الطاقة
أمن الشبكات الذكية يصبح موضوعًا استثماريًا
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
لعدة عقود، كانت الكهرباء وشبكة الطاقة متطلبًا أساسيًا للحياة الحديثة والحضارة الصناعية. ومع مرور السنوات، أصبح هذا أكثر صحةً: فالإلكترنة الآن تدفع الوقود الأحفوري بعيدًا عن النقل والتدفئة والصناعات الثقيلة. كما أن جزءًا متزايدًا من الاقتصاد يعتمد على خدمات تكنولوجيا المعلومات المتاحة على مدار 24/7 وذات موثوقية فائقة، وعلى مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الكبيرة والمعقدة والتي تستهلك طاقة هائلة.
وبالتوازي، يأتي إمداد الطاقة بشكل متزايد من الطاقة المتجددة، التي رغم كونها منخفضة الكربون، إلا أنها متقطعة، مما يتطلب جهدًا أكبر بكثير لتنسيق الإنتاج غير المستقر مع الطلب المتقلب. وحتى محاولات تخزين الكهرباء في حدائق البطاريات لا تغير الحاجة إلى مراقبة دقيقة للغاية للطلب والعرض على الطاقة.
يمكن أن يشكل ذلك مشكلة، فكلما تطلبت الشبكات الذكية الحديثة بيانات فورية دقيقة، كلما زادت تعرضها لهجمات إلكترونية.
تظهر منصات جديدة لتنسيق شبكات الطاقة مثل منصات التداول القائمة على تقنية البلوك تشين، لكنها أيضًا عرضة للأعمال العدائية. وبالتالي، لم تعد الهجمات الإلكترونية على الشبكة مجرد مشكلة لمشغلي الشبكة، بل أصبحت خطرًا على مستوى المجتمع يمكن أن يترتب عليه تداعيات اقتصادية واسعة.
نشرت دراسة حديثة من قبل باحثين في كلية الهندسة أمريتا (الهند)، والجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا بوليتكنيك بوخارست (رومانيا)، وجامعة مانيسا جلال بايار (تركيا) حلت هذه المخاطر. نشروا نتائجهم في Engineering Science and Technology, an International Journal1 تحت عنوان “Cybersecurity and data science for electricity markets: A review of digital grid management, trading, energy policy and regulatory frameworks”.
شرح الشبكات الذكية
مفهوم الشبكة الذكية هو مفهوم شبكة طاقة يمكنه التكيف مع موارد الطاقة الموزعة (DERs: الألواح الشمسية على الأسطح، أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات، المركبات الكهربائية)، بالإضافة إلى بنية القياس المتقدمة (AMI)، وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، وتقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) في أنظمة إدارة الطاقة.
هذا يمثل انحرافًا جذريًا عن النموذج السابق حيث كانت عدد قليل من محطات الطاقة المركزية تُرسل الطاقة إلى ملايين المستخدمين السلبيين، مع تقدير الاستهلاك بناءً على مقاييس متوسطية على مستوى الشبكة بدلاً من كل عداد على حدة.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215098626001904?via%3Dihub
تدمج معظم الشبكات الذكية هذه الطبيعة اللامركزية للشبكات الحديثة مع منصات تداول الطاقة من نظير إلى نظير (P2P)، وتقنيات البلوك تشين، وإطارات السوق القائمة على البيانات.
هذا مجرد بداية هذا الاتجاه، حيث إن انخفاض تكلفة مصادر الطاقة المتجددة والبطاريات سيسرع فقط من لامركزية شبكات الطاقة، بينما تجعل المركبات الكهربائية والذكاء الاصطناعي الأمر أكثر أهمية من ذي قبل عندما كانت الأنظمة التي تعمل بالوقود الأحفوري تستطيع الاستحواذ في حالة فشل الشبكة.
المصدر: Wikipedia
ضعف الأمن السيبراني للذكاء الاصطناعي والشبكات
تجميع وربط البيانات الصحيحة
إن صعود الذكاء الاصطناعي لا يؤثر على الشبكة فقط بسبب زيادة استهلاك الطاقة. فقد تم تشغيل أنظمة تداول الطاقة بشكل متزايد باستخدام خوارزميات التعلم الآلي (ML) والذكاء الاصطناعي (AI)، والتي تبين أنها عرضة لهجمات خصمية.
مع ذلك، وحتى هذه الدراسة، ظل تقاطع الأمن السيبراني، والتحليلات القائمة على البيانات، وتداول الطاقة غير مستكشف بشكل كافٍ. وبشكل أكثر تحديدًا، وجدوا:
- نقص إطار نظام سيبراني-فيزيائي-اقتصادي.
- ندرة نمذجة متعددة الطبقات للمخاطر المتسلسلة.
- غياب العلاقات الصريحة بين مسارات الهجوم التقنية وتشغيل سوق الكهرباء
- التكامل غير الكامل للمخاطر الخصمية المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في نماذج تسوية السوق.
