Chytré sítě a nebezpečí kyberterorismu

Michal Černý  |  Technika

Inteligentní rozvodné sítě umožní mimo jiné lépe využít větrnou či sluneční energii. Znamená jejich širší nasazení také bezpečnostní hrozbu?

Inteligentní rozvodné sítě, takzvané „smart grids“, jsou novým technickým řešením, do něhož mnoho lidí vkládá své naděje. Mají umožnit lepší využití obnovitelných zdrojů energie a přinášet mnoho dalších výhod. Každá mince však má dvě strany – skrývá se v nasazení inteligentních sítí v energetice také nějaké nebezpečí? Do jaké míry budou inteligentní rozvodné sítě odolné proti kybernetickým útokům? A nehrozí, že provozovatelé energetické soustavy budou mít přehled o využívání jednotlivých spotřebičů, a tím i o chování obyvatel domácnosti?

Potíže s větrníky

Současné sítě, kterými se do našich domovů přivádí elektrická energie, by se daly charakterizovat jako jednosměrné a pasivní. Velká centralizovaná elektrárna, třeba jaderná nebo uhelná, vyrobí určité množství energie, a řídí se při tom předpokládanou spotřebou. Je známo, že naše celkem technologicky vyspělá civilizace zatím nepřišla na příliš uspokojivý způsob, jakým energii skladovat. Takže to, co elektrárna v určitý čas vyrobí, se musí plus mínus ve stejný čas spotřebovat. Elektrárna tak vykrývá určitý diagram spotřeby, který například předpokládá, že lidé spotřebovávají více energie večer, a méně třeba dopoledne mezi desátou a jedenáctou hodinou.

Inteligentní sítě už jsou pružnější než současné řešení. K jejich základním vlastnostem patří to, že jsou aktivní, digitalizované, tok energie a informací v nich je dvousměrný, a umožňují tak pružnější řízení dodávek energie. V případě jejího nedostatku tak domácnost elektřinu ze sítě odebírá, kdežto při nadbytku se může tok obrátit a naopak ji do sítě dodávat. Inteligentní síť tak znamená pružnější řízení nabídky a poptávky, samočinnou autoregulaci a v praxi by měla představovat také lepší předcházení výpadkům (black-out).

„Myslím, že prevence takových výpadků je kvůli závislosti naší civilizace na elektrické energii velmi důležitá,“ říká Jiří Borkovec z České technologické platformy Smart Grid. „I krátkodobé výpadky přináší všem řadu problémů a hospodářské ztráty. Scénáře výpadků delších než dva až tři dny jsou pak zcela apokalyptické.“

Do inteligentních sítí vkládají naděje i zastánci obnovitelných zdrojů, protože do těchto moderních sítí je mnohem snazší integrovat sluneční nebo větrné elektrárny. Chceme-li je zabudovat do současných sítí, může to znamenat problém. Větrné elektrárny jsou závislé na síle větru, takže to v případě příliš větrného počasí může znamenat nadvýrobu a tím i ohrožení celé přenosové soustavy. Například Česká republika se již nyní potýká s problémem nadvýroby větrných farem v severním Německu. V listopadu roku 2008 se kvůli tomu česká přenosová soustava dostala do vážných potíží (blíže viz tento článek).

Naopak integrovat větrnou nebo sluneční elektrárnu do smart gridu je výhodnější řešení díky schopnosti digitální sítě pružněji reagovat a řídit toky energie a předcházet tak možným výpadkům.

Dánský ostrov s chytrou sítí

Inteligentní sítě se již delší dobu testují. U nás se zkouškami zabývá společnost ČEZ v regionu Vrchlabí. V Dánsku budují smart grid na ostrově Bornholm v Baltském moři. Do sítě zde má být zapojeno asi dva tisíce domácností, celkem 28 tisíc zákazníků. Síť bude spojovat dohromady množství místních zdrojů energie – větrné elektrárny (36 MW), bioplynovou stanici (16 MW) a další menší zdroje, například solární panely na střechách nebo elektromobily. Jejich baterie totiž mohou sloužit k ukládání přebytečné energie. Jde tak o test konceptu V2G (Vehicle-to-Grid), který má v projektu hrát důležitou roli. Celkové náklady na čtyřletý projekt na ostrově Bornholm dosáhnou 21 milionů euro a část z těchto peněz zaplatí Evropská unie.

Co z toho budou mít samotné domácnosti? Pokud dobrovolně sníží svoji spotřebu ve špičce, sníží tím vlastní účet za elektřinu, a získají i finanční bonus za své uskromnění.

