours is improving. Large-scale deployment of information technologies, automated control, automatic control, and artificial intelligence has significantly expanded the landscape of transportation security threats to water intelligent transportation systems (ITS) and now includes non-physical threats. The evolving threat landscape requires timely response in order to avoid gaps between the current state of intellectual technology application and the set of measures to ensure the transportation security of water ITS. Problems. Spoofing or modifying sensors readings in ASSV (UIWV) or signals received by their executive units can cause vessels to lose direction and collide with each other or with infrastructure facilities, run aground, or even being hijacked along with the passengers, cargo, and attendants. Unauthorized access to information in automated control systems of port terminals can be used to maliciously encrypt information. That may block cargo handling operations in a port, disrupt ship traffic schedules and logistics operations up to the national level. National-level consequences can be classified as a disruption of the national information infrastructure security associated with the transportation insecurity in ITS. The various existing ITS have the common problem associated with the digital inequality of the automated systems employed by industrial enterprises and corporate governance in terms of the security of the above technologies. Methods. Ensuring the transportation security of water ITS requires the application of all available methods, means, and measures of protection. The legal framework of transportation security is to take into account the full range of relevant methods of illegal interference into the operation of water ITS and require planning and implementing a corresponding set of protective measures. The article uses methods of systems analysis and comprehensive security of complex systems. Results. The author analysed the new types of threats to the transportation security of water transportation systems and the corresponding regulatory framework. It was identified that the latter do not take into account the new types of threats to the transportation security of water transportation systems. Consequently, those are not covered by the transportation security planning. The paper examines the architecture of water ITS in the form of an integrated automated system of corporate and process management, whose application aims to dynamically coordinate water ITS models with those of current information-related threats to the transportation security. Conclusion. Ensuring the transportation security of water ITS requires taking into account the new types of threats associated with undocumented capabilities and vulnerabilities of information technologies, automated control, automatic control, and artificial intelligence technologies. The examined problems are of a systemic nature, since illegal interference in the operation of water ITS can negatively affect other systems of critical information infrastructure. That should be taken into account when developing regulations related to ensuring the transportation security of water and other modes of transportation.

Автоматизированная система корпоративного управленияавтоматизированная система технологического управленияводный транспортинтегрированная автоматизированная система корпоративного и технологического управленияинтеллектуальная транспортная системаинформационная безопасностьискусственный интеллектнедекларированные возможностиуязвимостьцифровая трансформацияautomated corporate management systemautomated process management systemwater transportationintegrated automated corporate and process management systemintelligent transportation systeminformation securityartificial intelligenceundocumented capabilitiesvulnerabilitydigital transformationReferencesThreat Landscape of Transport Sector. ENISA, March 21, 2023. URL: https://www.enisa.europa.eu/publications/enisa-transport-threat-landscape (дата обращения 15.09.2023).Threat Landscape of Transport Sector. ENISA; 2023. (accessed 15.09.2023). Available at: https://www.enisa.europa.eu/publications/enisa-transport-threat-landscape.