„Cyberstrażnik” na szynach. Polacy stworzyli suwerenny system ochrony dla pociągów, tramwajów i metra

Współczesne pojazdy szynowe wykorzystują rozbudowane systemy cyfrowe i sieci komunikacyjne. Ich niezawodność i bezpieczeństwo mają kluczowe znaczenie dla ciągłości i bezpieczeństwa przewozów. Polskie rozwiązanie to dla przewoźników, firm obsługi transportu szynowego, jego operatorów gwarancja suwerenności w niezwykle wrażliwym obszarze – bezpieczeństwa ludzi i infrastruktury.

Pierwszy polski system do cyberochrony transportu szynowego

 – Wspólnie z Politechniką stworzyliśmy pierwszy polski system cyberbezpieczeństwa, który odpowiada na zagrożenia związane z obecną sytuacją geopolityczną oraz na potrzeby rynku kolejowego, wynikające z modernizacji taboru szynowego oraz wymagań unijnych i krajowych – mówi Robert Karwasz, prezes Public Transport Service.– RailGuardSentinel to unikalne połączenie wiedzy naukowo-technicznej ekspertów Politechniki z wieloletnim doświadczeniem w utrzymaniu i modernizacji pojazdów szynowych specjalistów PTS. W centrum tego rozwiązania jest bezpieczeństwo pasażerów, obsługi oraz samego taboru.

Do powstania unikatowego rozwiązania przyczyniło się wprowadzenie w Europie dyrektywy NIS2, nowelizacji polskiej ustawy o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa i wprowadzenie Aktu o Cyberodporności. System odpowiada na wynikające z nich międzynarodowe i krajowe wymagania legislacyjne oraz standardy techniczne. – Te przepisy zakwalifikowały transport szynowy jako infrastrukturę kluczową dla bezpieczeństwa państwa polskiego. Do jej ochrony potrzebujemy kompleksowego i skutecznego rozwiązania, w dodatku zapewniającego najwyższy poziom bezpieczeństwa i niezależności. Uznaliśmy, że możemy mieć własne, w pełni polskie rozwiązanie – stworzone przez polskich inżynierów we współpracy z polskimi uczelniami – mówi  dr inż. Andrzej Bartosiewicz, kierownik projektu z ramienia Politechniki Krakowskiej.

System powstał w rekordowym czasie 9 miesięcy, dzięki bardzo sprawnej współpracy zespołu projektowego uczelni i firmy. – To doskonały przykład, że współpraca nauki i biznesu może przebiegać sprawnie, szybko i rodzić gotowe do wdrożenia innowacje – podkreśla rektor PK prof. Andrzej Szarata.

Za opracowanie sotfware’u, analizę i interpretację danych, stworzenie modeli systemu odpowiadali eksperci uczelni, wspólnie ze specjalistami firmy stworzyli architekturę systemu. – Testy laboratoryjne odbyły się na Politechnice. Wspólnie prowadzimy testy na pojazdach, firma odpowiada za implementację systemu – opisuje współpracę Marcin Tomczak, dyrektor techniczny PTS.

Szczegóły zastosowanych rozwiązań objęte są tajemnicą, ale konstruktorzy zdradzają, że wykorzystuje hybrydową analitykę zagrożeń. Obok algorytmów deterministycznych, centralnie wspierają go modele sztucznej inteligencji (m.in. modele językowe Mistral i Llama), które agregują rozproszone alerty w spójne incydenty i eliminują fałszywe alarmy, np. wywołane pracami serwisowymi. Na pojeździe znajduje się mechanizm do zbierania danych, które są przesyłane zaszyfrowanym strumieniem do centrali. Tam dane z całej floty są analizowane w trybie online, a modele językowe łączą rozproszone zdarzenia w incydenty, którymi można skutecznie zarządzać.

Cichy strażnik bezpieczeństwa w kabinie maszynisty

System RailGuard Sentinel prowadzi ciągły, pasywny nasłuch sieci wewnątrz pojazdu oraz w komunikacji z systemami zewnętrznymi. – I w obu tych obszarach pozwala identyfikować zagrożenia, anomalie i podatności na ataki – wyjaśnia dr hab. inż. Piotr Małka, profesor Politechniki Krakowskiej, współautor rozwiązania.

Nasłuch ten obejmuje m.in. systemy TCMS – krytyczne dla ruchu i sterowania pojazdem – oraz pokładową część ERTMS/GSM-R/FRMCS, czyli systemy informacyjne dla pasażerów. RGS robi to bez jakiejkolwiek ingerencji w pracę systemów krytycznych dla bezpieczeństwa ruchu, a więc bez ryzyka blokowania ruchu pojazdu.

