Jak chronić atom przed hakerami

Podejście do kwestii bezpieczeństwa energetyki jądrowej praktykowane w Stanach Zjednoczonych może stanowić wzór dla rynku w Polsce – mówi Jeffrey Colborn, dyrektor zarządzający w Accenture Utilities Practice.

Jak bronić duże elektrownie jądrowe przed zagrożeniami cyfrowymi?

Ochrona elektrowni jądrowych przed zagrożeniami cyfrowymi wymaga uwzględnienia wielu elementów składających się na funkcjonowanie elektrowni. Już podczas jej projektowania należy zidentyfikować wszystkie systemy składające się na elektrownię, a zawierające komponenty cyfrowe. W zależności od stopnia krytyczności systemu i stanowiących go komponentów już na etapie projektu instalacji jądrowej projektuje się odpowiednie zabezpieczenia, aby zagwarantować integralność oraz ciągłość funkcjonowania systemów.

Przykładowo, komponenty cyfrowe systemów oprócz spełnienia szczegółowych wymagań dotyczących oddzielenia sieci komputerowych obsługujących instalację jądrową od sieci zewnętrznych muszą spełniać rygorystyczne wymagania projektowe dotyczące standardów bezpieczeństwa jądrowego, zapewniając m.in. tzw. obronę w głąb (czyli obronę odpowiednią dla poszczególnych warstw bezpieczeństwa), dywersyfikację techniczną oraz ścisłą kontrolę konfiguracji.

W przypadku układów bezpieczeństwa potrzebnych do wyłączenia reaktora w projekcie należy przewidzieć zastosowanie dodatkowo analogowego systemu zapewniającego operatorom instalacji dodatkową warstwę funkcjonalną dającą możliwość wyłączenia reaktora, niezależnie od systemów cyfrowych obsługujących instalację.

Jest potrzebne zupełnie nowe oprogramowanie?

Poza zaprojektowaniem wielowarstwowego systemu bezpieczeństwa, stworzone zostanie również odpowiednie oprogramowanie wspierające procesy związane z funkcjonowaniem elektrowni, m.in. do monitorowania czynności związanych z eksploatacją oraz stałą modernizacją instalacji, w taki sposób, aby zabezpieczyć komponenty cyfrowe przed wprowadzeniem wirusów lub zastosowaniem nieautoryzowanego oprogramowania, co mogłoby zagrozić bezpiecznemu funkcjonowaniu elektrowni. Warto podkreślić, że takie oprogramowanie dla instalacji jądrowych uwzględnia nie tylko bezpieczeństwo podczas codziennej eksploatacji, ale również fizyczne bezpieczeństwo zasobów cyfrowych. W elektrowniach jądrowych obecnie eksploatowanych działa dedykowany personel prowadzący stały nadzór integralności funkcji cyfrowych, wydajności infrastruktury IT w oparciu o wcześniej przygotowany plan działania, co gwarantuje szybką reakcję w sytuacjach awaryjnych (kryzysowych).

Duże elektrownie mają osobne systemy łączności i są odizolowane od sieci internetowych powszechnie dostępnych. Chodzi o zagrożenie cyberatakami. Są osobne systemy SCADA. Czy Amerykanie mają tu doświadczenie, które można zaoferować Polsce?

Tak. Prawie 20 lat temu przedstawiciele amerykańskiego przemysłu jądrowego, wspólnie z Komisją Dozoru Jądrowego USA (US Nuclear Regulatory Commission, NRC) – odpowiednikiem polskiej Państwowej Agencji Atomistyki – wypracowali całościowe podejście, do dziś regularnie aktualizowane, do kwestii cyberbezpieczeństwa związanego z wszelkim oprogramowaniem używanym w typowej elektrowni jądrowej w Ameryce. Ten wymagany przepisami zbiór wskazań, wchodzący w skład amerykańskiego Kodeksu Przepisów Federalnych (Code of Federal Regulations), narzuca szczegółowe sposoby postępowania w odniesieniu do wszystkich systemów cyfrowych, jak i wszelkich innych funkcjonalności wspomagających działanie elektrowni jądrowych w taki sposób, aby zapewnić bezpieczeństwo publiczne.