- نقص الشفافية فيما يتعلق بالمنهجية المطبقة على عملية فحص الأدبيات.
لسد هذه الفجوة، حلل الباحثون 249 منشورًا (معايير، تقارير صناعية، وإرشادات حكومية) من يناير 2014 حتى يونيو 2026.
أنواع متعددة من التهديدات
التهديدات المادية
تتعرض شبكات الطاقة للعديد من التهديدات، وقد صنفها الباحثون إلى أربع فئات. الفئة الأولى هي التهديدات المادية، حيث يتم اختراق أجهزة القياس.
«تشكل العدادات الذكية وأنظمة AMI أحد أهم أسطح الهجوم المادية في توزيع الطاقة الحديثة لأن النشر على نطاق واسع يخلق ملايين النقاط النهائية التي قد تكون معرضة للخطر.»
مشكلة إضافية هي أن العديد من الأجهزة المادية لا تزال تستخدم برامج ثابتة قديمة سابقة لنماذج التهديد الحديثة. وتزداد المشكلة بسبب الاتصالات اللاسلكية غير الآمنة أو المحمية بشكل ضعيف باستخدام بروتوكولات مثل Zigbee وWi‑Fi والروابط الخلوية، والتي يمكن أن تمكّن من التنصت وإعادة الإرسال وهجمات الرجل في الوسط.
الهجمات السيبرانية على بنية الاتصالات والتطبيقات
في حين تهاجم التهديدات المادية مصدر البيانات، تهاجم هذه الفئة طبقة تكنولوجيا المعلومات أو شبكة الاتصالات.
على سبيل المثال، يمكن أن يعرّض أنظمة مواجهة السوق (منصات التداول، بوابات التسوية، وواجهات تقديم العروض) للخطر لتعطيل تشكيل الأسعار. أو يمكنه استخدام هجمات حجب الخدمة، وتلاعب DNS، واختطاف المسارات لتقليل الرؤية والتحكم من خلال منع تسليم الأوامر أو إجبار المشغلين على الاعتماد على بيانات قياس قديمة.
الهجمات السيبرانية-المادية
تهدف هذه الهجمات إلى تحقيق عواقب تشغيلية مادية أو التلاعب ببيانات القياس الفيزيائية.
الفكرة هي تشويه إدراك المشغل، وتسوية السوق، وتشكيل الأسعار في آن واحد، عادةً لتحقيق مكاسب مالية.
حقن البيانات الزائفة ضد التقدير الصحيح هو أحد أكثر فئات الهجمات دراسةً في هذه الفئة.
تتفاقم هذه المخاطر بسبب تنوع وتزايد وجود إنتاج الطاقة الموزعة.
«إن صعود الأصول المتصلة بموارد الطاقة الموزعة (DER) قد وسّع هذه الفئة من المخاطر: تعتمد محولات الطاقة الشمسية، وأنظمة البطاريات، وبنية شحن المركبات الكهربائية على وحدات تحكم شبكية يمكن التلاعب بها لقطع توليد الطاقة الموزعة، أو زعزعة استقرار الجهد أو التردد، أو تسريع تدهور التخزين، أو المساهمة في فشل حراري وسلامة»
التهديدات على مستوى السوق والأنظمة القائمة على البيانات
هذا النوع من الهجمات يستهدف مباشرةً الآليات الاقتصادية والمعلوماتية لأسواق الكهرباء. وهو بلا شك النوع الأكثر شيوعًا لتحقيق مكاسب مالية مباشرة، عادةً عبر التلاعب في السوق.
«على عكس الهجمات المادية، السيبرانية، والهجمات السيبرانية-المادية، فإن النتيجة المقصودة الأساسية هي مالية أو معلوماتية، رغم أن الآليات السيبرانية-المادية مثل حقن البيانات الزائفة (FDI) غالبًا ما تكون المُمكّن»
على وجه الخصوص، يمكن أن يتيح الوصول المميز إلى معلومات الأسعار أو تسوية السوق التلاعب المربح. وعلى الرغم من أنه يمكن مكافحته بزيادة كثافة المستشعرات بشكل كبير، وتكرار القياسات، وآليات اكتشاف البيانات الخاطئة، والتحقق المتقاطع لتقدير الحالة، وآليات مراقبة السوق المتطورة.
معالجة نقاط ضعف الشبكات الذكية
التهديدات المستقبلية
إن معالجة نقاط ضعف الأمن السيبراني في الشبكات الذكية لا يقتصر على جعلها مقاومة للتهديدات الحالية فحسب، بل أيضًا للتهديدات المستقبلية المتوقعة. وهذا يشمل:
- متانة الخصومات في نماذج التعلم الآلي.
- التشفير المقاوم للكم.
- تكامل أمان تكنولوجيا المعلومات (IT) وتكنولوجيا العمليات (OT).
- آليات التداول التي تحافظ على الخصوصية.
