Cybersecurity in Agriculture: A Threat Analysis of Cyber-Enabled Dairy Farm Systems

Abstract

Med digital transformasjon og automatisering har cybersikkerhet blitt en kritisk faktor i ulike sektorer, inkludert melkeproduksjon. Ettersom melkegårder i økende grad tar i bruk høyteknologiske systemer, er det avgjørende å forstå og redusere potensielle trusler.

Denne masteroppgaven er en analyse av høyteknologiske melkebruk. Den identifiserer ti sammenkoblede systemer, inkludert melkesystemer, fôringssystemer og helseovervåkingssystemer for kyr. Gårdsstyringssystemet ble identifisert som det sentrale knutepunktet i dette nettverket. Ved å bruke en trusselmodeleringsverktøyet STRIDE på hvert enkelt system, ble potensielle trusler avdekket. Disse truslene kan negativt påvirke helsen til kyrne, avbryte melkeproduksjonen, og potensielt føre til betydelige økonomiske og skader på omdømme til melkeproduksjonen.

En risikovurdering ble også utført, hvor gårdsstyringssystemet fikk den høyeste risikoscoren, hovedsakelig på grunn av sin sentrale rolle og omfattende tilkoblinger til andre systemer. Dette funnet antyder at gårdsstyringssystemet kan være et primært mål for cyberangrep, og hvis dette blir kompromittert kan det føre til andre systemer blir tatt ned.

Disse funnene understreker nødvendigheten av robuste cybersikkerhetstiltak innen melkeproduksjonsindustrien for å beskytte mot potensielle cybertrusler. Videre bidrar denne studien med verdifull innsikt i det relativt uutforskede området for cybersikkerhet i melkeproduksjonen, og gir et grunnlag for fremtidig forskning på dette området.

In the era of digital transformation and automation, cybersecurity has become a critical concern in various sectors, including dairy farming. As dairy farms increasingly adopt cyber-enabled systems, understanding and mitigating potential cyber threats is crucial.

This thesis is an analysis of a cyber-enabled dairy farm. It identifies ten interconnected cyber-enabled systems, including milking, feeding, and livestock health monitoring. The farm management system (FMS) was identified as the central node in this network.

Applying a STRIDE threat analysis to each system highlighted various potential threats. These threats could negatively impact cow health, interrupt milk production, and potentially lead to significant financial and reputational damages to the dairy farming operation.

A subsequent risk assessment was conducted, with the FMS showing the highest risk score, primarily due to its central role and extensive connectivity. This finding suggests that the FMS could be a primary target for cyberattacks, and its compromise could have cascading effects on other systems. Several cyber-physical systems were also found to be at risk in this analysis.

These findings highlight the necessity for robust cybersecurity measures within the dairy farming industry to protect against potential cyber threats. Furthermore, this study contributes valuable insights into the relatively underexplored cybersecurity domain in dairy farming, providing a foundation for future research and policy development in this vital food production area.