ما هي الشبكة ذات الفتحات الهوائية؟

الشبكة ذات الفجوة الهوائية هي بنية أمنية تكون فيها أجهزة الكمبيوتر أو الشبكات معزولة ماديًا أو منطقيًا عن الأنظمة غير الآمنة، بما في ذلك الإنترنت العام. ويمنع هذا الفصل، المعروف باسم "الفجوة الهوائية"، الوصول غير المصرح به، مما يضمن بقاء البيانات والأنظمة الحساسة محمية من التهديدات الإلكترونية الخارجية.

غالبًا ما تُستخدم في البيئات التي تتطلب أقصى قدر من الحماية، مثل الشبكات السرية أو أنظمة التكنولوجيا التشغيلية (التكنولوجيا التشغيلية) في البنية التحتية الحيوية، توفر الأنظمة المجهزة بالهواء أحد أكثر تصاميم الشبكات المتاحة أمانًا.

في حين أن عزل الشبكة يمكن أن ينطوي على تجزئة الشبكات من خلال حدود محددة بالبرمجيات مثل الشبكات المحلية الافتراضية أو جدران الحماية، فإن الشبكات الموصولة بالهواء تزيل الاتصال بالكامل. يؤدي هذا الفصل المادي إلى إزالة مسارات حركة المرور الواردة أو الصادرة، مما يجعل الأنظمة المعزولة هوائياً أكثر مرونة في مواجهة الاختراق الخارجي. 

تعمل الشبكات المعزولة هوائياً من خلال فرض الفصل المادي أو المنطقي عن الأنظمة غير المؤمنة. تضمن هذه التدابير عدم وجود اتصال مباشر - سلكي أو لاسلكي - بين النظام المعزول والشبكات الخارجية.

تتضمن إحدى الهياكل الشائعة استخدام بوابات أحادية الاتجاه معززة بالأجهزة، مثل ثنائيات البيانات، للسماح بتدفق المعلومات من بيئة التغطية الهوائية دون السماح بتدفق أي بيانات واردة.

يشير العزل المادي إلى الفصل الكامل للأنظمة عن أي شبكة قد تشكل خطراً. قد يتضمن ذلك وضع الأنظمة في غرف محمية أو إزالة أي واجهات لاسلكية أو إيثرنت بالكامل.

يمكن أن يكمل تجزئة الشبكة العزل المادي من خلال إنشاء حدود داخلية صارمة بين الأنظمة بناءً على الحساسية والوظيفة.

الشبكات الموصولة بالهواء وحدها ليست مثالية، لكنها توفر بشكل عام حماية ضد التهديدات الإلكترونية الخارجية. ولأنها منفصلة عن الأنظمة الخارجية، فإنها تقلل من مخاطر التهديدات التي تعتمد على الوصول إلى الإنترنت، بما في ذلك العديد من أنواع البرمجيات الخبيثة وبرامج الفدية وأدوات الاستغلال عن بُعد.

غالبًا ما تكون أنظمة التغطية الجوية هي خط الدفاع الأخير للعمليات الأكثر أهمية، بدءًا من مراكز القيادة العسكرية وحتى أجهزة التحكم في المنشآت النووية.

يتطلب نشر وإدارة شبكة ذات فجوات هوائية تخطيطاً دقيقاً وانضباطاً تشغيلياً صارماً. يجب على المؤسسات أن تقرر ما إذا كانت ستستخدم الفجوات الهوائية المادية أو المنطقية، وكيفية التعامل مع استيراد/تصدير البيانات بطريقة آمنة.

استراتيجيات النسخ الاحتياطي، والمعروفة باسم النسخ الاحتياطية للفجوات الهوائية، هي أيضاً بالغة الأهمية. تُخزَّن هذه النسخ الاحتياطية دون اتصال بالإنترنت أو في بيئات معزولة لمنع برمجيات الفدية الخبيثة من تشفيرها أو حذفها.

تعني الفجوة الهوائية المادية عدم وجود كابلات شبكة أو اتصالات واي فاي أو جسور رقمية أخرى بين النظام الآمن والشبكات الخارجية. تستخدم الفجوة الهوائية المنطقية عناصر تحكم برمجية مثل قواعد جدار الحماية أو قيود التوجيه، والتي يمكن أن توفر الراحة ولكنها أقل أمانًا وعرضة لسوء التهيئة أو الاستغلال.

وعلى الرغم من قوتها، إلا أن الشبكات الموصولة بالهواء وحدها ليست عملية. يجب أن تكون هناك طريقة للوصول إلى البيانات في الوقت الحقيقي؛ وهذا يعني أنه يجب تنفيذ الاتصال بين الشبكات عالية الأمان والشبكات منخفضة الأمان -على شكل ثنائيات بيانات أحادية الاتجاه معززة بالأجهزة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الشبكات الموصولة بالهواء ليست منيعة. فقد نجحت هجمات متخصصة في اختراق الأنظمة الموصولة بالهواء باستخدام ناقلات غير تقليدية مثل أجهزة USB المخترقة أو الإشارات الكهرومغناطيسية أو التهديدات الداخلية.

كما أن صيانة هذه الأنظمة يمكن أن تكون كثيفة الاستخدام للموارد ومعقدة من الناحية التشغيلية.

وأشهر هجوم على الثغرة الهوائية هو Stuxnet، وهي دودة متطورة مصممة لاستهداف منشآت تخصيب اليورانيوم في إيران. وقد انتشر عبر أجهزة USB المصابة وتم تصميمه خصيصاً لتغيير عمليات PLC (وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة) دون الوصول إلى الشبكة.

وقد أظهرت أبحاث أخرى طرقًا أخرى لاستخراج البيانات باستخدام مصابيح LED الوامضة أو الإشارات فوق الصوتية أو تقلبات الطاقة - مما يسلط الضوء على أنه حتى الأنظمة المعزولة يمكن استكشافها في ظل الظروف المناسبة.

غالبًا ما تتم مقارنة الشبكات المعزولة هوائيًا بالبيئات المحمية بجدران الحماية، واستراتيجيات تجزئة الشبكة، وعمليات نشر الصمام الثنائي للبيانات. لكل منها مكانها في وضع أمني قوي، لكنها تختلف بشكل كبير من حيث التكلفة والتعقيد والفعالية.