У поданій статті представлені результати всебічного дослідження застосування нейросимволічного підходу для виявлення та запобігання кіберзагрозам у залізничних системах, критичному компоненті кіберфізичної інфраструктури. Зростаюча складність та інтеграція фізичних систем із цифровими технологіями зробили таку інфраструктуру вразливою до кібератак, коли порушення можуть призвести до тяжких наслідків, зокрема системних збоїв, фінансових втрат і загроз громадській безпеці та навколишньому середовищу. Метою цього дослідження було оцінити ефективність нейросимволічного підходу, який поєднує штучні нейронні мережі з символьними алгоритмами, у виявленні та пом’якшенні кіберзагроз у динамічних середовищах. Методологія передбачала моделювання різних сценаріїв кібератак на тестовій архітектурі безпеки залізничної системи з подальшим застосуванням нейросимволічної моделі для виявлення загроз та реагування на них. Результати показали, що нейросимволічний підхід продемонстрував високу точність у виявленні кіберзагроз і був особливо ефективним у адаптації до нових і невідомих типів атак. У порівнянні з традиційними методами цей підхід значно підвищив ефективність виявлення та швидкість реакції. Результати підтверджують, що нейросимволічний підхід покращує кібербезпеку, особливо в критичних інфраструктурах, таких як залізничні системи, і сприяє більш надійному захисту даних, пов’язаних з пасажирами та вантажами, що перевозяться. Подальші дослідження будуть зосереджені на оптимізації реалізації цих алгоритмів і розширенні діапазону практичного застосування в інших критичних секторах.
- Alex. Taylor, "Neuro-Symbolic Methods for Cyber Secu-rity", Journal of Artificial Intelligence Research, vol. 12, no. 3, pp. 500-515, 2021.
- H. Alashkar and M. Ahmad, “A Comprehensive Review on Machine Learning Techniques for Cyber-Physical Sys-tems”, Journal of Systems Architecture, vol. 129, pp. 102649, 2023.
- A. Mishra and R. Gupta, “An Overview of Cyber-Physical Systems: Applications, Challenges, and Future Direc-tions”, ACM Computing Surveys, , vol. 55, no. 9, pp. 1–35, 2022. https://doi.org/10.1145/3498707
- C. Vural and U. Akbulut, “Cyber-Physical Systems Security: Threats and Machine Learning Countermeasures”, IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing, , vol. 11, no. 2, pp. 417–426, 2023.
- S. Garfinkel, C. Adams, and J. Warfield, “Under-standing cyber-physical attacks and defenses”. IEEE Secu-rity & Privacy, vol.12, no.1, pp. 20-26, 2014.
- Wei Zhang, et al. "Adaptive Security Models for Cyber-Physical Systems", in Trends in Cyber-Physical Systems Security, edited by Laura Brown, Cham: Springer, vol. 5, pp. 200-215, 2022.
- Sarah White, et al., "Challenges in Protecting Railway Infrastructure", Transport Security Journal, vol. 6, no. 4, pp. 210-225, 2020.
- S. O. Yevdokymov, Modern systems of information pro-tection. - Kyiv: Drukaryk, p. 380, 2023.
- S. O. Yevdokymov, Applied systems for choosing the optimal route in transport. - Kyiv: FOP Gu-lyaeva V.M., p. 200, 2024.
- Sam. Parker, The Role of Cryptography in Securing Cyber-Physical Systems, In Cyber Security: Principles and Practices, edited by Alan Richards, New York: Wiley, pp. 130-150, 2021.
- M. A. Khan and S.Ali, “Machine Learning for Cybersecurity in Cyber-Physical Systems: Recent Advances and Future Directions”, Journal of Network and Computer Applica-tions, vol. 209, pp. 103531, 2023.
- A. Sahu and S. Dutta, “Emerging Trends in Cyber-Physical Systems Security: A Review of Machine Learning Solu-tions”, Computers & Security, vol. 114, pp. 103701, 2022.
- R. Kumar and A.Tripathi, “Anomaly Detection in Cyber-Physical Systems Using Ensemble Learning Techniques”, IEEE Transactions on Industrial Informatics, , vol. 19, no. 2, pp. 1253–1263, 2023.
- Laura Green, et al. "Real-Time Threat Detection in Cyber-Physical Systems", Journal of Cyber Security, vol. 15, no. 2, pp. 200-210, 2021.
- H. Zhang and J.Xu, “Neural-Symbolic Approaches for Cyber-Physical Systems: Enhancing Anomaly Detection”, Artifi-cial Intelligence Review, vol. 56, no. 1, pp. 321–347, 2023.
- G. Katz, et al. "Combining Neural Networks and Sym-bolic Reasoning for Enhanced Security in Cyber-Physical Systems", in Proc. International Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS), pp. 234-246, 2023.
- S. O. Yevdokymov, System programming: Creating appli-cations on Assembler, 2nd ed., supplemented and revised. - London, United Kingdom: LAP LAMBERT Academic Publishing, p. 133, 2024.
- Mark Johnson, "Ensuring Data Integrity and Confidenti-ality in Cyber-Physical Systems." International Journal of Cyber Security, vol. 8, no. 3, pp. 300-315, 2022.
- M. M. Rahman and A. Saha, “Anomaly Detection in Cyber-Physical Systems: A Hybrid Approach”, Future Genera-tion Computer Systems, , vol. 128, pp. 132–146, 2022.
- Jane Smith, "Securing Industrial Control Systems: A Case Study", in Proc. International Conference on Cyber Security, pp. 123-130, 2020.
- S. McLaughlin, K. Lucas, J. Sorber, J. Jiang, , and S. Krish-nan, “Cyber-physical systems and big data: A voluminous challenge”, ACM Transactions on Cyber-Physical Systems, vol. 1, no. 1, p. 4, 2017.
- A. Sharma and A.Kumar, “Deep Learning Techniques for Real-Time Anomaly Detection in Cyber-Physical Sys-tems”, IEEE Access, vol. 11, pp. 114202–114218, 2023.
- V. A. Smyrnov and M. O. Doroshenko, “Use of neurosymbolic technologies in transport cyber security systems”, Scientific Bulletin of the Uzhhorod National University, vol.1, no. 1, pp. 89–95, 2023.