Cross-domain Resilience in Cloud-native, Critical Cyber-Physical Systems Networks : Availability Modeling, Analysis, and Optimization of Critical Services Provisioning
Résilience croisée dans les réseaux de systèmes cyber-physiques cloud-natifs : Modélisation de la Disponibilité, Analyse et Optimisation du provisionnement des services critiques
Résumé
The dependability of Critical Infrastructures (CIs) operations is crucial to ensuresecurity and socio-economic stability in modern society. These CIs rely on a complex network of Critical Cyber-Physical Systems (CCPSs), spanning multiple domains such as telecommunication and energy, to guarantee a continuous ow of critical services. The paradigm shift in modern CIs' operational mode, illustrated by the increased integration of cloud-native technologies in the underlying CCPSs networks, brings more challenges in terms of resilience against cyber-risks, and increased deployment costs due to redundancy-based protection schemes. In this dissertation, we tackle these challenges by, first, proposing a model-based, cross-domain dependability evaluation to assess the availability of cloud-native, interdependent critical services and quantify the impact of adopting cross-domain protection mechanisms on critical services' dependability. Secondly, we study the problem of optimal service provisioning based on resource sharing in cloud-native, CCPSs networks with deployment cost and performance constraints. Finally, we tackle the problem of cross-domain coordination from a Trust perspective by proposing an architecture for secure and trustful information and resource sharing that exploits the convergence of cloud-native management and DataSpaces paradigm to ensure secure, trustful, and sovereign coordination.
La résilience des Infrastructures Critiques (ICs) est cruciale pour assurer la sécurité et la stabilité socio-économique dans la société moderne. Ces ICs s'appuient sur un réseau complexe de systèmes cyber-physiques (SCPs) couvrant plusieurs domaines tels que les télécommunications et l'énergie, an de garantir un flux continu de services critiques.L'évolution du mode opérationnel des ICs modernes, illustré par l'intégration accrue des technologies cloud-natif dans les réseaux SCPs sous-jacents, introduit de nouveaux dés en termes de résilience face aux cyber-risques, qui s'ajoute au problème du dimensionnement optimal du réseau des SCPs avec la contrainte des coûts de déploiement qui résultent des schémas de protection géo-redondant. Dans cette thèse, nous attaquons ces dés en premier lieu par le développement d'un modèle d'évaluation de disponibilité avec comme objectif, la quantication de l'efficacité d'adoption des schémas de protection croisée. Ensuite, on présente un modèle d'orchestration optimale des ressources cloud-natifs mutualisées avec l'objectif de minimiser les coûts des schémas de protection. Enfin, nous abordons la problématique de coordination inter-opérateurs d'ICs d'un point de vue "confiance" en proposant une plateforme de partage d'information et de ressource qui exploite la convergence des paradigmes cloud-natif des DataSpaces.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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