Blockchain: Protegiendo también nuestras infraestructuras críticas

¡Hola abejas!... Después de un final e inicio de año un tanto accidentado, ( 2 averías casi consecutivas en mi PC, unas semanas de "juergas hospitalarias"  --como acompañante nocturno--, alguna avería en mi conexión a internet, y un gran agotamiento acumulado como consecuencia...), nuevamente estoy aquí, y otra vez sigo con "mis cosas". Os aseguro que sigo resistiendo, pero debo dosificar mis fuerzas para "recuperarme convenientemente".

La verdad es que me ha resultado muy costoso el escribir este artículo, pero creo que es un tema importante, que no traté de forma directa, en mis otros artículos sobre el Blockchain.

Todos tenemos bastante claro que estamos ante una nueva época y un futuro (más o menos inmediato) lleno de grandes avances tecnológicos, y muchos de estos avances estarán vinculados a las comunicaciones, la robótica, y la inteligencia artificial.

Como usuario avanzado en seguridad informática, siempre os digo lo mismo: "todo empieza con la privacidad y las buenas prácticas" ...   Pero qué pasa en estos tiempos en los que nos dirigimos hacia una gran cantidad de comunicaciones inalámbricas, y un montón de dispositivos y máquinas "hablando entre ellas"... Pues, que no nos queda más remedio que asegurar esas comunicaciones, y verificar que los integrantes de cada "conversación" son realmente quienes dicen ser. Recordad que hoy en día casi todo se puede virtualizar, pero dentro de unos años, será todo, lo que se podrá virtualizar, y eso incluye YA (hoy en día) también a las máquinas, por lo que se podría simular una máquina (virtualizada) para que se comunicara con otra (real), y ésta (la virtualizada) controlada por alguien con malas intenciones, indujera acometer errores a la otra, allá donde estuviera (hospitales, centrales hidrolectricas, gestión del tráfico, etc).

Os aseguro que este escenario es más que posible, y aunque hoy por hoy pertenece a lo que denominamos "ciberguerra", ni mucho menos estamos a salvo de que un "loco" (tipo antiguas películas de 007) quisiera "dominar el mundo"... Y es ahí donde entra "ahora" (lógicamente, puede que más adelante se inventen otras tecnologías más avanzadas),  la tecnología de la cadena de bloques  --Blockchain--.

Ya publiqué en el pasado algún artículo sobre seguridad industrial,  como este.

Así que sin más dilación, vamos con este tema tan "de película".

                                               *          *          *          *          *          *

Podríamos ver Blockchain, como una base de datos descentralizada a la que muchas personas tienen acceso. Esta base de datos almacena unos registros (bloques) que están enlazados y cifrados para proteger la seguridad y privacidad de los intercambios de información.

Los registros (bloques) cumplen un requisito fundamental, que las personas (nodos) verifiquen los intercambios de información realizados para registrar, posteriormente, esa transacción en la base de datos.

Si trasladamos este concepto al mundo industrial, estaríamos hablando de una base de datos descentralizada, que contiene información sobre multitud de dispositivos industriales que coexisten en la red,  y en los que se puede confíar, pero no necesitan de una "confíanza previa" dictada por una entidad predeterminada por "alguien", ya que tenemos conocimiento de que son dispositivos legítimos, gracias a un inventario de activos que se ha realizado previamente. Esta tecnología pretende incorporar una capa de seguridad extra a la hora de autenticar dispositivos dentro de la red ya que, dado que muchos dispositivos han de valorar la incorporación de un nuevo dispositivo, resulta más complejo realizar ataques engañando a tantos dispositivos a la vez para que estos crean que el dispositivo a incorporar es legítimo.

Sistemas Descentralizados versus Sistemas Distribuidos

Llegados a este punto, es importante tener en cuenta la diferencia entre sistemas descentralizados y distribuidos. Entendiendo como sistema descentralizado el que consta de una estructura de nodos donde la información entre el nodo que inicia la comunicación y el que la recibe pasa por nodos intermedios. Mientras que, si hablamos de los sistemas distribuidos, también posee una estructura de nodos, pero, en este caso, la comunicación es directa entre el nodo que inicia la conversación y el que la recibe.

Blockchain en la industria 4.0

Cuando se habla de la industria 4.0 se refiere a la digitalización de los procesos productivos en las fábricas a través de sistemas de información y sensores que harán que se produzca mejor y más eficientemente. Se trata de la comunicación entre humanos y máquinas mediante sistemas informáticos a través de extensas redes.

La industria 4.0 hará que sea posible obtener y examinar diferentes datos a través de las máquinas, lo que permitirá procesos más rápidos, más eficientes y más flexibles para la fabricación de productos de mayor calidad a un costo más reducido.