Ландшафт угроз для систем промышленной автоматизации. Первое полугодие 2023. URL: https://icscert.kaspersky.ru/publications/reports/2023/09/13/threatlandscape-for-industrial-automation-systems-statisticsfor-h1-2023 (дата обращения 15.09.2023).[Threat landscape for industrial automation systems. First half of 2023]. (accessed 15.09.2023). Available at: https://ics-cert.kaspersky.ru/publications/reports/2023/09/13/ threat-landscape-for-industrial-automation-systems-statistics-for-h1-2023. (in Russ.).Михалевич И.Ф. Цифровая трансформация систем управления в условиях пандемии COVID-19 // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2021. Т. 11. № 4. С. 25-31.Mikhalevich I.F. [Digital transformation of control systems in the context of the COVID-19 pandemic]. REDS: Telecommunication devices and systems 2021;11(4):25-31. (in Russ).Михалевич И.Ф. Цифровая гигиена информационного общества: влияние пандемии COVID-19 // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2022. № 3. С. 10-17.Mikhalevich I.F. [Digital hygiene of the information society: the impact of the COVID-19 pandemic]. REDS: Telecommunication devices and systems 2022;3:10-17. (in Russ).University of Texas team takes control of a yacht by spoofing its GPS. URL: https://newatlas.com/gps-spoofingyacht-control/28644 (дата обращения 15.09.2023).University of Texas team takes control of a yacht by spoofing its GPS. (accessed 15.09.2023). Available at: https://newatlas.com/gps-spoofing-yacht-control/28644.Spoofing on the High Seas. URL: https://youtu.be/ctw9ECgJ8L0 (дата обращения 15.09.2023).Spoofing on the High Seas. (accessed 15.09.2023). Available at: https://youtu.be/ctw9ECgJ8L0.INTERTANKO (2019). Jamming and Spoofing of Global Navigation Satellite Systems (GNSS). URL: https://www.maritimeglobalsecurity.org/media/1043/2019-jamming-spoofing-of-gnss.pdf (дата обращения 15.09.2023).INTERTANKO (2019). Jamming and Spoofing of Global Navigation Satellite Systems (GNSS). (accessed 15.09.2023). Available at: https://www.maritimeglobalsecurity.org/media/1043/2019-jamming-spoofing-of-gnss.pdf. 8.AndrojnaA., Perkovic M. Impact of Spoofing of Navigation Systems on Maritime Situational Awareness. Transactions on Maritime Science 2021:10(2). DOI: 10.7225/toms.v10.n02.w08.Androjna A. Perkovic M. Impact of Spoofing of Navigation Systems on Maritime Situational Awareness. September 2021. Transactions on Maritime Science 10(2). DOI: 10.7225/toms.v10.n02.w08Balduzzi M., PastaA., Wilhoit K. A security evaluation of AIS automated identification system. In: Proceedings of the 30th annual computer security applications conference; 2014. Pp. 436-445. DOI:10.1145/2664243.2664257.Balduzzi M., PastaA., Wilhoit K. A security evaluation of AIS automated identification system / In: Proceedings of the 30th annual computer security applications conference. 2014. Pp. 436-445. DOI:10.1145/2664243.2664257Semenov S.A. [Cybersecurity of sea and river transport]. Transport Rossiyskoy Federatsii 2018;1(74):43‑46. (in Russ).Семенов С.А. Кибербезопасность морского и речного транспорта // Транспорт Российской Федерации. 2018. №1 (74). C. 43-46. 11. Семенов С. Морская кибербезопасность: оценка состояния и пути решения // Морские вести России. 2020. № 1. URL: https://morvesti.ru/analitika/1692/82776/?ysclid=lmc8mqcng3762121902 (дата обращения 15.09.2023).Semenov S. [Maritime cybersecurity: assessment of the state and solutions]. (accessed 15.09.2023). Morskiye vesti Rossii 2020;1. Available at: https://morvesti.ru/analiti ka/1692/82776/?ysclid=lmc8mqcng3762121902. (in Russ).Семенов С. Морская кибербезопасность – ситуация, проблемы и риски. Экспертная колонка Российского совета по международным делам (РСМД), 8 сентября 2020 года. URL: https://russiancouncil.ru/analytics-and-comments/columns/cybercolumn/morskayakiberbezopasnost-situatsiya-problemy-i-riski/?ysclid=ll572kfohg283787912 (дата обращения 15.09.2023).Semenov S. [Maritime cybersecurity – situation, problems, and risks]. (accessed 15.09.2023). Available at: https://russiancouncil.ru/analytics-and-comments/columns/cybercolumn/morskaya-kiberbezopasnost-situatsiyaproblemy-i-riski/?ysclid=ll572kfohg283787912. (in Russ).Mikhalevich I.F. Problemic Issues of Deploying Cooperative Intelligent Transport Systems During of Digital Transformation // 2021 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. IEEE, 2021. DOI: 10.1109/IEEECONF51389.2021.9415999Mikhalevich I.F. Problemic Issues of Deploying Cooperative Intelligent Transport Systems During of Digital Transformation. 