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O ATLAS.TI NA AVALIAÇÃO DA

SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO DA

INDÚSTRIA 4.0

Ataide Pereira Cardoso Junior

[email protected]

José Benedito Sacomano

[email protected]

Edson Pereira da Silva

[email protected]

Os sistemas ciber-físicos, são entendidos como uma integração de

computação, rede e processos físicos, eles desempenham um papel

cada vez mais importante na infra-estrutura crítica dentro a da

Indústria 4.0. Como resultado, é significante, é preciso investigar

adequadamente a questão de segurança, dos sistemas ciber-físicos, dos

elementos Internet das Coisas, a fim de garantir que esses sistemas

estejam operando de forma segura. Este trabalho se classifica como

uma pesquisa documental com investigação dedutiva e análise

qualitativa, esta, apoiada pelo CAQDAS, Programa para Análise de

Dados Qualitativos com Auxílio de Computador. Este documento,

parte de uma perspectiva da teoria de controle, além de apresentar

uma visão dos avanços no controle de segurança e detecção de ataques

aos elementos ciber-físicos industriais. A modelagem típica do sistema

ciber-físico é resumida para atender a exigência da análise de

desempenho. Este assunto ganha relevância e atenção especial,

principalmente pelo fato da Industria 4.0 possuir pilares que se apoiam

na internet pelo mundo, analisar este comportamento, além de

entender seus princípios não datam de pesquisas recentes, isto é

estudado a muito tempo, desde os princípios da internet, além de

entender este comportamento na internet, é preciso também entender o

comportamento das redes locais, seus caminhos e protocolos, e ainda,

explorar os aspectos de inovação neste campo da tecnologia.

Palavras-chave: Industria 4.0, Internet das Coisas, Sistemas ciber-

fisicos, Segurança, Atlas.ti

XXXVIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “A Engenharia de Produção e suas contribuições para o desenvolvimento do Brasil”

Maceió, Alagoas, Brasil, 16 a 19 de outubro de 2018.


Maceió, Alagoas, Brasil, 16 a 19 de outubro de 2018. .

2

1. Introdução

1.1 sistemas Ciber-físicos

Nestes últimos anos tem-se testemunhado a rápida evolução dos sistemas ciber-físicos,

sobretudo pelo avanço da computação, da comunicação e das tecnologias de hardware que

estão relacionadas a esse contexto. Como uma nova fronteira na pesquisa, o dispositivo ciber-

físico é a integração dos processos físicos, onipresente na computação, comunicação eficiente

e controle efetivo (CAO, 2013). Sua estrutura de segurança é mostrada na figura 1, várias

aplicações sociais e físicas foram executadas sobre o contexto dos dispositivos ciber-físicos,

seus campos de aplicação são observados, porém não se encontram limites às redes de

transportes e bloqueios inteligentes além os elementos de distribuição das redes de

computadores (LEITAO, 2016). Além disso, a presença do sistema de controle de rede, os

atuadores e os sensores de rede sem fio, os sensores de rede sem fio industrial, podem ser

relacionados como um subgrupo dos sistemas ciber-físicos diante a literatura publicada (GE,

2016, 2017). Os dispositivos ciber-físicos são considerados um elemento principal da

chamada 4ª Revolução Industrial, muitos esforços foram feitos para se estabelecer essa

posição importante, como, aquelas que marcam a fundamentação da indústria 4.0 na

Alemanha (KAGERMANN, 2013), e a Industrial Internet nos Estados Unidos

(ANNUNZIATA, 2012). No tempo presente, os sistemas ciber-físicos são sistemas aplicados

em grande escala geográfica, dispersos, federados, heterogêneos e de vida curta, nos quais são

dispositivos incorporados, como sensores e atuadores, presentes no ambiente para sensoriar,

monitores e controlar o mundo físico. Em uma operação de um sistema ciber-fisico, não

existem dúvidas relacionadas aos recursos através de inúmeros compartilhamentos ou a

própria presença de uma rede de computadores, que desempenha seu papel fundamental. Uma

das tarefas essenciais apoiadas aos atuadores e sensores está no processo de decisão e

execução de ações específicas, como, gerenciar controle e amostragem. Em função das

restrições físicas e ainda limitações tecnológicas, os dados que trafegam entre sensores e

atuadores junto a outros componentes em rede, podem ser transmitidos através destas redes

sem proteção ou segurança apropriada, estas, oriundas do mundo fisico. Entretanto a

integração cibernética geralmente configura elementos de segurança e resiliência contra

padrões imprevistos ou ameaças do ciberespaço (HE, 2016).



