Hãy tưởng tượng về một ngôi nhà thông minh của tương lai. Nhờ có sự hiện diện của bộ điều khiển trung tâm, WIFI 24/24 mà giờ đây không chỉ hệ thống điều hòa biết phải làm nhà ấm hơn hay mát mẻ hơn trước khi bạn đặt chân vào nhà. Những chiếc đèn thông minh cũng biết sáng lờ mờ khi trời ngả màu chiều và sáng rực rỡ khi nắng tắt hẳn. Chiếc máy giặt thì tự biết phải bật tại thời điểm giá điện là thấp nhất (nếu ở khu vực bạn sống giá điện cũng được quy định theo thời điểm sử dụng như tôi). Tủ lạnh thông minh tự động rã đông ở một ngăn, còn ở ngăn còn lại thì vẫn giữ nguyên nhiệt độ, đảm bảo cho món bơ của bạn không bị tan ra và bia vẫn đủ độ mát. Cánh cửa nhà tự động khóa khi bạn đi và tất nhiên cũng tự động mở khi bạn – chứ không phải bất kỳ ai khác- trở về. Hai camera bảo mẫu sẽ giúp bạn coi sóc những đứa trẻ còn bình tưới sẽ tự động xịt nước vào bãi cỏ khi thấy độ ẩm xuống thấp.
Lý tưởng quá phải không. Thế nhưng ngộ nhỡ có một hacker rảnh rỗi nào đó đột nhập vào hệ thống điều khiển trung tâm của bạn thì sao nhỉ ? Món thịt quay của bạn sẽ bị đóng đá, sữa thì chua loét và điều hòa thì lúc nào chạy hết công suất. Bạn sẽ nhìn thấy những điều đó sau khi đột nhập vào nhà bằng …cửa sổ vì cánh cửa “thông minh” kia tất nhiên cũng sẽ không tự động mở khóa nữa. Máy giặt và máy rửa bát sẽ không ngần ngại chạy hết công suất vào thời điểm giá điện cao nhất. Và những đứa trẻ quậy tung ở trong phòng dù trên camera thì chúng có vẻ đang say giấc ngủ ngon.
Trên thực tế, nếu một hacker đột nhập được vào một ngôi nhà thông minh thì mất điện có khi lại hay. Bởi hóa đơn cuối tháng của bạn hẳn sẽ lên vun vút như tên lửa sau tất cả những hoạt động kể trên.
Đây chính là một cơn ác mộng về an ninh mạng. Nhưng đây cũng chính là lĩnh vực nghiên cứu mà phó giáo sư chuyên ngành Điện và Kỹ Thuật Máy Tính của Đại Học Công Nghệ Michigan, ông Shiyan Hu đang nghiên cứu để giúp bạn phòng tránh.
Hu đã thành lập Michigan Tech Cyber-Physical System Research Group, một phòng nghiên cứu chuyên về hệ thống vật lý và hệ thống ảo và chiến thắng giải thưởng CAREER Award của Quỹ Khoa Học Quốc Gia (NFS) năm 2014.
Nghiên cứu của ông tập trung chủ yếu vào phần cứng và hệ thống bảo mật cho thiết bị thông minh, đặc biệt là các thiết bị được tích hợp chip điều khiển trung tâm và hoạt động qua WIFI. Ông cho biết “Đây là một lĩnh vực đầy thử thách và thú vị”.
Ông và nhóm nghiên cứu của mình sử dụng kỹ thuật khai thác dữ liệu (data mining) và máy học (machine learning) để phát triển các thuật toán hoặc công thức ngắn hạn và dài hạn để xác định xem hệ thống điều khiển trung tâm có thu thập dữ liệu đúng và đưa ra xử lý hợp lý hay không. Những thuật toán đó có thể tích hợp trực tiếp vào thiết bị điều khiển hay thiết bị thông minh.
Theo Hu, chúng ta cần phải phân tích các tình huống an ninh có thể xảy ra trên từng loại thiết bị và thiết lập cách thức kiểm tra chéo cho hệ thống. Do vậy, nhóm nghiên cứu của ông đồng thời làm việc với thiết bị local và hệ thống điều khiển.
Các thiết bị gia dụng thông minh học hỏi thông qua các hành vi lăp đi lặp lại. Một hệ thống làm ấm nước sẽ biết được rằng bạn thường tắm vào khoảng 7-8 giờ sáng, và sẽ không sử dụng nước nóng cho đến khi bạn trở về nhà vào 5 giờ 30 chiều. Thế nhưng hacker có thể dễ dàng đánh lừa hệ thống rằng bạn sẽ không cần nước nóng cho đến tận 10 giờ sáng (sẵn sàng đánh đàn răng đi nhé). Và từ 10 giờ đến 5 giờ thì hàng trăm lít nước sẽ được làm nóng dù rằng không có ai sử dụng hết.
Vấn đề an ninh mạng của một ngôi nhà thông minh là gì ?
Theo Hu, đó là “hiểm họa đường cong chi phí ”. Giả dụ như giá điện vào khoảng 2 giờ trưa rẻ hơn lúc 8 giờ tối chả hạn. Hacker có thể làm cho hệ điều khiển nghĩ rằng giá lúc 8 giờ rẻ hơn, và như thế tất cả những thứ được lập trình để hoạt động lúc 2 giờ sẽ đồng loạt vận hành lúc 8 giờ. Nếu không chỉ có một ngôi nhà bị hack ? Cả một khu phố sẽ đồng loạt tiêu thụ một lượng điện vô cùng lớn vào lúc 8 giờ. Hậu quả không chỉ là việc hóa đơn cuối tháng tăng cao nữa mà còn có thể làm phát sinh thiếu điện hoặc quá tải gây cháy nổ …
Những hacker “tốt bụng” hơn có lẽ sẽ chơi những trò kiểu: bật đèn giữa đêm tối, tắt tủ lạnh khi cả nhà đi nghỉ cuối tuần. Bạn về nhà và thấy một đống đồ ôi thiu trong tủ lạnh.
Tất nhiên, vấn đề này hiện tại vẫn chưa thực sự cấp thiết đến vậy. Vì giá nhà thông minh và các thiết bị đi kèm vẫn còn khá cao so với túi tiền của đại đa số. Một tủ lạnh thông minh có chi phí khoảng 3000-7000USD. Một máy giặt thông minh có giá từ 1700USD. Thậm chí chỉ hai cái đèn thông minh đã ngốn 100USD rồi.
Thế nhưng cũng như máy tính, điện thoại, lò vi sóng, từng một thời đắt đỏ nhưng giờ đều có giá bình dân. Nhà thông minh và các phụ kiện của nó cũng sẽ giảm giá trong tương lai và có thể sẽ thành một chuẩn nhà ở chung không chừng.
Biên dịch: Trungmaster, theo R&D
