Herramienta de cifrado para la ejecución de tareas colaborativas en sistemas de manufactura con múltiples robots en una red lan inalámbrica

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

Currently, robotic systems controlled remotely via LAN networks are widely used in industry, automating repetitive processes or processes that pose a risk to people. The main challenge with these systems is that very few implement robust security, making them vulnerable to cyberattacks. To address this problem, a system was developed that allows the control and monitoring of a set of robotic arms in an industrial environment. The system was developed in Python and integrates libraries such as sockets and pyserial for communication with the robotic arms and Tkinter for the graphical interface, thus creating a user-friendly application that controls and interacts with the Mitsubishi RV-M1 robotic arm over a LAN. Additionally, the program uses an AES-type encryption algorithm to ensure security and reliability in the environment. Finally, a MITM attack is performed on the system, which aims to observe its behavior in two different environments: one without any encryption and the other where the system uses the encryption algorithm. This attack allows weaknesses in these systems to be identified, either by disconnecting them or even modifying the data sent from the application to the robotic arm. This underscores the importance of implementing effective encryption.

Descripción

En la actualidad los sistemas robóticos controlados a distancia por redes LAN son ampliamente utilizados en la industria, en la automatización de procesos repetitivos o en procesos que representan algún riesgo para las personas. El principal desafío con estos sistemas es que muy pocas implementan una seguridad robusta lo que los hace propensos a ser vulnerados frente a ataques de ciberseguridad. Con la idea de abordar esta problemática, se desarrolla un sistema que permite el control y el monitoreo de un conjunto de brazos robóticos en un entorno industrial. El sistema se desarrolló en Python e integra bibliotecas como sockets y pyserial para la comunicación con los brazos robóticos y Tkinter para la interfaz gráfica, creando así una aplicación fácil de utilizar por parte del usuario en la cual se controla e interactúa con el brazo robótico Mitsubishi RV-M1 a través de una red LAN. Adicionalmente el programa utiliza un algoritmo de cifrado tipo AES el cual se encarga de garantizar seguridad y confiabilidad en el entorno. Finalmente se realiza un ataque de tipo MITM al sistema el cual tiene como objetivo observar el comportamiento del mismo en dos entornos diferentes, uno donde no cuenta con ningún tipo de cifrado y el siguiente donde el sistema cuenta con el algoritmo de cifrado. El ataque en cuestión permite encontrar las debilidades de estos sistemas, desconectado o incluso modificando los datos enviados desde la aplicación al brazo robótico. Entendiendo así la importancia de implementar un cifrado eficaz.

Palabras clave

Seguridad, Comunicación inalámbrica LAN, Ciberseguridad, Cifrado AES, Algoritmo, Ataques MITM

Materias

Ingeniería en Telecomunicaciones -- Tesis y disertaciones académicas , Robótica , Automatización , Criptografía , Redes locales inalámbricas , Seguridad informática

Citación