Este concepto, parte de la consideración de que esta va a ser la cuarta revolución Industrial. Otras innovaciones técnicas hicieron posible las 3 anteriores: el agua y el vapor permitieron que la energía entrase en las fábricas del siglo XVIII, la electricidad permitió la fabricación en cadena y un aumento considerable de la productividad en el siglo XX, y la tecnología digital supuso una nueva revolución cuando sustituyó a la analógica, a partir de los años 70 del siglo XX.

Para que la industria 4.0 pueda realmente producir a precios competitivos será necesaria la eliminación de costes indirectos y la desintermediación de todos los procesos. De esta manera, estas máquinas, que estarán produciendo miles de productos unitarios, deberán poder abastecerse mediante otras máquinas sin que en medio haya personas que tengan que llevar a cabo las gestiones de presupuesto-pedido-suministro-pago: la tecnología Blockchain permitirá que las máquinas lancen ofertas de compra, analicen las mejores ofertas, ejecuten los pedidos y efectúen los pagos. Todo ello no sólo sin personal, sino de manera directa y sin intermediarios.

Los grandes problemas a los que se enfrentan tanto la industria 4.0 como del IoT, giran en torno a problemas de autenticación, comunicación y disponibilidad. Algunos ejemplos de estos problemas son:

• Autenticación: Dispositivos maliciosos autenticados dentro de la red.
• Comunicaciones: Comunicaciones no legítimas, con paquetes mal formados o que son anómalas para el tráfico existente que se suele intercambiar normalmente.
• Disponibilidad: Pérdidas de comunicación que originan denegaciones de servicio.

El uso de la tecnología Blockchain podría solucionar estos y otros problemas dentro de un mundo tan interconectado en el que vivimos actualmente y en concreto en la industria 4.0. Algunas de estas mejoras son:

• Confíanza: Muchos dispositivos incorporados en las industrias interactúan entre ellos. Esta interactuación debería basarse en una confianza a la hora de comunicarse entre ellos, uno de los ejemplos en los que se ve más claro esta confianza son las redes malladas con comunicaciones Zigbee  ( mi artículo sobre Zigbee aquí ).  Una posible alternativa sería el uso de Blockchain para verificar que todos los dispositivos de la red intercambian información correctamente y además son legítimos. Blockchain por lo tanto, podría asegurar la integridad de las comunicaciones y “certificar la identidad de los dispositivos que se estén comunicando en cada momento”

• Coordinación inteligente: Dado que la disponibilidad juega un papel importante en los entornos industriales, la coordinación, tanto de los dispositivos como de las máquinas que conforman la red industrial, es de vital importancia para que no se pierda la disponibilidad. Blockchain puede proporcionar una coordinación óptima en las comunicaciones en redes M2M, gracias a una coordinación inteligente de los dispositivos, se podría configurar una red industrial para que cuando un PLC no funcione de forma correcta, otro entre en funcionamiento sin perder la disponibilidad en el proceso. Recordemos que una indisponibilidad en un proceso industrial puede traducirse en pérdidas económicas de millones.

• Auditable: Registrar las acciones que se ejecutan dentro de una red industrial para prevenir posibles anomalías o detectar posibles explotaciones de vulnerabilidades es otro de los grandes retos en las redes industriales dada la cantidad de dispositivos y de comunicaciones que se pueden encontrar en este tipo de redes. Para ello, Blockchain puede crear historiales de las redes confiables donde todos los dispositivos que se comunican en ellas se han verificado previamente.

• Estandarización de comunicaciones: Otra de las grandes aplicaciones que podría tener la incorporación de Blockchain en la industria, tiene que ver con los estándares de comunicación. En los entornos industriales han de convivir muchos dispositivos, y rara vez se da el caso de que todos ellos sean del mismo fabricante, por lo que no existe un formato estandarizado a la hora de utilizar un protocolo concreto de comunicaciones. Es en este punto, donde Blockchain toma fuerza, ya que permitiría utilizar un protocolo sin formato propietario y abierto, de tal forma, que todos los dispositivos independientemente del fabricante al que pertenezcan, podrán comunicarse entre ellos.

• Integración de dispositivos: Agregar a la red industrial dispositivos, siempre ha supuesto un gran reto para los integradores y responsables de la red. Para solucionar este reto en el que los dispositivos han de confiar entre sí y establecer ciertas comunicaciones, Blockchain puede ser una gran alternativa para rastrear registros en los que se almacena información sobre dispositivos legítimos, y a su vez actualizar estos mismos registros para tener un control de todos los dispositivos activos en la red.

