Xamk cyber range: design of concept for cyber training environment

Abstract

Tämän harjoitustyön tavoitteena oli suunnitella konsepti Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun (Xamk) virtuaalisesta kyberturvallisuuden harjoitteluympäristöstä. Kyberharjoitteluympäristön konsepti on tarkoitus toteuttaa vaiheittain osana Kotkan yrityspuiston kehitysprojektia, jonka avulla Kotkaan kehitetään kokonaisturvallisuuden ja satamalogistiikan turvapuistoa (turvallisuuden harjoitus- ja koulutusympäristöä). Hanke on valmistelussa Xamkissa ja sille on haettu REACT-EU rahoitusta vuonna 2021. Turvapuiston kehittämisessä oli mukana vuonna 2021 Kotkan kaupunki, Xamk, Ekami, muutamia muita yksityisiä yrityksiä sekä viranomaistahoja. Kyberharjoituksia voidaan pitää joko pöytälaatikkoharjoituksina, virtuaalisessa suljetussa ympäristössä tai yhdistelemällä molempia harjoitustapoja. Virtuaalisen harjoitusympäristön tarkoituksena on kehittää osallistujien taitoja kyber toiminnassa. Virtuaalinen ympäristö voidaan muokata vastaamaan erityistarpeita tai normaalia käyttöympäristöä erilaisten skenaarioiden avulla. Kohderyhminä harjoitusympäristölle ovat Xamkin opiskelijat sekä yritykset, jotka haluavat toteuttaa kyberharjoituksia suljetussa ympäristössä. Virtuaalista harjoitusympäristöä voidaan käyttää harjoitteluun reaaliaikaisen tilannekuvan ylläpitämisestä tai sen avulla voidaan testata erilaisia laitteita ja niiden ominaisuuksia. Harjoitusten avulla osallistujat saavat harjoitusympäristön avulla kokemusta poikkeavien tilanteiden hallintaan sekä laitteiden toiminnallisuuksien testaukseen. Harjoituksista on mahdollista saada lisätietoa erilaisten mittareiden avulla. Opinnäytetyön tutkimusmenetelmänä käytettiin laadullista tutkimusmenetelmää sekä toimintatutkimusmallia, joiden muodostama yhdistelmä sopii hyvin tutkimuksessa esiin nousseisiin ongelmiin sekä ratkaisuihin. Tutkimus alkoi aiheen hyväksyttämisellä sekä valitsemalla sopiva tutkimusmenetelmä. Tutkimus eteni vaiheittain keräten tietoja tieteellisistä tutkimuksista. Tutkimuksen toisessa vaiheessa vertailtiin saatua ja analysoitua tietoa. Tutkimuksen viimeisessä vaiheessa luotiin konsepti Xamkin virtuaaliselle harjoitusalustalle. Yhteenvetona voidaan todeta, että tulokset ja johtopäätökset mahdollistavat virtuaalisen harjoitusympäristön kehittämisen tulevaisuudessa, jonka avulla voidaan toteuttaa todellisiin tapahtumiin perustuvia virtuaalisia harjoituksia. Virtuaalisen harjoitusympäristön avulla voidaan tulevaisuudessa kehittää opiskelijoiden sekä ulkopuolisen yrityksen henkilöstön tietoturvaosaamista sekä harjoitella menettelyjä poikkeamatilanteissa.

The purpose for this study was to develop virtual cyber range concept for the use of South-Eastern Finland University of Applied Sciences (Xamk). The cyber range is meant to be implemented step by step as a part of City of Kotka’s business park development project. The project is being prepared by Xamk, and it has applied for REACT-EU funding in 2021. In 2021, the city of Kotka, Xamk, Ekami, a few other private companies and the authorities were involved in the development of the safety park. Cyber exercises can be considered either as tabletop exercises, or a virtual closed environment exercises, which are used in the so-called cyber range environment. The purpose of the virtual cyber range environment is to be developing the skills of the participants. The virtual training environment can be modified for fitting the special need, or it can suit the normal operating environment with different kinds of scenarios as needed. The target groups for the virtual exercises in the environment are students at Xamk and companies that are meant to carry out cyber exercise in a closed environment. Capabilities of the virtual training environment enable real-time snapshot of the events and incidents, and possible modifications and changes can be tested before implemen-tation. Participants gain experience of managing situations in the training environment. It is possible for companies to gain more information about the exercise using various metrics. This study used qualitative research methods with action research method. This combination of methods is suitable for projects which include incident and problem-solving procedures. The study progressed by phases with collecting information for the study. The second phase of the study was based on benchmarking received information and analyzing the collected data. The last phase of the study created the concept for Xamk cyber range. In summary, the results and conclusions will allow the development of a virtual training environment in the future, which will allow the implementation of virtual exercises based on real events. The upcoming virtual platform enables flexible training environment for cyber exercises. Information of data collection focused on special features which provide possibility to perform different kind of realistic cyber scenarios. Virtual training platform provides possibilities to develop students’ individual skills and team skills in the field of information security. The virtual platform gives an opportunity to perform exercises in a standby situation as well as test security products, and it includes the model of continuous improvement.