TRANSFORMAÇÃO DIGITAL 40 em ambientes industriais para interligar componentes de automatização de processos, tais como sensores de campo, atuadores e PLC [4]. A arquitetura Profibus segue um modelo cliente/ servidor, permitindo ao servidor, como controlador de processos, supervisionar a comunicação com clientes que podem ser controladores, motores, dispositivos de entrada/saída e robôs. Para estabelecer ligação com um dispositivo Profibus é essencial contar com uma rede operacional e configurada, atribuir um endereço ao dispositivo e estabelecer um canal de comunicação com um servidor Profibus, como um PLC ou outro dispositivo similar. Com os requisitos das redes industriais em constante mudança, o Profibus tornou-se obsoleto em comparação com protocolos de campo mais modernos, como o Modbus TCP, Ethernet/ IP e Profinet. O Profinet, um bus de campo baseado na Ethernet com uma arquitetura aberta e normalizada, oferece vantagens significativas em relação ao seu antecessor, incluindo taxas de transmissão de dados mais rápidas, maior flexibilidade e melhor escalabilidade [5]. A migração do Profibus para o Profinet permitiu aos sistemas industriais aproveitar as vantagens da comunicação baseada na Ethernet, o que resulta em maior eficiência, melhor interoperabilidade e numa integração simplificada do sistema. O Profibus, sendo um protocolo mais antigo, não possui mecanismos de encriptação e autenticação integrados por defeito, o que o expõe a possíveis vulnerabilidades de segurança. Em contraste, o Profinet oferece avançadas funções de segurança, como a autenticação através de certificados X.509 e nome de utilizador/palavra-passe, bem como encriptação através de TLS ou do Secure Real-Time Transport Protocol (SRTP). Estas medidas garantem a confidencialidade e integridade dos dados no Profinet, proporcionando uma sólida proteção contra o acesso não autorizado e a manipulação de dados. Ethernet/IP O Ethernet/IP é um protocolo de comunicação industrial baseado na tecnologia Ethernet que permite a transferência de dados em tempo real entre dispositivos de diversos fabricantes e tecnologias [6]. Baseia-se numa arquitetura cliente/servidor e é amplamente utilizado em aplicações de controlo em ambientes de produção que exigem uma transmissão eficiente de dados a velocidades e volumes elevados. Para implementar o Ethernet/IP, é necessário ligar vários dispositivos, como sensores, atuadores e controladores, a uma rede partilhada e permitir-lhes comunicar entre si para coordenar as operações de produção. Isto implica conhecer os endereços IP e os nomes atribuídos a estes dispositivos, bem como configurá-los para a comunicação em intervalos de tempo específicos. Posteriormente, inicia-se uma ligação TCP/IP com cada dispositivo para permitir o intercâmbio de mensagens de entrada/saída. O Ethernet/IP oferece várias vantagens, como a transmissão de dados a alta velocidade, a escalabilidade para integrar uma vasta gama de dispositivos e a facilidade de configuração e resolução de problemas. Além disso, por ser um protocolo normalizado, é mais fácil de manter. Em comparação com o Modbus TCP, o Ethernet/IP oferece características de segurança mais robustas. Admite mecanismos de autenticação, incluindo a autenticação baseada em nome de utilizador e palavra-passe, para verificar a identidade de dispositivos e utilizadores. Além disso, o Ethernet/ IP suporta IPSec (Internet Protocol Security), que proporciona confidencialidade, integridade e autenticação para comunicações baseadas em IP. Ao implementar o IPSec, os dados trocados entre dispositivos podem ser encriptados, protegendo-os contra o acesso não autorizado. OPC UA O OPC-UA é um protocolo de comunicação multiplataforma concebido para o intercâmbio seguro e fiável de dados no âmbito da automatização industrial [7]. A arquitetura OPC é constituída por um ou mais servidores OPC e clientes OPC. O OPC-UA permite um fluxo constante de dados entre vários dispositivos e aplicações de controlo com restrições limitadas, servindo como meio de comunicação tanto entre aplicações de Supervisão, Controlo e Aquisição de Dados (SCADA), como entre sensores. Para manter uma comunicação ativa e contínua entre clientes e servidores, são essenciais as ligações bidirecionais e as sessões persistentes. Em termos de frequência de captura, o OPC-UA é habitualmente utilizado para monitorizar um conjunto reduzido de variáveis, geralmente de 1 a 10. Além disso, foi estabelecido como o protocolo de comunicação predeterminado para a Indústria 4.0 [8]. Proporciona vantagens notáveis, incluindo elevados níveis de segurança, transmissão em tempo real de grandes volumes de dados e uma grande escalabilidade. A sua independência tecnológica garante a compatibilidade com dispositivos e plataformas de diferentes fabricantes e sistemas operativos. No entanto, a implementação do OPC-UA em ambientes com numerosos dispositivos pode ser complexa e dispendiosa. O OPC-UA foi concebido tendo a segurança como um aspeto fundamental. Suporta protocolos de segurança de camada de transporte, como o TLS/SSL, permitindo a encriptação e a autenticação para uma transmissão segura de dados. Além disso, o OPC-UA inclui mecanismos de controlo de acesso que permitem aos administradores definir políticas detalhadas de acesso para utilizadores e dispositivos.
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