3

Figura 1: O framework da segurança na Industria 4.0

Fonte: adaptado de Ding, 2018.

1.2 A Indústria 4.0

A Alemanha traz ao mundo um novo paradigma da produção industrial, com a apropriação de

tecnologia digitais que são difundidas pela internet e executadas pelos elementos Internet das

Coisas (KAGERMANN, 2013), esse projeto se deu início a partir de iniciativas do governo

alemão para promover a informatização da fabricação. A indústria 4.0 é entendida como a

próxima fase na digitalização do setor de manufatura, sistematicamente impulsionada por um

conjunto de fatores primordiais; o aumento surpreendente dos dados, o poder computacional,

a conectividade promovida pela internet no mundo todo, especialmente pela presença das

novas redes de áreas extensas e de baixa potência, as análises emergenciais e recursos de

inteligência empresarial, as novas formas de interação homem-máquina, como interfaces

sensíveis ao toque e sistemas de realidade aumentada além das melhorias da transferência

digital, sem esquecer as impressoras 3D (LEE, 2013). Estas tendências não são simplesmente

a razão para a constituição da Indústria 4.0, porém, esta é considerada a quarta grande onda na

mudança dos processos de fabricação após a década de 70, ultrapassando os fenômenos da

terceirização da década de 90, e a automação que se consolidou a partir da década de 2000

(BAUR, 2015). De acordo com (KAGERMANN ET AL., 2013), a Indústria 4.0 eleva a

automação da manufatura a um novo nível, introduzindo a personalização e tecnologias da



4

produção em massa de forma flexível , o significado disso é que as máquinas vão operar de

forma independente ou ainda irão coordenar com os seres humanos a busca de uma produção

orientada para o cliente, desta forma a máquina se tornará uma entidade independente que

pode coletar os dados, analisá-los e dar conselhos sobre ele. Essa possibilidade introduz a

automatização, a autocognição e a personalização da própria indústria, Além disto, os

fabricantes serão capazes de se comunicar com os computadores, em vez de apenas operar

seus equipamentos, uma fábrica inteligente, uma das principais características da indústria

4.0, o físico e o mundo virtual que operam os bastidores de uma produção, se transformam em

um sistema, esta natureza, tem a percepção clara dos arredores do seu ambiente e de todos os

objetos à sua volta (HERMANN ET AL., 2016).

1.3 A Internet das Coisas

O conceito Internet das Coisas foi criado por um empresário britânico e fundador de uma

startup chamado Kevin Ashton, a ideia inicial foi formulada em 1999 para descrever um

sistema em que o mundo material ganha a capacidade de se comunicar com computadores,

efetuando a troca de dados a partir de sensores onipresentes. Pouco mais de 10 anos se

passaram e o número de dispositivos conectados à rede mundial de computadores excedeu o

número de habitantes do nosso planeta, entendido pela Cisco Systems como o verdadeiro

nascimento da internet das coisas e o mundo corporativo como a internet de tudo. A partir

desta abordagem entendemos que o sistema é criado não só por objetos, mas também pelos

processos, dados, pessoas, e até mesmo animais ou fenômenos atmosféricos - todas as coisas

que podem ser tratadas como uma variável (INTERNET RZECZY, 2016). As características

que distinguem a Internet das Coisas, são o contexto, a onipresença e a otimização. O

contexto se refere a possibilidade de uma interação de qualquer objeto avançado com o

ambiente em que ele se encontra, captando a resposta imediata por ele na interação da

mudança, o contexto permite que os objetos forneçam informações, tais como a sua posição,

sua condição física ou condição atmosférica. A onipresença traz o fato de que os objetos de

hoje, são muito mais do que apenas conexões com uma rede de usuários, apoiados por

operadores humanos, no futuro eles irão se comunicar uns com os outros em grande escala. A

utilização expressa além da funcionalidade de que cada objeto possui, compreender

completamente a dimensão do fenômeno associado ao número de dispositivos que podem ser

encontrados na internet das coisas (INTERNET RZECZY, 2016).



