Under det senaste året har världens uppmärksamhet vänts mot ekonomiska chokepoints – med goda skäl. Iran har utövat sin kontroll över Hormuzsundet för att stöta upp den globala ekonomin, och Kina har använt sitt kommando över kritiska mineraler för att få inflytande i handelsförhandlingar. Mindre hänsyn har dock tagits till chokepoints i den digitala domänen, som kan visa sig vara lika förrädiska.
Kinesiska hackare har fått och behållit tillgång till USA:s kommunikations-, energi- och transportinfrastruktur. Målet med dessa intrång är mer än att samla in underrättelser; det lägger grunden för sabotage. Precis som Irans stängning av en viktig vattenväg har varit extremt störande och svår att komma runt, kan Kinas penetration av kritiska nätverk orsaka strömavbrott, göra vatten osäkert att dricka eller försena militär mobilisering. Faktum är att bräckligheten i USA:s kritiska infrastruktur klargjordes i somras när iranska hackare äventyrade vattenanläggningar i flera amerikanska delstater, vilket fick ett län att uppmana invånarna att koka vatten. USA:s allierade är också sårbara. Kina har brutit mot sjukhus i Taiwan, elnät i Indien och telekommunikationsnät i Singapore.
Som jag argumenterade i en uppsats i Utrikesfrågor förra året finns det en grundläggande asymmetri mellan Kinas auktoritära inställning till cyberförsvar och USA:s mer demokratiska metod. Amerikanska lagar och värderingar hindrar den amerikanska regeringen från att övervaka privat kommunikation och viktiga nationella nätverk på det sätt som den kinesiska regeringen gör. Peking å sin sida upprätthåller en serie brandväggar som – förutom att övervaka och censurera det kinesiska folket – skyddar kinesiska nätverk från amerikanska offensiva intrång. Och där kritisk infrastruktur i Kina är centraliserad och kontrollerad av staten, i USA ägs och drivs den av en mångfald privata aktörer med olika nivåer av cyberförsvar. Kina kan därför använda cybervapen mot USA och dess allierade med större förtroende för att de kan stå emot vedergällning.
Artificiell intelligens kommer sannolikt att förvärra denna asymmetri. Även om tekniken har revolutionerat både offensiva och defensiva cyberoperationer, tenderar den att gynna angripare mer. Eftersom AI skulle kunna gynna Kina oproportionerligt mycket, har USA desto större anledning att använda tekniken för att förbättra sitt cyberförsvar. För ett år sedan var det i princip endast möjligt att använda AI för att försvara kritisk infrastruktur i stor skala. Idag är det möjligt i praktiken, eftersom framsteg inom AI har sänkt kostnaderna för att säkra amerikansk kritisk infrastruktur.
För att utrota Pekings digitala chokepoints innan de beväpnas måste Washington, AI-laboratorier och infrastrukturoperatörer proaktivt stresstesta kritiska system, såsom anläggningar och nät som betjänar storstäder eller militärbaser, mot banbrytande AI-modeller. Att göra det skulle avslöja årtionden av ackumulerade amerikanska sårbarheter och erbjuda en guide till hur man åtgärdar dem. Utan en sådan förståelse kommer USA att fortsätta att förlora cyberkriget till Kina.
EN NY GRÄNS
Ekonomier och militärer körs ofta på digital infrastruktur som inte byggdes för de uppgifter de utför idag, vilket gör dem till attraktiva och tillgängliga mål för sabotage. Det är delvis därför framtidens krig sannolikt kommer att utspela sig inom cyberdomänen. USA:s infrastruktur är särskilt sårbar. Dess kraftverk och pipelines körs på decennier gammal hårdvara som är designad för fysisk tillförlitlighet, inte digitalt försvar. De saknar ofta loggnings-, kryptering- eller patchningsmöjligheter som skapar lager av skydd.
När amerikanska verktyg moderniserades kopplades deras äldre utrustning till datornätverk och molntjänster för fjärrövervakning. Detta skapade en mängd möjligheter för hackare. Innan internet kom kunde en sabotör ha behövt plantera sprängämnen för att förstöra en gasledning. Idag kan en vandal kanske stänga av en genom att hacka sig in i en dåligt säkrad router som sitter på ett företagskontor.
