تتشكل أنظمة التحكم الصناعية في الأساس من ثلاث مكونات وهي الوحدة الطرفية البعيدة (RTU) وخطوط الاتصالات الناقلة (PLC, Radio, Fiber Optic,..) بالإضافة للمحطة الرئيسية (Master Station) وهي وحدة المعالجة الرئيسية لجميع مكونات أنظمة التحكم الصناعية بما فيها HMI وهي واجهة المشغلين للمراقبة والتحكم لكامل مكونات الشبكة الكهربائية او الصناعية.
تتميز أنظمة التحكم الصناعية بانها حلول متخصصة ومصممة لإدارة الشبكة والتحكم بها ولها بروتوكولاتها الخاصة وبيئتها المعزولة ومنها بروتكولات تجارية مملوكة لعلامات تجارية كبيرة (SCADA Vendors) مثل (Modbus RTU, RP 570, Profibus, Conitel) وهناك بروتوكولات مفتوحة المصدر وهي ( DNP3 و IEC-60870-5-101) ويعد هذان البروتوكولان الأكثر شيوعا اليوم فهما بروتوكولان مفتوحان يوفران إمكانية التشغيل البيني لأنظمة التحكم وتطبيقاتها.
ويستخدم DNP3 الذي ظهر عام 1993 على نطاق واسع في السوق الامريكية الشمالية ودول أمريكا الجنوبية وجنوب افريقيا ودول اسيا وأستراليا, بينما يستخدم بروتوكول IEC-60870-5-101 في السوق الأوروبية وظهر بشكله الكامل عام 1995
أدى تطور الأنظمة والتطبيقات اليوم واعتماد التقنيات التجارية المتاحة إلى زيادة الترابط والاعتماد المتبادل بين هذه الأنظمة كاستخدام أنظمة التشغيل ويندوز او استخدام تقنيات شبكات الاتصالات الحديثة الى تهديد امن حقيقي لأنظمة التحكم واحتمالية الهجوم السيبراني نظرا لارتباط بعض مكونات النظام الصناعي بتطبيق بروتوكولات مستندة على IP address وكذلك يزداد الخطر لهذه الهجمات في حال ارتباط أنظمة التحكم الصناعي بمكونات خارجية وارتباطها بشبكات الانترنت والانترانت مما يزيد التهديد للبنى التحتية والمرافق الحيوية وخطوط الإنتاج, ومن اكثر الحلول التي تجد قبولا واسعا للتواصل بين الأجهزة والبرامج المختلفة هو بروتوكول OPC وهو يسمح بنقل البيانات التشغيلية والاتصال مع الأجهزة المختلفة حتى وان لم تكون جزءا من أنظمة التحكم الصناعية.
ولزيادة الموثوقية فقد قامت الكثير من المختبرات والباحثين بتقييم دراسة تطبيق أنظمة التشفير لتامين أنظمة الاتصالات لنظم التحكم الصناعي ومنها دراسة لمجموعة من الباحثين بعنوان (Utilization of Different Encryption Schemes for Securing SCADA Component Communication
قامت بمحاكاة تطبيق التشفير على رسائل الاتصالات لكتل (BLOCK) مكونة من 64 بت باستخدام تقنيات التشفير التالية:
• التشفير غير المتماثل Asymmetric Key
• التشفير المتماثل Symmetric Key
• التشفير باستخدام Crossed- Cipher scheme
من المعايير المهمة في هذه الدراسة هو سرعة التشفير، حيث أوضحت الدراسة ان التشفير المتقاطع (Crossed Cipher) بالرغم انه هو الابطاء الا انه الأفضل أداء في المصادقة (Authentication) ويليه التشفير المتماثل (Symmetric) وبالرغم من أهمية تامين بيانات الاتصالات الا انه في عالم التحكم الصناعي لا يمكن التضحية بالسرعة ودقة البيانات مقابل الامن, ويعتبر مجال الامن مصدر قلق لمشغلي أنظمة التحكم الصناعي وان الارتباط بمصدر خارجي يتطلب نظام امان غير قابل للاختراق نسبيا مع ضمان جودة البيانات المنقولة وسرعة وصولها.
