A study on cybersecurity risks and protections for digital twin applications
Dijital ikiz uygulamaları için siber güvenlik riskleri ve koruma yöntemleri üzerine bir çalışma
- Tez No: 1003519
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN DAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Yönetim Bilişim Sistemleri, Management Information Systems
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kadir Has Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Siber Güvenlik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Siber Güvenlik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dijital ikiz teknolojisi artık akıllı şebekeleri simüle etmek ve yönetmek için kullanılabilir, ancak bu altyapı varlıkları siber saldırılara karşı ciddi şekilde savunmasızdır. Bu tezde, iki önemli risk olan yanlış veri enjeksiyonu ve veri tahrifi, akıllı bir şebeke sisteminin dijital ikizinde ele alınmaktadır. Amaç, makine öğrenimi-anomali odaklı savunma ve blok zinciri teknolojisinden oluşan bir hibrit savunma sisteminin uygulanması yoluyla dijital ikizin sağlamlığını ve güvenilirliğini artırmaktır. Dijital ikiz, OPAL-RT gerçek zamanlı simülatörü ile donatılmış küçük ölçekli bir fotovoltaik (PV) kaynak ve pil depolama tabanlı akıllı şebeke test ortamının gerçek dünya sensör okumasının örneklenmesiyle oluşturulmuştur. Akıllı şebeke verileriyle, farklı anomali tespit şemaları belirlenmiş ve test edilmiştir ve sonunda, anormal veri modellerini belirlemedeki olağanüstü performansıyla tek sınıf Destek Vektör Makinesi (OCSVM) kullanılmıştır. Bununla birlikte, veri bütünlüğünü ve tahrifat direncini garanti altına alarak, değiştirilemez kayıt ve fikir birliğine dayalı veri doğrulaması sağlamak için izinli bir blok zinciri (Hyperledger Fabric) uygulanmıştır. Genel olarak bu çalışma, makine öğrenimi tabanlı tespit ve blok zinciri tabanlı kayıt tutmanın sinerjisinin, dijital ikiz akıllı şebeke dağıtımlarındaki siber güvenlik risklerini etkili bir şekilde ortadan kaldırabileceğini ve dolayısıyla bu kritik sistemlerin sağlamlığının ve güvenliğinin artırılmasına katkıda bulunabileceğini öne sürüyor.
Özet (Çeviri)
Digital twin technology can now be used to simulate and manage smart grids, but these infrastructure assets are gravely exposed to Cyber-attacks. In this thesis, two significant risks—false data injection and data tampering—are tackled in a digital twin of a smart grid system. The aim is to enhance robustness and credibility of the digital twin through the application of a hybrid defence system consisting of machine learning-anomaly-driven defence and blockchain technology. The digital twin was created through the instantiation of a real-world sensor reading of a small-scale photovoltaic (PV) source and battery storagebased smart grid testbed equipped with an OPAL-RT real-time simulator. With smart grid data, different anomaly detection schemes were set forth and tested, and eventually, the oneclass Support Vector Machine (OCSVM) was utilized through its outstanding performance in identifying aberrant data patterns. In tandem, a permissioned blockchain (Hyperledger Fabric) was implemented to provide immutable logging and consensus driven data verification, ensuring data integrity and tamper resistance. Overall, this study suggests the synergy of machine learning based detection and blockchain-laden logging may effectively counter cybersecurity risks in digital twin smart grid deployments and therefore contribute to the enhancement Dijital ikiz teknolojisi artık akıllı şebekeleri simüle etmek ve yönetmek için kullanılabilir, ancak bu altyapı varlıkları siber saldırılara karşı ciddi şekilde savunmasızdır. Bu tezde, iki önemli risk olan yanlış veri enjeksiyonu ve veri tahrifi, akıllı bir şebeke sisteminin dijital ikizinde ele alınmaktadır. Amaç, makine öğrenimi-anomali odaklı savunma ve blok zinciri teknolojisinden oluşan bir hibrit savunma sisteminin uygulanması yoluyla dijital ikizin sağlamlığını ve güvenilirliğini artırmaktır. Dijital ikiz, OPAL-RT gerçek zamanlı simülatörü ile donatılmış küçük ölçekli bir fotovoltaik (PV) kaynak ve pil depolama tabanlı akıllı şebeke test ortamının gerçek dünya sensör okumasının örneklenmesiyle oluşturulmuştur. Akıllı şebeke verileriyle, farklı anomali tespit şemaları belirlenmiş ve test edilmiştir ve sonunda, anormal veri modellerini belirlemedeki olağanüstü performansıyla tek sınıf Destek Vektör Makinesi (OCSVM) kullanılmıştır. Bununla birlikte, veri bütünlüğünü ve tahrifat direncini garanti altına alarak, değiştirilemez kayıt ve fikir birliğine dayalı veri doğrulaması sağlamak için izinli bir blok zinciri (Hyperledger Fabric) uygulanmıştır. Genel olarak bu çalışma, makine öğrenimi tabanlı tespit ve blok zinciri tabanlı kayıt tutmanın sinerjisinin, dijital ikiz akıllı şebeke dağıtımlarındaki siber güvenlik risklerini etkili bir şekilde ortadan kaldırabileceğini ve dolayısıyla bu kritik sistemlerin sağlamlığının ve güvenliğinin artırılmasına katkıda bulunabileceğini öne sürüyor.
Benzer Tezler
- Gemi radar sistemlerinde uzaktan kod yürütme (RCE) tehditlerini azaltmaya yönelik siber güvenlik önlemlerinin bayes ağı metoduyla değerlendirilmesi
Evaluation of cybersecurity measures to mitigate remote code execution (RCE) threats in shipboard radar systems using the bayesian network method
EMRE DÜZENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN BOLAT
- The use of blockchain in digital identity management systems for kyc (know your customer) processes in banks and its evaluation from cybersecurity perspective
Blok zinciri'nin dijital kimlik uygulaması olarak bankacılıkta müşterilerin tanımlanması sürecinde kullanımı ve sibergüvenlik açısından değerlendirmesi
EMEL ÖZGÜMÜŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiSiber Güvenlik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET NACİ ÜNAL
- THE DIGITAL TRANSFORMATION OF INTERNATIONAL TRADEMARK REGISTRATION:THE INTEGRATION OF E-GOVERNMENT SYSTEMS AND THE ADAPTATION OF THE MADRID PROTOCOL
ULUSLARARASI MARKA TESCİLİNİN DİJİTAL DÖNÜŞÜMÜ: E-DEVLET SİSTEMLERİNİN ENTEGRASYONU VE MADRİD PROTOKOLÜ'NÜN DİJİTALLEŞMEYE UYUM SÜRECİ
MERCAN SANDIKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
HukukAnkara ÜniversitesiFikri Mülkiyet Hakları, Teknoloji Politikaları ve İnovasyon Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİN ÖZDEN MERHACI
- Akıllı limanlarda siber güvenlik risklerinin mekânsal ve sistematik analizi
Spatial and multi-method analysis of cybersecurity risks in smart ports
ZÜHAL ÖZYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDenizcilik Çalışmaları Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ GİZEM KAYİŞOĞLU
- Determining maritime cyber security dynamics on the perspective of marine insurance and development of maritime cyber security risk management tool
Denizcilik sigortaları açısından deniz siber güvenlik dinamiklerinin belirlenmesi ve deniz siber güvenlik risk yönetim aracının geliştirilmesi
GİZEM KAYİŞOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN BOLAT