Z výšky bude vše sledovat satelit

Vzniká tak nová vize budoucnosti energetiky, která by od nynější centralizované podoby měla vést k decentralizaci. Síť by se skládala z větších centrálních zdrojů (elektrárny plynové, bioplynové, nebo i jaderné), a byla by doplněná řadou menších obnovitelných zdrojů, větrných či solárních elektráren, nebo malých energetických výroben na biomasu. Systém by byl řízen inteligentní sítí, a to všechno by shora pozoroval meteorologický satelit, který by pomáhal předpovídat vývoj počasí. Je nasnadě, že by to znamenalo podstatně ekologičtější provoz a méně emisí CO2.

V dokumentu nazvaném „Energie nadosah“, který vydala ekologická organizace Hnutí Duha, autoři tvrdí, že v oblasti energetiky je decentralizace stejně nevyhnutelná, jako před několika desetiletími v oboru počítačů nebo mobilních telefonů. Na to se dá namítnout, že díky decentralizaci počítačů jednotlivec získává jednoznačnou výhodu (nemusí platit za strojový čas ve vzdáleném výpočetním centru, ale může si pracovat na počítači v klidu doma), je však otázkou, co získává z decentralizace energetické. Jaký přínos může mít jednotlivec z blízkých větrných elektráren, které může kritizovat za to, že hyzdí krajinu a jsou hlučné? Aby se podoba decentralizované energetiky výrazně prosadila, musel by koncový zákazník získat jasný přínos.

Který program právě běží na vaší televizi?

Společně s digitalizací přicházejí i nové bezpečnostní hrozby. Chytrá síť má být řízena počítači a má být vynikající například v tom, že třeba vypínání a zapínání automatické pračky bude ovladatelné na dálku pomocí smartphonu. V případě počítačového řízení je samozřejmě možné se do sítě nabourat a opakovaným vypínáním/zapínáním spotřebičů způsobit např. požár nebo rozsáhlý black-out. Takové možnosti by se jistě líbily nepřátelským tajným službám. Na bezpečnostní konferenci Black Hat vystoupil Mike Davis z firmy IOActive, který demonstroval, že jeden softwarový „červ“ zaměřený na chytrý měřič, se může infiltrovat do sítě a vypnout energii pro patnáct tisíc domů během 24 hodin.

Různá místa smart gridu jsou různě zranitelná a k nejcitlivějším patří právě chytré měřiče (smart meters), které jsou snadno „hackovatelné“. Počítačové firmy se o bezpečnost chytrých sítí velmi zajímají, a to zejména proto, že zde tuší zdroj slušných zisků. Bylo by přitom chybou se domnívat, že je tato otázka věcí vzdálené budoucnosti. Podle Iana Wattse ze společnosti Detica již bylo ve světě nainstalováno kolem 40 milionů chytrých měřičů a bylo zaznamenáno mnoho bezpečnostních narušení, hackování detailů o zákaznících a podezřelých infiltrací bezpečnostními službami.

Druhým zdrojem obav je pak skutečnost, že energetické společnosti, které provozují chytrou síť, budou mít díky počítačovému řízení detailní přehled o využití energie v domácnosti a o připojených inteligentních spotřebičích. Například Peter Hustinx z organizace EDPS (European Data Protection Supervisor) se obává, že technologie umožní masivní sběr osobních dat a sledování soukromí obyvatel domácnosti. Jako příklad uvedl dětská monitorovací zařízení nebo zdravotnické přístroje, které by mohly být sledovány. Výzkumníci již ukázali, že energetické vzorce spotřebované plochou televizní obrazovkou mohou být využity ke zjištění toho, jaký program na ní právě běží. Hustinx má pravdu v tom, že to není zrovna informace, kterou by většina z nás chtěla se svým energetickým poskytovatelem sdílet.

Dostupnost informací zatím tolik nezneklidňuje

Jiří Borkovec z České technologické platformy Smart Grid to však nevnímá tak negativně. Kybernetická bezpečnost inteligentních sítí je podle něj klíčová záležitost, ale z hlediska koncových odběratelů takový problém nevidí.

„V době, kdy můj mobilní operátor má dokonalý přehled o tom, kde a kdy jsem se pohyboval, kdy moje banka má detailní přehled o tom, kdy, kde a kolik jsem platil, nevidím problém v tom, že můj dodavatel elektřiny má podrobný přehled o odběru v mém odběrném místě. Současná praxe je navíc taková, že elektroměry jsou v bytových domech umístěny ve společných prostorách. Zajímá-li někoho odběr daného místa, je tato informace volně dostupná a nezdá se, že by tato dostupnost informací z většiny elektroměrů někoho znepokojovala.“

Bude zajímavé sledovat, zda se chytré rozvodné sítě v budoucnu výrazně prosadí, a jak se podaří vyřešit některé související bezpečnostní problémy.

Nejčtenější