[論文レビュー] Biocybersecurity -- A Converging Threat as an Auxiliary to War

Lucas Potter, Orlando Ayala+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2020

Law, AI, and Intellectual Property参考文献 24被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、バイオロジカルな物質をサイバー手段によって兵器化することで、バイオテクノロジーとサイバーセキュリティの脆弱性を同時に利用するハイブリッド攻撃を可能にする、新しい脅威ベクトルとしてバイオサイバーセキュリティ（BCS）を提唱する。遺伝子工学で改変された病原体がデジタルシステムを通じて送り込まれるといった概念的な脅威ベクトルを分析し、BCSは低コスト・高インパクトの特性を有するため、戦争における戦略的補助的手段となり得ると結論づける。

ABSTRACT

Biodefense is the discipline of ensuring biosecurity with respect to select groups of organisms and limiting their spread. This field has increasingly been challenged by novel threats from nature that have been weaponized such as SARS, Anthrax, and similar pathogens, but has emerged victorious through collaboration of national and world health groups. However, it may come under additional stress in the 21st century as the field intersects with the cyberworld -- a world where governments have already been struggling to keep up with cyber attacks from small to state-level actors as cyberthreats have been relied on to level the playing field in international disputes. Disruptions to military logistics and economies through cyberattacks have been able to be done at a mere fraction of economic and moral costs through conventional military means, making it an increasingly tempting means of disruption. In the field of biocybersecurity (BCS), the strengths within biotechnology and cybersecurity merge, along with many of their vulnerabilities, and this could spell increased trouble for biodefense, as novel threats can be synthesized and disseminated in ways that fuse the routes of attacks seen in biosecurity and cybersecurity. Herein, we offer an exploration of how threats in the domain of biocybersecurity may emerge through less foreseen routes as it might be an attractive auxiliary to conventional war. This is done through an analysis of potential payload and delivery methods to develop notional threat vectorizations. We conclude with several paradigms through which to view BCS-based threats.

研究の動機と目的

• バイオテクノロジーとサイバーセキュリティの融合が、非対称戦争の新たなフロンティアとしてどのように機能するかを検討すること。
• 従来のバイオセキュリティ対策を回避できる、サイバー技術を活用した生物的攻撃が想定される新たな脅威ベクトルを特定すること。
• 従来の軍事的行動に代わる低コストな代替手段としてのバイオサイバーセキュリティ脅威の戦略的魅力を評価すること。
• 国家的およびグローバルなセキュリティ文脈において、BCSに基づく脅威を理解し、緩和するための概念的フレームワークを提言すること。

提案手法

• サイバーおよびバイオセキュリティの既存脅威を分析し、デジタル操作が生物的攻撃を可能にするような重合点を同定すること。
• 合成生物学とサイバー配信メカニズムを組み合わせた仮想の攻撃チェーンをモデル化することで、概念的な脅威ベクトルを構築すること。
• 既知のサイバー攻撃と病原体の伝播ダイナミクスを類推することで、ペイロード設計および拡散ルートを評価すること。
• サイバーセキュリティ分野の脅威モデリング技術を生物学的システムに適用し、隠れ通しのしやすさ、スケーラビリティ、低検知性に焦点を当てる。
• 意図、配信方法、技術的実現可能性に基づいてBCS脅威を分類するための概念的パラダイムを提言すること。
• バイオディフェンス、サイバーディフェンス、二重用途研究の知見を統合し、BCSを独立したが重複するリスク分野として位置づけること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてサイバー能力を活用することで、生物的攻撃を陰性かつスケーラブルに設計・展開できるか？
• RQ2 デジタルシステムの改ざんと生物的物質の拡散を統合する現実的な攻撃ベクトルは何か？
• RQ3 バイオサイバーセキュリティ脅威が、国家でないまたは非対称的行動者にとって、従来の戦争に代わる戦略的補助的手段としてどのように機能するか？
• RQ4 バイオテクノロジーとサイバーセキュリティの脆弱性がどのように重なり合い、検知が困難な新たな脅威状況を生み出すか？
• RQ5 従来のセキュリティ分野を越えて存在するハイブリッドなバイオサイバー脅威に対処するため、どのような新しい防衛および政策フレームワークが必要か？

主な発見

• バイオサイバーセキュリティ脅威は、サイバー手段を用いて生物的攻撃を可能または強化することで、新たな攻撃表面を生み出すハイブリッドリスクカテゴリを表す。
• バイオテクノロジーとサイバーインfraの統合により、従来のバイオセキュリティおよびサイバーディフェンス機構を回避できる低コスト・高インパクトの攻撃が可能になる。
• 攻撃ベクトルの可能性として、遺伝子合成やラボ自動化システムなどの合成生物学プラットフォームのデジタル操作により、有害な病原体が生成されることがある。
• 特に、最小限のリソース投資で軍事的格差を是正したい国家的・非国家的行動者にとって、この脅威は深刻な懸念材料である。
• バイオセキュリティおよびサイバーセキュリティ分野における既存の国際枠組みは、BCS脅威がもたらす独自の課題に対応するには不十分である。
• 本稿は、バイオサイバーセキュリティ脅威を事前に予測・検知・対応するため、新たな概念的および運用的パラダイムの必要性を結論づける。