- الذكاء الآمن على الحافة، وأطر تنظيمية متكيفة.
- اقتصاديات استثمارات الأمن وإدارة مخاطر سلسلة التوريد.
معالجة كل مستوى من مستويات الضعف
لتصحيح تعرض الشبكة للتهديدات السيبرانية، يلزم دمج أفضل ممارسات الأمن السيبراني في بنى الشبكة. بشكل عام، توفر المعايير الدولية والمحلية للأمن السيبراني إرشادات قوية لمشغلي الشبكة حول التغييرات التي يجب تنفيذها.
«قامت إرشادات أنظمة إدارة معلومات الطاقة (EMIS) بوضع معايير لتأمين بيانات الطاقة [221]، وقد أثرّ اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR) في الاتحاد الأوروبي بشكل كبير على حماية البيانات في مختلف مجالات إدارة الطاقة. تم تطوير معايير مقبولة دوليًا مثل ISO/IEC 27001 وإطار عمل NIST للأمن السيبراني لتطبيقها في مجال الطاقة.»
في حالة التهديدات المادية، تُعد الاتصالات التلقائية الآمنة الطريقة لحل خطر حقن بيانات خاطئة في الشبكة. في معظم الحالات، يتطلب ذلك تحديثًا جادًا للأجهزة المادية، خاصةً عدادات الكهرباء، بحيث تستخدم فقط برامج مؤمنة واتصالات مشفرة.
يمكن للتوائم الرقمية، النماذج الافتراضية للأنظمة الفيزيائية، أن تساعد أيضًا في إنشاء منصة قوية لمحاكاة الحوادث.
بالنسبة لبرمجيات الشبكة، يجب اعتماد بنية صفر ثقة (zero‑trust)، حيث يتم التحقق من صحة البيانات وتفويضات المشاركين في كل خطوة. يمكن أيضًا استخدام التعلم الآلي (ML) والذكاء الاصطناعي (AI) لإنشاء كاشفات تعتمد على الشذوذ، متجاوزةً الكشف التقليدي القائم على التوقيع.
يجب معالجة المخاطر المرتبطة بالسوق من خلال تمكين التحليل الجنائي لأي تلاعب محتمل، بما في ذلك أسواق النظير إلى النظير (P2P). وفي هذا الصدد، تتجاوز البنية التحتية القابلة للتدقيق دور الأمن السيبراني وحده لتكون المفتاح لحل هذه الضعف.
فيما يتعلق بالمخاطر التي تواجه التشفير نتيجة التقدم في الحوسبة الكمومية، سيتعين على مشغلي الشبكة والمشاركين في أسواق الكهرباء تبني أحد معايير التشفير ما بعد الكم (PQC) الأربعة التي اعتمدها المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST) في عام 2024 بسرعة.
الاستثمار في الشبكات الذكية
GE Vernova
GEV مخطط السعر
GE Vernova (GEV ) هي جزء من الت conglomerate العملاق General Electric (GE.TO ) الذي تم تقسيمه مؤخرًا إلى ثلاثة أقسام، حيث تولت Vernova جميع الأنشطة المتعلقة بالطاقة من GE، بدءًا من بناء محطات الطاقة والشبكات إلى البرمجيات والخدمات ذات الصلة.
المصدر: GE Vernova
تقف GE Vernova في طليعة تلبية احتياجات العالم المتزايدة للطاقة، حيث تم حجز كامل طاقة إنتاجها من التوربينات حتى عام 2030. كما تقوم بنشر حدائق بطاريات واسعة النطاق وحلول كهربة صناعية، بالإضافة إلى المفاعلات النووية الصغيرة (SMRs)، واحتجاز الكربون، وكابلات التيار المستمر عالي الجهد (HVDC)، وتوربينات الغاز الهيدروجيني، وغيرها.
تعد GE Vernova أيضًا موردًا رئيسيًا لمعدات الشبكات الذكية مثل أنظمة النقل المتناوبة للتيار المتردد (FACTS)، والبرمجيات مثل GridOS. يستخدم GridOS بنية أمان صفر ثقة مدمجة، مما يتماشى مباشرةً مع توصيات هذه الدراسة حول تنظيم الشبكة الآمن، والمصادقة المستمرة، والحماية من التهديدات الداخلية والخارجية.
المصدر: GE Vernova
(يمكنك قراءة المزيد عن GE Vernova في تقريرنا المخصص حول تخلي الشركة عن الأصول)
أحدث أخبار وتطورات سهم GE Vernova (GEV)
الدراسة المشار إليها
1. Dharmaraj Kanakadhurga et al. Cybersecurity and data science for electricity markets: A review of digital grid management, trading, energy policy and regulatory frameworks. Engineering Science and Technology, an International Journal. Volume 81, سبتمبر 2026, 102464. https://www.gevernova.com/sites/default/files/2024-03/24_investor_day_presentation_gevernova.pdf
