المدن الذكية والأمن السيبراني باستخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

إنّ التطور السريع في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لم يغيّر المجتمع الحديث فحسب، لكنّه غيّرنظام الأتمتة في الصناعات أيضًا إلى المزيد نظام مناسب وموثوق، بما في ذلك نظام الطاقة الكهربائية. تعدّ أنظمة الطاقة الكهربائية إحدى الضرورات الأساسية في مجتمعنا اليوم. وفي عالم اليوم الموجه تقنيًا، يعتمد نظام الطاقة الكهربائية الفعال والموثوق به اعتمادًا كبيرًا على تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. وسعيًا إلى ترقية نظام الطاقة التقليدي إلى شبكة ذكية تواكب العصر، حظيت الأنظمة في السنوات الأخيرة باهتمام كبير، وزادت من تكامل نظام الطاقة مع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لضمان نظام موثوق يساعد في التغلّب على التحديات التي تواجهها الأنظمة التقليدية. وتتراوح تلك التحديات بين زيادة الاستهلاك وتكامل التكنولوجيا الأحدث في أنظمة الطاقة وتوليد الطاقة المتجددة، وشحن المركبات الكهربائية والعدادات الذكية. لقد تطلّب الاعتماد المتزايد على الكهرباء والطلب المستمر على جودة الطاقة توصيلًا ذكيًا للطاقة، وتسعيرًا أكثر يسرًا، واستعادةً أسرع للطاقة. وللتغلب على هذه التحديات، يحدّد مصطلح الشبكة الذكية عمومًا نظام توليد الطاقة من الجيل التالي استنادًا إلى تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الناشئة من أجل توفير النقل والتوزيع وإدارة الكهرباء، ولتعزيز الموثوقية والكفاءة والسلامة وقابلية التوسع.

من ناحية أخرى، أوضحت وزارة الطاقة الأمريكية أن الشبكة الذكية هي نظام توصيل للأجهزة الكهربائية من نقطة التوليد إلى نقطة الاستهلاك. وهذا النظام متكاملٌ مع تكنولوجيا الاتصالات والمعلومات لتحسين عمليات الشبكة وخدمات العملاء ورعاية البيئة. هذا يعني أن الشبكة الذكية هي مزيج من محطات الطاقة القائمة على البنية التحتية للاتصالات لتعزيز الموثوقية ودعم الاقتصاد وحماية المناخ. وقد أظهر استخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الشبكة الذكية تطبيقات مختلفة مثل أنظمة القياس المتقدمة وأنظمة القياس واسعة النطاق وأنظمة أتمتة المحطات الفرعية والمعلومات المشتركة. وتلعب البنية التحتية للاتصالات دورًا مهمًا في إرسال البيانات وجمعها عن بُعد من محطات الشبكة المختلفة، كنظام شبكة ذكي بطريقة مشابهة لنظام التحكم الإشرافي واكتساب البيانات. ومن المنصف القول إن الشبكات الذكية قد عززت الفوائد الاقتصادية والوظيفية، ولكن في نفس الوقت نشأت هناك احتمالية الهجمات الضعيفة من الفضاء الإلكتروني. بالمقارنة مع أنظمة الطاقة التقليدية، من السهل الحماية من المخاوف الأمنية بسبب الوصول المادي، ولكن الآن (بسبب تكامل تكنولوجيا المعلومات والاتصالات) التهديدات لها نطاق أكبر بالإضافة إلى الوصول المادي.

لذلك، كانت قضايا الثقة والأمن في الاتصال تشكّل مؤخرًا مصدر قلق في نشر أنظمة الشبكة الذكية. على وجه التحديد، يمكن للعدّاد الذكي الذي يتم توزيعه في مختلف الشبكات الهرمية لنظام الشبكة الذكية أن يصل بشكل كبير إلى المصادقة المتبادلة وإنشاء مفاتيح التبادل ضمن خوارزمية تبادل Diffie-Hellman.