Evaluating Resilience of Cyber-Physical-Social Systems

Nowadays, protecting the network is not the only security concern. Still, in cyber security, websites and servers are becoming more popular as targets due to the ease with which they can be accessed when compared to communication networks. Another threat in cyber physical social systems with human interactions is that they can be attacked and manipulated not only by technical hacking through networks, but also by manipulating people and stealing users’ credentials. Therefore, systems should be evaluated beyond cy- ber security, which means measuring their resilience as a piece of evidence that a system works properly under cyber-attacks or incidents. In that way, cyber resilience is increas- ingly discussed and described as the capacity of a system to maintain state awareness for detecting cyber-attacks. All the tasks for making a system resilient should proactively maintain a safe level of operational normalcy through rapid system reconfiguration to detect attacks that would impact system performance. In this work, we broadly studied a new paradigm of cyber physical social systems and defined a uniform definition of it. To overcome the complexity of evaluating cyber resilience, especially in these inhomo- geneous systems, we proposed a framework including applying Attack Tree refinements and Hierarchical Timed Coloured Petri Nets to model intruder and defender behaviors and evaluate the impact of each action on the behavior and performance of the system.Hoje em dia, proteger a rede não é a única preocupação de segurança. Ainda assim, na segurança cibernética, sites e servidores estão se tornando mais populares como alvos devido à facilidade com que podem ser acessados quando comparados às redes de comu- nicação. Outra ameaça em sistemas sociais ciberfisicos com interações humanas é que eles podem ser atacados e manipulados não apenas por hackers técnicos através de redes, mas também pela manipulação de pessoas e roubo de credenciais de utilizadores. Portanto, os sistemas devem ser avaliados para além da segurança cibernética, o que significa medir sua resiliência como uma evidência de que um sistema funciona adequadamente sob ataques ou incidentes cibernéticos. Dessa forma, a resiliência cibernética é cada vez mais discutida e descrita como a capacidade de um sistema manter a consciência do estado para detectar ataques cibernéticos. Todas as tarefas para tornar um sistema resiliente devem manter proativamente um nível seguro de normalidade operacional por meio da reconfi- guração rápida do sistema para detectar ataques que afetariam o desempenho do sistema. Neste trabalho, um novo paradigma de sistemas sociais ciberfisicos é amplamente estu- dado e uma definição uniforme é proposta. Para superar a complexidade de avaliar a resiliência cibernética, especialmente nesses sistemas não homogéneos, é proposta uma estrutura que inclui a aplicação de refinamentos de Árvores de Ataque e Redes de Petri Coloridas Temporizadas Hierárquicas para modelar comportamentos de invasores e de- fensores e avaliar o impacto de cada ação no comportamento e desempenho do sistema

Modeling the resilience of large and evolving systems

International audienceThis paper summarizes the state of knowledge and ongoing research on methods and techniques for resilience evaluation, taking into account the resilience-scaling challenges and properties related to the ubiquitous computerized systems. We mainly focus on quantitative evaluation approaches and, in particular, on model-based evaluation techniques that are commonly used to evaluate and compare, from the dependability point of view, different architecture alternatives at the design stage. We outline some of the main modeling techniques aiming at mastering the largeness of analytical dependability models at the construction level. Actually, addressing the model largeness problem is important with respect to the investigation of the scalability of current techniques to meet the complexity challenges of ubiquitous systems. Finally we present two case studies in which some of the presented techniques are applied for modeling web services and General Packet Radio Service (GPRS) mobile telephone networks, as prominent examples of large and evolving systems