5

1.4 A Segurança da Informação

Na Segurança da Informação a ameaça é o potencial de causar ou prejudicar outrem

(PFEEGER, 1989) as ameaças aos dados e sistemas de segurança abrangem desde desastres

naturais até aqueles causados pelo homem. Erros provocados por funcionários da empresa,

elementos malfeitores e até mesmo competidores de mercado. As ameaças são classificadas

em três tipos (PARK, 1981), os desastres naturais, os erros ou omissões, e atos intencionais.

A primeira e a segunda são consideradas acidentais, a última inclui códigos maliciosos,

fraldes de computador, desfalques e até roubo. As ameaças de segurança às redes de

computadores vem sendo estudadas em diversos contextos (BAYLE, 1988) revisando as

necessidades de segurança para sistemas abertos das redes e analisando as ameaças que fazem

parte de todo o contexto das redes e sistemas abertos, além disto, elas definem a segurança

dos serviços e seus mecanismos providos pelo modelo de referência OSI (Open System

Interconnection) e seus padrões na identificação de ameaças. (LOCH, 1992), tem promovido

discussões sobre ameaças e sistemas de informação para dados residentes. Essas investigações

compreendem doze tipos de ameaça incluindo vírus de computadores, esta avaliação

compreende a percepção de ameaças para microcomputadores, mainframes e ambientes de

rede (CARNAHAN, 1992). Uma visão que classifica computadores, relacionando redes com

um esquema de prevenção técnica contra crime, ele também descreve a tecnica de segurança

que é baseada tipicamente no modelo de referência OSI (Open System Interconnection) e seus

serviços de segurança, mecanismos em camadas aplicadas, que necessitam de várias camadas

para a contenção desses crimes (PARK, 1981).

As pessoas e as organizações que usam seus computadores podem descrever suas

necessidades de segurança da informação em uma árvore de requisitos conhecidos como

confidencialidade, integridade e disponibilidade (SMITH, 1989)

A confidencialidade é o requisito que propõe que toda informação sensível não sejam

armazenadas em recipientes inseguros. Isto indica que os objetos devem estar

acessíveis apenas a usuários autorizados. Esse tipo de acesso envolve leitura e

impressão e visualização. A confidencialidade é importante para a segurança nacional

e para o emprego da lei, compreende também vantagem competitiva e segurança

privada.



6

A integridade é um requisito que garante que as informações possam ser alteradas e

modificadas apenas por pessoal autorizado. Ela é importante por que mantém a

consistência e as permissões dos dados que garantem as alterações por manejo

aprovado, a integridade é uma indicativa de que a qualidade e a precisão da

informação estão confiáveis.

A disponibilidade é o requisito entendido para que sistemas possam estar disponíveis

para o trabalho e que eles não sejam oferecidos de forma de negação para usuários

autorizados, esses objetos devem possuir autorização legítima, para que os usuários

tenham capacidades de acessá-los de acordo com suas reais demandas. Esse

dispositivo também requer proteção contra recuperações mal sucedidas e danos de

eventuais ataques, a disponibilidade é um elemento essencial para a operação de

grandes corporações.

1.5 O Atlas.ti na análise qualitativa de dados

O CAQDAS – Computer Assisted Qualitative Data Analysis Software ou Programa para

Análise de Dados Qualitativos com Auxílio de Computador, se apoia no método sequencial

de processamento de dados. A pesquisa qualitativa encontra seu aliado na aplicação Atlas.TI,

que esta relacionada com o seu imediatismo e suas qualidades visuais e espaciais. Para citar a

partir da homepage do desenvolvedor na Internet (ATLAS.TI, 2018) 'os principais modos

estratégicos de operação podem ser denominados: visualização, integração e exploração.

Tendo todos os aspectos dos dados e análise na tela de uma só vez e ser capaz de mapear

visualmente as relações entre diferentes partes dos dados e idéias teóricas, e para formar laços

entre eles e saltar para trás e para frente’ (BARRY, 1998). Na avaliação deste trabalho foram

inseridos à base de pesquisa, cinquenta artigos representativos por suas citações e relevância,

relacionados ao aspecto segurança da informação ligados à Indústria 4.0, contrapondo aos

elementos da Internet das Coisas e Sistemas Ciber-fisicos.

Na construção das dimensões da pesquisa foram referenciados três grupos de famílias, figura

2 e suas correlações de hierarquia, densidade e cruzamento de referências mediante a analise

booleana da ferramenta Atlas.ti.

