Rilevare attacchi di sabotaggio nella produzione additiva usando le firme di potenza dell’attuatore

Le firme della potenza dell’attuatore difendono dagli attacchi di sabotaggio della produzione additiva

I ricercatori si sono riuniti dagli Stati Uniti e da Israele per studiare le potenziali minacce che potrebbero influenzare i sistemi di produzione additiva. Sebbene ciò non influisca tanto sull’utente fai-da-te che fabbrica parti e prototipi dall’officina domestica, gli autori di ” Rilevare attacchi di sabotaggio nella produzione additiva usando le firme di potenza dell’attuatore ” sono preoccupati per “la dipendenza di AM dall’informatizzazione” e la necessità di protezione contro sabotare in ambienti industriali più complessi.

I ricercatori hanno creato un modo affidabile per rilevare il sabotaggio, offrendo un semplice programma di monitoraggio che descrivono come non invasivo e facile da aggiornare anche per i sistemi più vecchi. Innegabilmente, ci sono numerose applicazioni che richiedono protezione mentre la ricerca, lo sviluppo e il progresso della produzione, specialmente quando coinvolgono sistemi critici per la sicurezza come componenti aerospaziali, dispositivi medici, attrezzature e altro ancora.

Man mano che gli utenti industriali dipendono ulteriormente dai metodi computerizzati e dalla produzione additiva, “cresce la preoccupazione che il processo AM possa essere manomesso”.

Se dovesse insorgere uno scenario in cui una forza esterna acquisisse il controllo dell’attrezzatura AM, potrebbe verificarsi un “attacco di sabotaggio completo”. Non si tratta esattamente di una nuova idea e utenti, produttori e ricercatori hanno studiato altri argomenti come le minacce alla sicurezza della stampante 3D con droni come esempi, nuovi modi per verificare l’integrità degli oggetti stampati in 3D e persino la possibilità di minacce alla stampa 3D per sicurezza del programma nucleare . Finora, tuttavia, i ricercatori affermano la necessità di questo studio e sviluppo di nuovi sistemi di sicurezza come “fino ad oggi, sono stati verificati solo i metodi difensivi per le macchine FDM”.

Con la mentalità secondo cui qualsiasi computer collegato al flusso di lavoro AM potrebbe essere “compromesso”, gli autori spiegano che attuatori analogici come i motori passo-passo, tuttavia, non possono essere manomessi tramite attività informatiche contraddittorie.

I risultati dei test distruttivi possono anche validare la sicurezza, lavorando con il nuovo sistema di rilevamento composto da:

Sonde ad induzione
Oscilloscopio
PC di monitoraggio per analisi dei dati

Per la stampa 3D FDM, gli attuatori sono costituiti da quattro motori che manipolano il movimento e l’estrusione della testina di stampa. Ognuno è azionato direttamente, con movimento dei motori dipendente dalla corrente elettrica:

“Un’alimentazione CC (se il rumore di bassa ampiezza viene ignorato) indica che il motore controllato è fermo”, spiegano i ricercatori. “Quando si applica la corrente sinusoidale a un motore passo-passo, ogni oscillazione induce un campo magnetico in un set di bobine interne del motore. Questo campo magnetico fa avanzare il rotore del ferro innestato di un passo. La sua velocità di rotazione è controllata dalla frequenza di oscillazione. La direzione dell’azionamento può essere modificata invertendo la corrente attraverso una serie di bobine. “

Man mano che modificavano i progetti, ciò significava che venivano apportate modifiche anche alle correnti che alimentavano gli attuatori, consentendo anche di monitorare e rilevare eventuali “deviazioni”. I segnali sono separati da ciascun motore nel sistema di rilevamento, in quanto possono esaminare ciascun motore separatamente.

La “discrezione discreta” viene utilizzata per ogni strato stampato, per essere identificato se sono stati aggiunti, eliminati o modificati; e in effetti, le transizioni di livello devono essere un punto focale in quanto possono essere utilizzate da tutti i possibili avversari come momento per manipolare negativamente il filamento o lanciare altri attacchi AM. Alla fine, tuttavia, i ricercatori hanno capito che sono necessari nuovi parametri per monitorare le transizioni dei livelli a causa del periodo di tempo limitato disponibile:

“In base alle impostazioni correnti, verranno prodotte solo due o tre finestre consecutive per ogni transizione di livello. Ciò non è sufficiente per distinguere in modo affidabile tra modifiche dannose e anomalie stocastiche. “

La generazione e la verifica della firma svolgono un ruolo centrale nel nuovo sistema, consentendo agli utenti di confermare che le parti non sono state manomesse quando la firma principale viene esaminata rispetto alle firme “generate dalle attuali tracce del processo esaminato”.

Nel complesso, questo nuovo metodo è in grado di rilevare il sabotaggio, insieme a “attacchi di inserimento del vuoto”. Qualsiasi modifica ai comandi di movimento del codice G viene notata il cento per cento delle volte all’interno di questo nuovo sistema, per includere i motori X e Y e i movimenti Z.

“Nel nostro lavoro futuro, intendiamo superare le limitazioni identificate, inclusa la restrizione ai sistemi AM ad anello aperto, e tenere conto dell’accumulo graduale di deviazioni. Testeremo anche il metodo con altre stampanti FDM e lo adatteremo per altre tecnologie di stampa, come la fusione del letto di polvere e la deposizione diretta di energia “, hanno concluso i ricercatori. “Le prestazioni dimostrate di rilevamento delle anomalie e la potenziale applicabilità ai sistemi AM metallici rendono l’approccio proposto una pietra miliare importante per garantire la sicurezza AM nei sistemi critici per la sicurezza.”

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