2021 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. IEEE; 2021. DOI: 10.1109/ IEEECONF51389.2021.9415999.MikhalevichI.F. Priority Ways to Ensure Cybersecurity of Cooperative Intelligent Transport Systems” // 2022 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. IEEE, 2022. DOI: 10.1109/IEEECONF53456.2022.9744337Mikhalevich I.F. Priority Ways to Ensure Cybersecurity of Cooperative Intelligent Transport Systems”. In: proceedings of the 2022 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. IEEE; 2022. DOI: 10.1109/IEEECONF53456.2022.9744337.Radhakrishnan Subramaniam, Satya P. Singh, Parasuraman Padmanabhan, Balázs Gulyás, Prashobhan Palakkeel, Raja Sreedharan. Positive and Negative Impacts of COVID-19 in Digital Transformation // Sustainability 13(16):9470, August 2021. DOI: 10.3390/su13169470/Subramaniam R., Singh S.P., Padmanabhan P., Gulyás B., Palakkeel P., Sreedharan R. Positive and Negative Impacts of COVID-19 in Digital Transformation. Sustainability 2021;13(16):9470. DOI: 10.3390/su13169470.Mikhalevich I.F. Transformation of transport under conditions of digital inequality of control systems // International scientific conference International transport scientific innovation: ITSI-2021. P. 1-7. DOI: 10.1063/5.0105275.Mikhalevich I.F. Transformation of transport under conditions of digital inequality of control systems. In: proceedings of the International scientific conference International transport scientific innovation: ITSI-2021. Pp. 1-7. DOI: 10.1063/5.0105275.Михалевич И.Ф. Проблемы создания доверенной среды функционирования автоматизированных систем управления в защищенном исполнении / Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления (ВСПУ-2014, Москва). М.: Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, 2014. С. 9201-9207.Mikhalevich I.F. [Problems of creating a trusted environment for the functioning of automated control systems in a secure design]. In: Proceedings of the XII All-Russian Meeting on Control Problems (VSPU-2014, Moscow). Moscow: V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences; 2014. Pp. 9201-9207. (in Russ).Mikhalevich I.F. Methodological foundations of creation of national protected hardware-software platforms for critical information infrastructures // T-Comm. 2018. Vol. 12. No. 3. Pp. 75-81.Mikhalevich I.F. Methodological foundations of creation of national protected hardware-software platforms for critical information infrastructures. T-Comm 2018;12(3):75- 81. (in Russ.).Mikhalevich I.F. Methodology development and implementation of protected hardware and software platform based on the existing // 2018 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. DOI: 10.1109/ SOSG.2018.8350623Mikhalevich I.F. Methodology development and implementation of protected hardware and software platform based on the existing. In: proceedings of the 2018 International Conference “Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications”. DOI: 10.1109/SOSG.2018.8350623.Михалевич И.Ф. Требования, принципы, практика создания отечественных аппаратно-программных платформ для автоматизированных систем в защищенном исполнении критической информационной инфраструктуры Российской Федерации // Интеллектуальные системы. Теория и приложения. 2018. Том. 22. Вып. 4. С. 11-30.Mikhalevich I.F. [Requirements, principles, practice of creating domestic hardware and software platforms for automated systems in a secure design for the critical information infrastructure of the Russian Federation]. Intellektualnye sistemy. Teoriya i primeneniya 2018;22(4):11-30. (in Russ).Михалевич И.Ф. Гармонизация требований безопасности цифровых систем корпоративного и технологического управления // В сборнике: Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2020). Труды Тринадцатой международной конференции. 