Gemelli digitali e cybersecurity

Gemelli digitali e cybersecurity: la protezione degli asset nel mondo fisico-digitale

A cura di Elena Vaciago

Nel contesto della trasformazione digitale, i gemelli digitali (digital twin) si affermano come una delle tecnologie più promettenti per il settore manifatturiero e industriale. Un digital twin è la replica virtuale di un oggetto, sistema o processo fisico, alimentata da dati raccolti in tempo reale tramite sensori, piattaforme IoT e sistemi di controllo. Questo consente non solo il monitoraggio continuo delle prestazioni, ma anche la simulazione, la diagnostica predittiva e l’ottimizzazione dei processi.

Sebbene i gemelli digitali siano nati per finalità industriali – come la previsione dei guasti o la riduzione dei tempi di fermo macchina – oggi il loro impiego si estende a settori sempre più critici: dalla sanità all’energia, dalla logistica alle infrastrutture. Tuttavia, con il crescere della loro complessità e rilevanza, aumentano anche le sfide legate alla loro protezione: i digital twin devono innanzitutto essere sicuri per garantire l’integrità delle informazioni e la continuità operativa, inoltre vanno protetti perchè possono essi stessi diventare bersagli o vettori di attacco.

Casi d’uso dei digital twin in ambito sicurezza

I digital twin possono diventare strumenti di cybersecurity avanzata. Tra i casi d’uso emergenti si segnalano:
• simulazione di attacchi informatici: ambienti virtuali che aiutano a testare la resilienza delle infrastrutture digitali, senza mettere a rischio i sistemi reali.
• threat intelligence and detection: replicano il comportamento di un impianto o di un’intera rete per analizzare pattern sospetti e identificare anomalie prima che si traducano in incidenti.
• analisi forense e risposta agli incidenti: il digital twin aiuta a ricostruire la sequenza degli eventi e a valutare l’impatto di una violazione.

In questo senso, i gemelli digitali rappresentano una nuova frontiera anche per il cyber range e i centri di simulazione destinati alla formazione dei professionisti della sicurezza. I cyber range sono ambienti controllati per la simulazione di attacchi informatici e l’addestramento alla difesa, e i digital twin possono potenziarne radicalmente il realismo e l’efficacia, ad esempio, simulando un attacco informatico che possa portare a conseguenze anche a livello del comportamento fisico (es. un guasto simulato a una turbina o a un impianto di refrigerazione), nella direzione di una sempre maggiore integrazione tra IT e OT; identificando vulnerabilità e dipendenze critiche; addestrando il personale a reagire a minacce zero-day senza rischiare danni reali.

Dopo un attacco reale, un digital twin può anche essere integrato nel cyber range per ricostruire l’accaduto in ambiente controllato; simulare alternative (“cosa sarebbe successo se...”) per migliorare la risposta futura; testare nuove contromisure o patch in modo sicuro. Con l’arrivo dell’AI, in cyber range avanzati, i digital twin possono anche essere usati per addestrare algoritmi di machine learning per l’anomaly detection, testare AI difensive in ambienti dinamici e complessi o costruire “digital red team” che simulano attacchi intelligenti su target realistici.

Sfide e considerazioni etiche nell’utilizzo del gemello in cybersecurity

Vanno considerate le sfide implementative di un digital twin, che valgono in generale per qualsiasi utilizzo di questa tecnologia. Al primo posto abbiamo il costo e la difficoltà di realizzazione del gemello virtuale. Sviluppare e mantenere un sistema di questo tipo richiede un notevole impegno, sia finanziario sia di competenze ed effort: sicuramente non si tratta di una soluzione per chiunque.

Importantissimo poi considerare il rischio cyber di un sistema di questo tipo: così come i digital twin aiutano a incrementare la cybersecurity, essi stessi possono introdurre nuove vulnerabilità di sicurezza se non si tengono in conto tutti gli accorgimenti per proteggerli. Un attaccante potrebbe infatti – accedendo al gemello virtuale di un sistema – apprendere moltissimo sul funzionamento reale degli apparati o dei processi virtualizzati. Per prevenire questi rischi è importante che il gemello sia dotato esso stesso di meccanismi di autenticazione, crittografia e monitoraggio continuo.

Abbiamo quindi problematiche di privacy e integrità dei dati: queste tecnologie, duplicando la realtà, raccolgono grandissime quantità di dati, che in caso di compromissione potrebbero finire nelle mani sbagliate. È fondamentale aver predisposto tutte le misure tecniche per una corretta data protection e comunicazioni che rispettino la riservatezza delle informazioni.

Infine, ma non da ultimo, assicurare un utilizzo etico dei dati: il gemello virtuale potrebbe ricevere in tempo reale dati molto sensibili dal mondo reale. Le norme ci dicono che qualsiasi processo di raccolta, elaborazione, condivisione di informazioni deve avvenire rispettando principi etici, come la trasparenza e la responsabilità sugli utilizzi relativi a questi dati, per prevenire qualsiasi attività potenzialmente pericolosa per le persone.

Nuove superfici di attacco introdotte dai digital twin

Con riferimento ai rischi legati a questa tecnologia, va considerato che i gemelli digitali, essendo fortemente interconnessi con sistemi fisici e virtuali, ampliano la superficie d’attacco dell’organizzazione. Le vulnerabilità possono emergere a vari livelli:
• sensori e dispositivi IoT, che raccolgono i dati dal mondo fisico, spesso non dispongono di protezioni adeguate.
• reti di comunicazione, attraverso cui i dati transitano in tempo reale, possono essere intercettate o compromesse.
• piattaforme di analisi e modellazione, che elaborano i dati per generare simulazioni, possono essere manipolate per influenzare i risultati o deviare il comportamento dei sistemi fisici.

L’esposizione ai rischi non riguarda solo la confidenzialità delle informazioni, ma anche l’integrità e la disponibilità dei dati e delle simulazioni. Un attacco mirato a un digital twin può avere ripercussioni dirette sulla controparte fisica, alterandone il funzionamento o generando decisioni errate da parte degli operatori.

Come proteggere un digital twin

Proteggere un digital twin significa intervenire lungo tutta la sua filiera, adottando – come avviene in ogni ambito della cybersecurity - un approccio olistico e a più livelli che comprenda almeno i seguenti aspetti: sicurezza dei dispositivi edge e IoT (con cifratura dei dati, autenticazione forte, gestione delle vulnerabilità); protezione delle reti di comunicazione (segmentazione, crittografia endto-end, monitoraggio del traffico); sicurezza delle piattaforme digitali (controllo degli accessi, logging, protezione delle API e delle interfacce uomo-macchina, o HMI); monitoraggio e rilevamento delle minacce.

Con l’espansione dell’Industria 5.0 e la crescente convergenza tra OT, IT e AI, i digital twin diventeranno sempre più pervasivi e critici. La loro protezione non può essere un’aggiunta a posteriori, ma va integrata fin dalla fase progettuale (security by design) con una piena consapevolezza del rischio. Per le organizzazioni, ciò significa dotarsi di competenze multidisciplinari – ingegneristiche, informatiche, cyber – e definire policy chiare su ruoli, responsabilità e flussi di dati. Per i professionisti della sicurezza, significa estendere la propria capacità di analisi e difesa a un perimetro ibrido, in continua evoluzione.

In definitiva, i digital twin non sono solo oggetti da proteggere, ma alleati nella costruzione di sistemi più resilienti, intelligenti e sicuri. Investire nella loro sicurezza oggi significa garantire la fiducia nei sistemi complessi del futuro.