Figura 2: Mapa da hierarquia dos termos Internet das Coisas, Segurança, Sistemas Ciber-

físicos e Indústria 4.0



7

Fonte: do autor

2. Materiais e Métodos

Uma coleta de dados a partir de pesquisa representativa de cinquenta estudos publicados na

base Science Direct, entre 2006 e 2018, classificados por sua relevância de tema e número de

citações foi executado utilizando o método de pesquisa documental com investigação

dedutiva e análise qualitativa e método sequencial de processamento de dados, para tal usou-

se a ferramenta Atlas.ti, comparando resultados e eventos adversos após diferentes

tratamentos de dados da pesquisa de artigos que estão relacionadas aos elementos chave:

Internet das Coisas, Sistemas Ciber-físicos, Segurança da Informação e Indústria 4.0. Estes

trabalhos foram adicionados à biblioteca da ferramenta e submetidos aos critérios de análise

supra citados, onde foram codificados e analisados.

2.1 Análise hermenêutica do discurso

A análise hermenêutica do discurso tem como objetivo estabelecer uma sistematicidade ao

trabalho de análise no argumento do discurso, a avaliação dos outputs remetem ao elemento

chave da pesquisa e estabelecem as razões (pesos) de cada código (termo) e de cada família.

Tabela 1 – Resultado da extração de outputs relacionado ao termo da pesquisa “Indústria 4.0”



8

Razão Termo

7:1 C 2017, 28-30 Industry 4.0 (@577-@550)

7:3 IoT (6:8011-6:8014) 7:2 Internet of Things (6:7942-6:7959)

9:4 Security (1:692-1:699) 9:3 Cyber-physical systems (1:2158-1:2179)

9:1 Cyber-physical (1:213-1:226) 9:2 CPS (1:750-1:753)

Fonte: do autor

A tabela 1 demostra o grau de concentração com base na razão apurada, após a inserção dos

termos de pesquisa “Indústria 4.0”, e sua correlação direta a cada um dos termos adjacentes à

pesquisa proposta.

3. Resultados e discussões

Na aplicação da ferramenta Atlas.ti, se executam uma série de avaliações com interesse na

qualidade e precisão das informações que são os elementos indispensáveis para Industria 4.0,

os resultados do Atlas.ti confirmam a hipótese de que a segurança possui uma extensa cadeia

de intersecções ligadas ao termo Indústria 4.0, na conclusão do estudo, revisão e codificação

de dados, os "outputs" dos códigos foram extraídos, as "saídas", representadas pela tabela 1,

que contem os dados relacionados a um código e podem consistir em códigos singulares, tais

como combinações de códigos, entendidos como "resultado".

Por ser um trabalho preliminar, encontramos elementos importantes para o referencial teórico,

porém as limitações estão relacionadas sobretudo a uma base de pesquisa (Science Direct) e

também à amplitude da pesquisa, ao que tange a análise qualitativa dos termos referenciados

com a análise, papel principal do método sequencial de processamento de dados, um novo

estudo com amplitude e novas bases representativas deve ser realizado futuramente.

4. Considerações Finais

O CAQDAS – Computer Assisted Qualitative Data Analysis Software ou Programa para

Análise de Dados Qualitativos com Auxílio de Computador, são fruto dos mais recentes

desenvolvimentos para análise qualitativa, esta que se apoia no método sequencial de

processamento de dados possui forte argumento na aplicação em análise hermenêutica de



9

discurso, os resultados da ferramenta Atlas.ti auxiliam na argumentação de uma proposta da

ligação aos termos ao referencial técnico que isto proporciona, assim de acordo com os

resultados e argumentações entendemos que o elemento de segurança da informação tem forte

presença, sobretudo aquela relacionada à Indústria 4.0, além de seus elementos constituintes.

5. Conclusão

Este trabalho de coleta de dados e pesquisa documental explorou os caminhos da segurança

na Indústria 4.0, este tema certamente reflete sua importância na sociedade abordando

diversos aspectos e elementos da indústria e das redes de computadores. Espera-se que este

trabalho desperte o interesse da academia e da indústria para a necessidade do aprimoramento

da segurança, a fim de que a Indústria 4.0 não se apoie em bases fracas, e venha a entrar em

colapso como um todo.

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