2020. С. 426-436. DOI: 10.25728/mlsd.2020.0426Mikhalevich I.F. [Harmonization of security requirements for digital systems of corporate and technological management]. In: [Management of the development of largescale systems (MLSD’2020). Proceedings of the Thirteenth International Conference]; 2020. Pp. 426-436. https://DOI: 10.25728/mlsd.2020.0426. (in Russ).Михалевич И.Ф. Проблема цифрового неравенства автоматизированных систем корпоративного и технологического управления // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2020. № 3. С. 43-47.Mikhalevich I.F. [The problem of digital inequality in automated corporate and technological management systems]. REDS: Telecommunication devices and systems 2020;3:43-47. (in Russ).Andy Koronios, Abrar Haider, Kristian Steenstrup. Information and Operational Technologies Nexus for Asset Lifecycle Management // Proceedings of the 4th World Congress on Engineering Asset Management Athens, Greece, 28–30 September 2009 “Engineering Asset Lifecycle”. P. 112-119. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-0-85729-320-6_13 (дата обращения 15.09.2023).Koronios A., Haider A., Steenstrup K. Information and Operational Technologies Nexus for Asset Lifecycle Management. In: Proceedings of the 4th World Congress on Engineering Asset Management. Athens (Greece), 28–30 September 2009 “Engineering Asset Lifecycle”. (accessed 15.09.2023). P. 112-119. Available at: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-0-85729-320-6_13.Cyber Attacks on Maritime OT Systems Increased 900% in Last Three Years. 2020. URL: https://safety4sea.com/cyber-attacks-on-maritime-ot-systems-increased-900- in-last-three-years/#:~:text=Cyber%2Dattacks%20on%20 the%20maritime,security%20firm%20Naval%20Dome%20 reveals (дата обращения 15.09.2023).Cyber Attacks on Maritime OT Systems Increased 900% in Last Three Years. (accessed 15.09.2023). Available at: https://safety4sea.com/cyber-attackson-maritime-ot-systems-increased-900-in-last-threeyears/#:~:text=Cyber%2Dattacks%20on%20the%20 maritime,security%20firm%20Naval%20Dome%20reveals. 25. The guidelines on Cyber security onboard ships. (accessed 15.09.2023). Available at: https://www.icsshipping.org/wp-content/uploads/2021/02/2021-CyberSecurity-Guidelines.pdf.The guidelines on Cyber security onboard ships. URL: https://www.ics-shipping.org/wp-content/uploads/2021/02/2021-Cyber-Security-Guidelines.pdf (дата обращения 15.09.2023).Complete Guide to OT Threat Detection and Response By Sectrio. November 20th; 2023. (accessed 15.09.2023). Available at: https://sectrio.com/ot-threat-detection-andresponse/#what-is-threat-detection-investigation-andresponse.Complete Guide to OT Threat Detection and Response By Sectrio | November 20th, 2023. URL: https://sectrio.com/ot-threat-detection-and-response/#what-is-threat-detectioninvestigation-and-response (дата обращения 15.09.2023).Legusha S.F. Cyber problems in water transport concerning the efforts of the main players in the maritime industry and classification societies on the example of the Russian Maritime Shipping Register. Transport law and security 2022;4(44):183-194. (in Russ).Легуша С.Ф. Киберпроблемы на водном транспорте – усилия основных игроков морской индустрии и классификационных обществ на примере Российского морского регистра судоходства // Транспортное право и безопасность. 2022. № 4(44). С. 183-194.Shubinsky I.B., Rozenberg E.N. General provisions of the substantiation of functional safety of intelligent systems in railway transportation. Dependability 2023;3:38-45. DOI: 10.21683/1729-2646-2023-23-3-38-45 (in Russ.)Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н. Общие положения обоснования функциональной безопасности интеллектуальных систем на железнодорожном транспорте // Надежность. 2023. №3. С. 38-45. DOI: 10.21683/1729-2646-2023-23-3-38-45Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н. Общие положения обоснования функциональной безопасности интеллектуальных систем на железнодорожном транспорте // Надежность. 2023. №3. С. 38-45. DOI: 10.21683/1729-2646-2023-23-3-38-45

The authors declare that there are no conflicts of interest present.