Security for the Robot Operating System

امنیت برای سیستم عامل ربات

Abstract
Future robotic systems will be situated in highly networked environments where
they communicate with industrial control systems, cloud services or other systems
at remote locations. In this trend of strong digitization of industrial
systems (also sometimes referred to as Industry 4.0), cyber attacks are an increasing
threat to the integrity of the robotic systems at the core of this new
development. It is expected, that the Robot Operating System (ROS) will play
an important role in robotics outside of pure research-oriented scenarios. ROS
however has significant security issues which need to be addressed before such
products should reach mass markets. In this paper we present the most common
vulnerabilities of ROS, attack vectors to exploit those and several approaches
to secure ROS and similar systems. We show how to secure ROS on an application
level and describe a solution which is integrated directly into the ROS core.
Our proposed solution has been implemented and tested with recent versions of
ROS, and adds security to all communication channels without being invasive
to the system kernel itself.

چکیده

سیستم‌های ربات آینده در محیط‌های شبکه قرار خواهند گرفت. آنها با سیستم‌های کنترل صنعتی، سرویس‌های ابری یا سیستم‌های دیگر در نقاط دور افتاده ارتباط برقرار می‌کنند. در این روند دیجیتال سازی قوی از سیستم‌های صنعتی (که بعضی اوقات به عنوان Industry 4. 0 نامیده می‌شوند) حملات سایبری تهدید به یکپارچگی سیستم‌های روباتدر هسته این جدید توسعه افزایش می‌یابد. انتظار می‌رود که سیستم عامل ربات (ROS) در ربات خارج از سناریوهای پژوهش محور خالصROS نقش مهمی ‌ایفا کند. با این حال، دارای مسائل امنیتی مهمی‌است که باید قبل از چنین مواردی مورد توجه قرار گیرد و محصولات باید به بازارهای انبوه برسند. در این مقاله ما شایع ترین آسیب پذیری‌های ROS، بردار‌های حمله برای بهره‌برداری از آن‌ها و چندین روش را برای امنیت ROS و سیستم‌های مشابه ارائه می‌دهیم. ما نشان می‌دهیم که چگونه ROS را در سطح برنامه محافظت کنیم و توصیف راه حل است که به طور مستقیم به هسته ROS یکپارچه شده است. راه حل پیشنهادی ما با استفاده از نسخه‌های اخیر ROS اجرا شده است، و امنیت را به تمام کانال‌های ارتباطی بدون اینکه تهاجمی‌باشد، به هسته سیستم خود اضافه می‌کند.