Laboratorio y Centro Demostrador en Ciberseguridad Industrial

La maqueta es un entorno completo para entrenar en la operación segura de infraestructuras críticas de agua, un servicio público esencial. Permite a los participantes comprobar en primera persona las consecuencias físicas de una mala configuración: desde elevar peligrosamente la concentración de cloro hasta dejar a la red sin suministro. Este enlace directo entre lo que ocurre en la pantalla y lo que sucede en el proceso real es su mayor valor pedagógico.

En el plano técnico, sirve para practicar el ajuste de bucles de control, la calibración de sensores y la interpretación de alarmas de calidad del agua. En materia de ciberseguridad, se articula alrededor de dos ejercicios principales. El primero es una manipulación remota del proceso que recrea un ataque del estilo del incidente de Oldsmar: un atacante accede al HMI mediante fuerza bruta sobre una contraseña débil y altera los valores operativos, mientras el operador debe detectar la situación, verificar las alarmas y recuperar el control antes de que se vea afectada al suministro. El segundo es un ataque Man-in-the-Middle sobre la comunicación entre el HMI y el PLC, en el que se captura tráfico con Wireshark, si ejecuta ARP spoofing y se manipulan los datos que llegan al operador.

También es idónea para evaluar estrategias de resiliencia y redundancia, ensayar planes de contingencia propios del sector del agua e interiorizar contramedidas como contraseñas fuertes, Dynamic ARP Inspection, segmentación por VLANs, Port Security, protocolos industriales seguros, cifrado TLS y monitorización con IDS industriales. En conjunto, inculca la necesidad de proteger servicios esenciales para evitar daños a la ciudadanía y al medio ambiente.

Permite experimentar con un sistema de control distribuido y poner el foco en los desafíos de las infraestructuras remotas y dispersas. Los participantes comprenden que las turbinas suelen estar en localizaciones aisladas, conectadas a través de enlaces potencialmente inseguros (radio, satélite o Internet), el que abre vectores de ataque adicionales. También estudian el control en tiempo real de procesos físicos variables dependientes del clima, observando cómo el PLC reacciona dinamicamente al viento para maximizar la generación manteniendo la turbina en condiciones seguras.

Es una maqueta ideal para ilustrar la importancia de la disponibilidad y de la consistencia de las comunicaciones: por ejemplo, demuestra que la pérdida de enlace con el SCADA central no debe comprometer la seguridad de las turbinas, que seguirán operando de forma autónoma. La integración del punto de recargo eléctrico con el protocolo OCPP añade un campo de prácticas muy actual, dado el creciente despliegue de estos equipos y sus retos de ciberseguridad.

Los ejercicios propuestos abarcan tres escenarios. El primero ataca la seguridad de las comunicaciones remotas sobre un túnel PPTP entre maquetas, explotando la debilidad de su handshake mediante MITM, ataques de flooding y reinyección de tráfico, para justificar la migración a IPsec. El segundo es un ataque de apertura de interruptores o «blackout dirigido», interceptando la comunicación no cifrada entre el PLC y el relé de protección para emular la apertura de interruptores. El tercero evalúa la fortificación general de los dispositivos y la segmentación de red mediante escaneos con Nmap. Las contramedidas trabajadas incluyen autenticación remota fuerte, eliminación de credenciales por defecto, segmentación, cifrado e IDS/IPS industriales con inspección de protocolos OT.

La maqueta permite entrenar en la supervisión y optimización de un proceso productivo con criterios de calidad, trabajando el ajuste de PID, la calibración de sensores de visión y la respuesta del sistema ante variaciones como cambios en el tamaño del envase. En el plano de la ciberseguridad, evidencia que una perturbación de estos sistemas puede derivar en productos inseguros para el consumo o en grandes pérdidas económicas si la línea se detiene o se desperdicia materia prima. También introduce el concepto de trazabilidad electrónica y el riesgo de que los datos de lote sean alterados de forma maliciosa.

El catálogo de ejercicios es especialmente amplio. Incluye un sabotaje de la calidad del producto que aprovecha la ausencia de cifrado del protocolo S7comm para conectarse al PLC con TIA Portal y degradar deliberadamente el producto sin generar fallos evidentes. Se suma un escenario de ransomware en sistemas MES/SCADA que recrea el cifrado y la indisponibilidad de los sistemas de supervisión. Además, se trabaja la seguridad de las comunicaciones y la protección de datos, así como dos ejercicios centrados en la red inalámbrica: un ataque Evil Twin sobre el punto de acceso y sus clientes, y una prueba de robustez frente a ataques de denegación de servicio en Wi-fi.