Podejście do kwestii bezpieczeństwa energetyki jądrowej, praktykowane w Stanach Zjednoczonych, może stanowić wzór dla rynku energetyki jądrowej w Polsce. Z kolei doświadczenia Accenture, zdobyte w trakcie budowy oraz licencjonowania reaktora jądrowego Westinghouse AP1000 w elektrowni Vogtle (USA, Georgia), skutkują sprawdzonym podejściem, które może okazać się cennym wsparciem dla projektu związanego z instalacją reaktora Westinghouse AP1000 w Polsce.

Polska da radę obsłużyć taki system?

Amerykański program cyberbezpieczeństwa oraz szczegółowa strategia dotycząca jego wdrożenia podlegają cyklicznym ocenom i inspekcjom amerykańskiej Komisji Nadzoru Jądrowego w ramach programu bieżącego nadzoru nad komercyjnymi elektrowniami jądrowymi. Mogą stanowić dla Polski doskonały wzór postępowania. Jeśli w Polsce wymagania dotyczące bezpieczeństwa cybernetycznego dla reaktora Westinghouse AP1000 byłyby wzorowane na amerykańskich wymogach regulacyjnych NRC, to Polska w pełni skorzystałaby z doświadczeń wypracowanych przy realizacji analogicznego – w sensie zastosowanej technologii reaktora – projektu w Stanach Zjednoczonych.

Czy cyfryzacja może przyspieszyć sam proces budowy?

Budowa elektrowni jądrowej wymaga wzmożonej koordynacji pomiędzy wieloma podmiotami zajmującymi się projektowaniem, zamówieniami i zaopatrzeniem oraz samą budową. Wymogi dotyczące niezwykle rygorystycznych i szczegółowych działań z obszaru inżynierii, zaopatrzenia i budowy powodują konieczność generowania ogromnej ilości informacji, które muszą być przechowywane i synchronizowane na wielu nośnikach cyfrowych. Umiejętne wsparcie działań z zakresu inżynierii, zaopatrzenia oraz budowy odpowiednim oprogramowaniem, zapewnia istotne korzyści, m.in. w zakresie efektywnego zarządzania harmonogramem, budżetem oraz podejmowaniem wyzwań pojawiających się w trakcie budowy.

Czy to kwestia przede wszystkim koordynacji wszystkich elementów?

Jak wynika ze zrealizowanych dotychczas projektów budowy elektrowni jądrowych, brak odpowiedniej synchronizacji danych, umożliwiającej efektywne rozwiązywanie poszczególnych kwestii pojawiających się w miarę zaawansowania budowy, powoduje znaczące opóźnienia w realizacji projektu oraz wzrost planowanych kosztów. Właściwa cyfryzacja rozpoczęta na samym początku, w fazie projektowania instalacji jądrowej oraz jej odpowiednie skalowanie dostosowane do postępów budowy, mogą istotnie skrócić harmonogram i zredukować koszty, zapewniając efektywniejsze wykorzystanie sprzętu budowlanego, skoncentrowanie uwagi na zarządzaniu projektem oraz większą skuteczność w rozwiązywaniu problemów pojawiających się w trakcie budowy.

Jak rewolucja cyfrowa zmienia atom na świecie?

Rosnące możliwości oferowane przez technologie, tj. sztuczna inteligencja (AI - artificial intelligence), nauczanie maszynowe (ML - machine learning) i łączność bezprzewodowa 5G dają operatorom elektrowni jądrowych perspektywę zwiększania wydajności. Dzięki wykorzystaniu w przemyśle jądrowym najnowocześniejszych technologii można ograniczać czas nieplanowanych przestojów redukując jednocześnie ilość działań związanych z prewencyjnym utrzymaniem ruchu. Analiza danych z czujników monitorujących stan poszczególnych urządzeń, w połączeniu z oceną danych historycznych związanych z utrzymaniem, umożliwiają efektywniejsze planowanie wszelkich czynności związanych z utrzymaniem elektrowni w ruchu.

CV

Jeffrey Colborn ma ponad 35-letnie doświadczenie w energetyce jądrowej. Przed dołączeniem do Accenture w 2012 r. pracował przez 28 lat w kilku elektrowniach jądrowych na wielu stanowiskach kierowniczych, zajmując się technologią jądrową i inżynierią instalacji. Kierował projektem Accenture dotyczącym procesów konstrukcyjnych elektrowni Vogtle AP1000, która ma być pierwowzorem dla polskiej elektrowni na Pomorzu. ∑