RGS jest w stanie wykrywać cyberataki, identyfikować nieautoryzowany dostęp oraz zaawansowane anomalie w ruchu sieciowym. Na pokładzie pojazdu system prowadzi także inwentaryzację oprogramowania, weryfikuje jego integralność i autentyczność, a także monitoruje integralność systemów operacyjnych i aplikacji. Rejestruje każdą wymianę danych ze światem zewnętrznym, w tym krytyczne procesy przesyłania plików konfiguracyjnych i aktualizacji firmware’u, a operatorzy są natychmiast powiadamiani o modyfikacjach komponentów czy wygaśnięciu certyfikatów. Dodatkowo RailGuard Sentinel wykrywa luki w oprogramowaniu, klasyfikując je według standardu CVSS 3.0, co wspiera spełnienie wymogów unijnego Aktu o Cyberodporności (CRA).

Twórcy rozwiązania zwracają uwagę, że może ono całkowicie uniezależnić krajowy rynek od produktów zagranicznych korporacji, mniej zaawansowanych, nie dających ani pełnej kontroli nad przesyłanymi danymi, ani gwarancji niezawodności w dostarczaniu usługi w sytuacjach krytycznych (np. podczas konfliktu zbrojnego).

Polski system odpowiedzią na unijne regulacje

Pierwszymi przewoźnikami, którzy wdrożą rozwiązanie, będą Koleje Małopolskie, po nich polski czuwak dla kolejowych podsystemów pojawi się w pojazdach SKM Warszawa i POLREGIO. – Prowadzimy rozmowy z kolejnymi przewoźnikami, zarówno kolejowymi, jak i tramwajowymi. Zakładamy, że jeszcze w tym roku do grona użytkowników rozwiązania dołączy kilku przewoźników kolejowych oraz operatorów lekkiego transportu szynowego, w tym tramwajowego i metra, z Polski i Europy – zapowiada Jacek Tomasik, wiceprezes zarządu PTS.

Firma Public Transport Service specjalizuje się w kompleksowej obsłudze serwisowej, naprawach głównych oraz modernizacjach taboru szynowego. System RailGuard Sentinel poszerza portfolio jej usług z zakresu cyberbezpieczeństwa, tym bardziej, że umożliwia spełnienie wszystkich wymagań prawnych, nawet w przypadku pojazdów eksploatowanych od kilkunastu czy kilkudziesięciu lat. – Mogą osiągnąć poziom cyberbezpieczeństwa porównywalny z nowoczesnym taborem opuszczającym dziś linie produkcyjne – podkreśla Jacek Tomasik, dając przykład pojazdu LINT 41 (po polonizacji oznaczony jako SA142): – Mimo ponad 25 lat eksploatacji, dzięki naszemu systemowi, jest w pełni zabezpieczony przed cyberatakami.

Nauka + biznes? To działa!

RailGuard Sentinel jest efektem współpracy badawczo-rozwojowej zespołu naukowców Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Politechniki Krakowskie i firmy PTS w składzie: dr inż. Andrzej Bartosiewicz (kierownik po stronie PK), dr hab. inż. Maciej Sułowicz, prof. PK, dr hab. inż. Piotr Małka, prof. PK oraz Kajetan Przybysz (kierownik po stronie PTS) oraz Marcin Tomczak, dyrektor ds. Technologii PTS. – Jestem przekonany, że bez współpracy z Politechniką ten projekt nie miałby szans realizacji na taką skalę. Pierwsze wdrożenia realizujemy na pojazdach kolejowych, ale system RGS może być z powodzeniem wdrażany również w lokomotywach, tramwajach czy autobusach miejskich. Ma potencjał także dla innych sektorów transportu – mówi wiceprezes Jacek Tomasik.

– RailGuard Sentinel stanowi przykład skutecznego połączenia wiedzy inżynierskiej, badań naukowych i praktycznych wdrożeń na rzecz bezpieczeństwa infrastruktury transportowej. Projekt potwierdza, że polskie ośrodki akademickie aktywnie wspierają rozwój nowoczesnych i bezpiecznych rozwiązań dla sektora kolejowego – podsumowuje dr hab. inż. Piotr Małka, prof. PK.

Współpraca Politechniki z Public Transport Service zaowocowała także zaangażowaniem firmy, jako partnera technologicznego, w powołanie i prowadzenie studiów podyplomowych „Cyberbezpieczeństwo infrastruktury transportu szynowego” na Politechnice Krakowskiej (ruszają od nowego roku akademickiego). Program studiów został zaprojektowany tak, aby kompleksowo obejmować ochronę krytycznej cyfrowej architektury kolejowej – zarówno po stronie systemów klasy przytorowej, jak i systemów klasy pokładowej. Zakres merytoryczny obejmuje ochronę centralnych systemów zarządcy infrastruktury, a także systemów teleinformatycznych przewoźników kolejowych i właścicieli taboru. W programie ujęto też podstawy budowy i funkcji systemów sterowania ruchem kolejowym oraz praktyczne wizyty studyjne u przewoźników kolejowych.

Szczegółowy opis możliwości systemu RGS znajduje się na stronie internetowej projektu.

(mas, j)

Zdjęcia Mirosław Żyłka