27 september 2024

Kapplöpningen mellan hackare som försöker knäcka samhällsbärande system och cybersäkerhetsexperter är ständigt pågående. Nu ska forskare vid Linköpings och Umeå universitet tillsammans med KTH utveckla artificiell intelligens som kan upptäcka hackerattacker och vidta åtgärder innan skadan är gjord.

En del av superdatorn som lyser rött. Fotograf: Thor Balkhed
Forskarna ska försöka använda AI för att övervaka säkerheten i samhällsbärande system i projektet Air2 (AI for Attack Identification, Response, and Recovery). 

Dagens samhälle blir alltmer uppkopplat där fler och fler system interagerar med varandra via molnbaserade tjänster. Många av systemen är samhällsbärande och kan hantera allt från bilar, sjukvårdsutrustning, och betalningssystem till gruvbrytning, trafikledning och energiförsörjning. Skulle en hackare av någon anledning vilja göra skada på ett enskilt företag eller samhällstjänster är dessa system potentiella mål.

– Det är system som inte får går ner. De måste vara robusta och kunna motstå attacker. Men med integrationen av AI i systemen och mängden system som ska kommunicera med varandra finns det hundratusentals olika parametrar som en hackare kan utnyttja och attackera. Då måste man kunna identifiera var attacken sker och stoppa den innan skadan är gjord, säger Simin Nadjm-Tehrani, professor i datalogi vid Linköpings universitet.

Maskininlärning och resonemang

För att lyckas tänker forskarna använda AI för att övervaka säkerheten i systemen. Men det är lättare sagt än gjort. Så kallade djupinlärningsmodeller som drar slutsatser utifrån mönster i stora datamängder skulle i det här fallet inte vara ett ensamt alternativ enligt forskarna.

System som baseras på djupinlärning kan i dagsläget inte förklara vad som är grunden till att känna igen en attack. Dessutom kan en hackare försöka manipulera datan som modellen tränas på för att passera under radarn.

Porträtt Simin Nadjm-Tehrani.
Simin Nadjm-Tehrani, professor i datalogi vid Linköpings universitet. Fotograf: Peter Modin

Därför måste djupinlärningsmodeller kombineras med så kallade resonerade modeller. Det forskarna framför allt tänker sig är en AI som kan skapa alla hundratusentals möjliga vägar som en angripare kan utnyttja och samtidigt ta fram en beredskapsplan för varje unik attack och utföra responsen autonomt. AI:n måste också kunna bevisa att responsen är säker att utföra och att den i sig själv inte skadar systemet. Oftast brukar denna kombination kallas för neurosymboliskt resonemang.

– Det går att likna vid en frisk människa som hela tiden är övervakad för alla tänkbara sjukdomar där man kan sätta in botemedel redan vid första tecken på symtom, säger Simin Nadjm-Tehrani.

Identifiera en verklig attack

Men det är viktigt att AI:n kan särskilja en attack från ett avvikande men ofarligt mönster. Med andra ord, systemet får inte ”skrika varg” varje gång något avvikande sker utan endast när det verkligen är en attack.

– I exemplet med människan kan vi jämföra det med att verkligen vara sjuk eller bara jetlaggad och trött. Det kräver olika typer av insatser. För att åtgärderna ska bli effektiva behöver varje respons på en attack dessutom gå att förklara att det är just här attacken sker. Det är det som skulle gör en direktåtgärd möjlig överhuvudtaget, säger Simin Nadjm-Tehrani.

Wasp-projekt

Projektet som går under benämningen Air2 (AI for Attack Identification, Response, and Recovery) koordineras av Linköpings universitet och ingår i satsningen på cybersäkerhet från Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP). Projektgruppen leds av Simin Nadjm-Tehrani, professor vid Institutionen för datavetenskap vid LiU. Övriga projektdeltagare är Jendrik Seipp, docent, även han på Institutionen för datavetenskap vid LiU, Monowar Bhuyan, biträdande universitetslektor vid Umeå universitet och Rolf Stadler, professor vid KTH. Tillsammans ska de handleda sex unga forskare i projektet.

Kontakt

Sveriges största forskningsprogram

Mer om AI vid LiU

Senaste nytt från LiU

En kvinna i ett laboratorium som håller i en blå handske.

Skräddarsydda tunna material ska rena vatten från PFAS

LiU-forskaren Johanna Rosén har fått projektbidrag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse på 32 miljoner kronor för att hitta nya material som ska kunna rena vatten från främst PFAS. För att hitta materialen tar projektgruppen AI till hjälp.

En kvinna i vit skjorta och blå handskar som håller i ett rör med en grön vätska i.

Växtceller ska bli byggstenar i nya material

LiU-forskaren Eleni Stavrinidou får 26 miljoner kronor från KAW för ett forskningsprojekt där starka och flexibla material ska odlas från växtceller. Materialen ska kunna användas för hållbara teknologier inom byggande, textilier och medicin.

En grupp människor i blå tröjor utanför en byggnad.

Först med studentavdelning i kommunal vård och omsorg

Studenter från fyra olika utbildningar får arbeta tillsammans i team på en korttidsavdelning vid Åleryds vårdboende. Linköpings kommun och Linköpings universitet testar en ny modell för hur framtidens vård- och omsorgspersonal utbildas.