För att göra saken värre, tills nyligen hade amerikanska elbolag få incitament eller krav för att stärka säkerheten. Innan utvecklingen av AI krävdes en manuell, dyr teknisk analys för att fastställa systemrisker. Och före 2021 fanns det få, om några, cybersäkerhetsbestämmelser för kritisk infrastruktur. Biden-administrationen fastställde baslinjestandarder för rörledningar, hamnar, flygplatser och vattensystem, som att kräva att operatörer implementerar multifaktorautentisering och slutpunktsövervakning.
USA:s infrastruktur är särskilt sårbar.
I takt med att AI har utvecklats har cyberattacker blivit farligare. Faktum är att OpenAI och Anthropic erkände i somras att deras modeller redan har hackat andra företag utan mänsklig riktning. Rogue AI kan göra det svårare att avskräcka en statligt sponsrad cyberattack eftersom den erbjuder angriparen rimlig förnekelse. Om ett land som drabbats av offer inte är säker på att en strejk har regisserats av en motståndare, eller till och med avsiktligt överhuvudtaget, kan det vara mer tveksamt att hämnas. Dessutom måste USA skydda sig från möjligheten att AI från ett amerikanskt företag, på eget initiativ, attackerar amerikansk infrastruktur.
Men precis som AI kan förbättra cyberattacker, kan det också göra det lättare att montera ett cyberförsvar. Tekniken är tillräckligt avancerad för att syntetisera en enorm mängd data för att modellera infrastruktursystem och hoten mot dem. Ett allmännyttigt företag skulle kunna använda AI för att skapa en virtuell kopia av sina fysiska system, känd som en digital tvilling, som använder sensorer och data för att spegla beteendet och prestandan hos sin motsvarighet i den verkliga världen. En digital tvilling lär sig så småningom hur ett systems normala verksamhet ser ut. Det kan lokalisera svagheter och flagga ovanlig aktivitet, potentiellt upptäcka skadlig programvara. Dagens AI-modeller har förmågan att generera digitala tvillingar med varierande noggrannhet och sofistikering. På samma sätt som Waymos metod för att testa sina autonoma system bygger på miljontals simuleringar med ökande detaljer och kostnader, kan ett energibolag som bygger en digital tvilling förfina dess granularitet över tiden.
Om spänningarna ökar med en motståndare, till exempel, kan USA modellera potentiella attacker på sitt eget nät för att ta reda på vilka sårbarheter, om de utnyttjas, som skulle orsaka mest förödelse. När USA försökte förbereda sig på möjligheten av ryskt sabotage 2022 kunde man inte enkelt avgöra vilka av dess svagheter som kunde användas för att störa ett elnät eller vattenanläggning i mer än 24 timmar eller vilka investeringar i cybersäkerhet som skulle vara mest effektiva för att förhindra kaos. Idag, med hjälp av digitala tvillingar, är det möjligt att ta reda på dessa brister och prioritera korrigeringar.
KOLKOPIERING
Washington har nu tekniken för att skydda sina kritiska system, men de måste övervinna hindren för att distribuera den, inklusive den decentraliserade karaktären hos amerikansk infrastruktur, hur juridiskt ansvar fördelas och de höga kostnaderna för att uppgradera cybersäkerhet, som har lidit av årtionden av underinvesteringar. I hela USA finns det mer än 4 500 offentliga vattensystem, 3 000 elbolag och tusentals oberoende rörledningar och telekomoperatörer. Och de privata företagen och kommunerna som driver de flesta av dessa enheter är tveksamma till att hitta och dela information om sina nätverk eftersom avslöjanden av ett fel eller en oparpad sårbarhet kan utsätta dem för statliga böter eller stämningar som hävdar vårdslöshet. Men utan sådana data kan digitala tvillingar inte fungera korrekt.
Den amerikanska regeringen måste anta ett samordnat, nationellt tillvägagångssätt för att bygga digitala tvillingar för de mest kritiska av amerikanska infrastruktursystem – som de som betjänar hamnar, stora befolkningsgrupper eller militärbaser – och se till att dessa proxyservrar är en trogen kopia. Tillvägagångssättet bör förändra hur regeringen och den privata sektorn samarbetar och utnyttja de incitament som både gränsöverskridande AI-labb och infrastrukturföretag har att investera i digitala tvillingar.