Todo esto hace de la maqueta un recurso muy útil para formar personal de fábricas alimentarias en ciberseguridad industrial, reforzando la importancia de mantener la integridad y la disponibilidad de los sistemas OT y de aplicar contramedidas como contraseñas fuertes, segmentación y monitorización continua.

La célula está concebida con el objetivo de que los participantes «aprendan haciendo» en un entorno que reproduce las condiciones de una fábrica moderna. Permite comprender la arquitectura OT de la Industria 4.0, identificando la función de cada componente —PLC, buses de campo, robots, HMI, RFID, AMR— y la manera en que interactúan dentro de la pirámide de automatización. Además, ilustra la integración horizontal entre la célula de fabricación y el sistema logístico de la planta, sincronizando en tiempo real la producción con el abastecimiento y la retirada de materiales.

En el campo formativo de la ciberseguridad, ofrece un entorno controlado para identificar vulnerabilidades y amenazas típicas de los sistemas industriales reales, exponiendo al alumnado a tecnologías como EtherCAT, las interfaces de los robots o el Wi-fi industrial. Pone el acento en las diferencias entre la ciberseguridad IT y la OT, destacando la prioridad de la disponibilidad, la seguridad funcional y la resiliencia. También sirve para implementar y probar contramedidas reales: configuración de firewall industrial, segmentación en zonas, gestión segura de credenciales en PLC, robot y HMI, y activación de registros y monitorización siguiendo ISA/IEC 62443.

Los ejercicios concretos abarcan la evaluación de la segmentación y del control de accesos en la red local de la maqueta, y la detección de intrusión en el PLC y en el robot. La célula se completa con una vertiente de análisis e investigación forense en OT: a partir de un incidente simulado, el alumnado recopila evidencias —tráfico capturado, logs del PLC o del firewall, estado del robot— para diagnosticar lo ocurrido y diseñar planes de respuesta y recuperación.

La maqueta permite comprender el papel de la intralogística móvil en la Industria 4.0 y cómo los AMRs se integran en procesos productivos inteligentes para optimizar tiempos, reducir errores y flexibilizar el layout de la planta. Los participantes se familiarizan con los principios de la navegación autónoma industrial —cartografía de la planta, planificación de rutas y respuesta a obstáculos en tiempo real— y analizan la arquitectura de comunicaciones del AMR y su interacción con el resto del ecosistema OT (PLC, HMI, SCADA), con especial atención a las capas de red y a los protocolos industriales.

Su orientación práctica hace de ella un banco de pruebas idóneo para la ciberseguridad en contornos móviles y sin hilos. Se trabaja la autenticación de dispositivos, la defensa en profundidad y la segmentación segura, así como el diagnóstico de fallos en la comunicación entre el AMR y la planta y la auditoría de la trazabilidad.

Los ejercicios propuestos son cuatro. El primero es un ataque Man-in-the-Middle sobre la red Wi-fi entre el sistema central y el AGV, mediante un Evil Twin lanzado con Airgeddon y configurado para atacar únicamente el robot, evitando impactos colaterales. El segundo es la suplantación del AGV. El tercero abarca ataques de denegación de servicio e interferencias de radio sobre la red inalámbrica. El cuarto se centra en la detección de comportamientos anómalos mediante IDS, monitorizando el espectro inalámbrico y correlacionando eventos. En conjunto, la maqueta desarrolla competencias para proteger dispositivos móviles industriales frente a amenazas reales.

El maletín reúne en un formato reducido los elementos esenciales de una célula industrial, por lo que resulta especialmente útil para la docencia móvil y las demostraciones en movilidad. Permite familiarizarse con la arquitectura básica de control industrial Siemens, abarcando la programación del PLC, el manejo del HMI y la gestión de señales físicas. También es un banco de pruebas para desarrollar competencias en el diseño y en la prueba de redes OT seguras, gracias al switch y al firewall integrados.

Como el resto de las maquetas, trabaja la segmentación lógica de la red y el control de acceso, simulando zonas de operación y conduits alineados con el IEC 62443, y habilita la conexión segura con otras maquetas para comprobar en tiempo real el intercambio de datos entre redes OT separadas bajo políticas de seguridad. Su objetivo último es ofrecer un entorno seguro y controlado para realizar pruebas reales de ciberseguridad OT allá donde sea necesario.

Los ejercicios prácticos incluyen una simulación de escaneo de red y protección con firewall sobre el PLC, el HMI y los equipos de red, empleando herramientas como PLCScan y Nmap, ataques de fuerza bruta con Hydra, inundaciones de red con TRex y ataques Man-in-the-Middle con BetterCap y MITMProxy, complementados con el análisis mediante IDS. También contempla la modificación de tráfico entre el HMI y el PLC. Por su autonomía y tamaño, es la herramienta ideal para acercar la ciberseguridad industrial a contextos formativos diversos.