En el caso de infraestructuras distribuidas, el uso de Blockchain proporcionaría un gran avance ya que los dispositivos se encuentran dispersos y esta medida de seguridad ayudaría a controlar de una forma segura y eficiente todos los dispositivos de la red de campo, que pueden encontrarse en una zona montañosa o en el mismo centro de una ciudad.

Otro punto a tener en cuenta a la hora de enumerar beneficios del Blockchain dentro de las redes industriales es la eliminación de intermediarios, en este caso hablamos de personas, uno de los eslabones más débiles en lo que a ciberseguridad respecta y que con el Blockchain se podrían evitar, realizando transacciones sin intervención humana.

La trazabilidad es uno de los usos relacionados con Blockchain en los que más se está avanzando, especialmente en el sector de la automoción o el aeronáutico, pero no el único. Se está trabajando también en su aplicación al IoT (Internet de las Cosas) industrial propiciando la interrelación entre las máquinas. Una máquina genera 7.000 millones de datos en un año. Las arquitecturas de tráfico y entrada de datos son caras. Cada vez generamos más datos y necesitamos de servidores más potentes y herramientas cloud, lo que encarece estos servicios.

Otro riesgo es que, ante un fallo del servidor esos datos se pueden perder. Gracias a una red Blockchain diseñada para el mundo IoT esa información estaría almacenada en diferentes lugares, entre los integrantes de la plataforma, por lo que el riesgo de pérdida sería menor.

Gracias a estos beneficios, evitaremos algunos vectores de ataque que podrían generar incidentes de seguridad en entornos industriales, minimizando la exposición de los mismos frente a posibles atacantes con acceso a la red. Algunos de los ataques más mediáticos y que son relativamente recientes, como el caso de Mirai, podéis leer un artículo antiguo mío  aquí, podrían haberse evitado gracias al uso de Blockchain. El uso de nodos de confíanza no habría evitado la infección de un dispositivo, pero si habría cortado sus capacidades de propagación.

Hoy, prácticamente todas las industrias y sectores productivos apuestan por las nuevas tecnologías para mejorar sus procesos, ser más eficientes y seguros, e incluso contar con mejor predictibilidad de las necesidades de los negocios. El sector industrial tiene unos requerimientos de seguridad, toma de decisiones en tiempo real, y calidad de servicio que la conectividad de los objetos gracias al IoT, la evolución de las redes móviles (tecnología 5G), y los nuevos procesos como el Blockchain están sabiendo responder adecuadamente, adaptándose perfectamente a este "nuevo y apasionante futuro de película".

La incorporación de Blockchain en la industria puede parecer algo futurista, pero realmente es posible y podría aportar una capa de seguridad que actualmente supone un gran reto para muchas empresas. Si bien es cierto que los dispositivos han de tener la potencia y capacidad para implantar esta tecnología, no hay que olvidar que el Blockchain podría llegar a utilizarse en redes compuestas por dispositivos con poca potencia en la que la disponibilidad prima sobre otros factores.

Dada la cantidad de dispositivos que se están incorporando hoy en día en las industrias para aportar más inteligencia a los procesos, el uso de Blockchain como vía de estandarización en las comunicaciones, también podría facilitar mucho la vida de las personas responsables de las redes y dispositivos dentro de los entornos industriales.

Uno de los puntos más destacados del Blockchain es su sistema descentralizado basado en la confíanza entre nodos. Esta característica permitiría reducir ineficiencias de comunicación, problemas de escalabilidad y cuellos de botella hacia nodos centrales.

Gracias por leerme, y por todo vuestro apoyo y confíanza, es un verdadero privilegio para mí, os lo aseguro.

Referencias:

https://blogthinkbig.com/las-posibilidades-de-la-industria-4-0-mediante-iot-blockchain-y-5g

http://www.expansion.com/economia-digital/innovacion/2017/05/01/5901c89622601dbc348b45cb.html

https://es.wikipedia.org/wiki/M2M

http://www.spri.eus/es/basque-industry-comunicacion/aplicaciones-del-blockchain-a-la-industria-4-0/

https://www.ge.com/reports/industrial-ledgers-blockchain-accelerate-digital-transformation/

https://grupogaratu.com/que-es-blockchain-usos-y-ventajas/

https://microgridknowledge.com/blockchain-siemens-lo3-energy/

http://forocapitalpymes.com/el-blockchain-y-la-industria-4-0/

https://www.cambio16.com/ciencia-y-tecnologia/blockchain-comienzo-la-cuarta-revolucion-industrial/

http://librosgratisxd.net/blockchain-la-revolucion-industrial-de-internet/

https://transformaciondigital.izertis.com/blockchain-industria