Under det senaste året, när frontier AI-laboratorier har släppt kraftfullare modeller, har det blivit allt svårare att skapa pussel som är tillräckligt komplexa för att mäta avancerade AI-förmågor. Digitala tvillingar av verklig infrastruktur kan ge en mer effektiv testmiljö för frontiermodeller – och fungerar som ett nytt cybergym. AI-företag har därför en anledning att subventionera byggandet och underhållet av digitala tvillingar eftersom de kan användas för att utvärdera säkerheten hos outgivna modeller mot verkliga system. Infrastrukturägare skulle i sin tur gynnas av att se deras nätverksförsvar undersökas av den senaste tekniken, till minimal kostnad.
USA behöver ett säkert utrymme för att köra sådana simuleringar. Department of Energy, tillsammans med Center for AI Standards and Innovation vid Department of Commerce, skulle kunna samarbeta med AI-företag för att etablera en säker, luftig nationell enklav för kontinuerlig testning av kritisk infrastruktur. Verktygsägare och operatörer över hela landet skulle kunna ladda upp digitala tvillingar av sina nätverk till denna enklav och enklavens AI-agenter skulle ständigt stresstesta verktygssystem och erbjuda rekommendationer för de högst prioriterade cybersäkerhetsfixarna. Alla uppdagade buggar kan informera Gold Eagle, ett initiativ som Vita huset etablerade i somras för att samordna att hitta och åtgärda sårbarheter i amerikanska nätverk. Patchar kan också delas med allierade för att bygga upp förtroende för det amerikanska AI-ekosystemet och uppmuntra allierade att använda amerikanska modeller.
Rogue AI kan göra det svårare att avskräcka en statligt sponsrad cyberattack.
För att locka kraftägare och operatörer att delta bör kongressen ge dem en laglig säker hamn – inklusive skydd från stämningar från företag eller personer de tjänar – för att hitta svagheter eller bevis på missbruk som ett resultat av att data matas in i auktoriserade nationella försvars AI-plattformar. Kongressen bör också hjälpa till att täcka kostnaderna för att åtgärda brister eller eliminera utländska fotfästen som upptäcks genom att upprätta en pool av pengar, som bygger på EPA:s medel, som skulle utfärda bidrag för att korrigera omedelbara högriskfel, tillsammans med långfristiga nollräntelån för större kraftbolag att genomföra djupa översyner. Dessutom kan ideella eller privata program, som OpenAI’s Daybreak, överväga att utfärda bidrag för att täcka kostnaderna.
Den federala regeringen måste också ändra hur den bedriver tillsyn. Idag bedömer det allmännyttiga företag baserat på deras efterlevnad av juridiska standarder som ofta släpar efter framstegen inom hacking. Ett bättre sätt skulle vara att bedöma elnätsoperatörer på hur lång tid det tar för dem att stoppa en cyberattack. Över tid bör till exempel dessa operatörer åläggas att visa, via en simulering med en digital tvilling, att de kan isolera en attack inom en rimlig tidsram.
Även om sådana statliga ansträngningar är värda besväret kommer de att ta tid att förverkligas. Under tiden bör branscher som är mest utsatta för beväpning av digitala chokepoints, såsom sjukhus och banker, arbeta tillsammans för att pressa sina viktigaste leverantörer att använda AI för att åtgärda luckor i deras cybersäkerhet. Genom att samordna genom analyscenter för informationsutbyte – organisationer som fungerar som grannskapsbevakning för en viss bransch och erbjuder visst juridiskt skydd – kan företag trycka på för åtgärder genom avtalsenliga medel.
Framsteg inom AI erbjuder USA och dess allierade sin första riktiga möjlighet på många år att komma ikapp Kina på cyberfronten. Tekniken för att kartlägga och försvara kritiska amerikanska och allierade system kommer snabbare än väntat. Det ultimata måttet på USA:s motståndskraft inför digitala kinesiska chokepoints kommer inte att vara den råa förmågan hos AI-modeller utan USA:s institutioners vilja att använda dem – innan en motståndare orsakar en stor störning i amerikanska liv.