Digital Twins come arma a doppio taglio nella sicurezza informatica: la minaccia invisibile

Nel panorama in rapida evoluzione della sicurezza informatica, emerge una tecnologia tanto promettente quanto potenzialmente pericolosa: i Digital Twins.

Alla 13ª Cyber Crime Conference, il prof. Fabrizio Baiardi (ordinario di Informatica presso l’Università di Pisa e coordinatore del gruppo Risk assessment & management) ha offerto una prospettiva illuminante su questa tecnologia emergente, esplorando le sue applicazioni benefiche e le sue potenzialità malevole.

Il Digital Twin – come ha spiegato Baiardi – rappresenta essenzialmente una replica virtuale di un sistema fisico o informatico, una rappresentazione che cattura gli elementi salienti necessari per analizzare determinati fenomeni.

«Un digital twin è fondamentalmente un modello di qualcosa che può essere un sistema fisico, un sistema informatico, una città», ha illustrato il professore. «È un modello, quindi racconta qualcosa; ma non tutto. Racconta le cose che ci sembrano importanti per analizzare un certo fenomeno».

La caratteristica distintiva di questa tecnologia risiede nella sua natura digitale, che consente agli analisti di condurre esperimenti complessi senza interagire direttamente con i sistemi reali.

Questa virtualizzazione consente un’accelerazione notevole nei processi di analisi, permettendo l’applicazione di metodologie avanzate come la simulazione Monte Carlo, in cui gli esperimenti vengono ripetuti migliaia di volte per catturare tutte le sfumature probabilistiche del sistema modellato.

Guarda il video completo dell’intervento di Fabrizio Baiardi alla Cyber Crime Conference 2025:

Security Twins: anatomia digitale della vulnerabilità

Entro il dominio della sicurezza informatica, il professore ha introdotto il concetto più specifico di “Security Twin”, architettura che comprende un inventario meticoloso del sistema informatico in esame. Tale rappresentazione non si limita a catalogare componenti hardware e software ma si estende fino a includere gli utenti, rappresentati come elementi integrali del sistema.

Un Security Twin traccia una mappa dettagliata delle vulnerabilità di ciascun componente, delle interconnessioni sia logiche sia fisiche e, persino, delle probabilità associate al successo di determinati vettori d’attacco.

«Questo inventario è arricchito ed è quello che vi permette di studiare la sicurezza informatica di quel sistema», ha spiegato Baiardi; nonché «qual è il modo più efficace per attaccare quel sistema». Ciò rende il Security Twin uno strumento inestimabile, le cui potenzialità si estendono ben oltre il semplice monitoraggio passivo.

Costruito attraverso processi automatici o semiautomatici, oppure mediante interviste mirate e deployment di sensori specializzati, il Security Twin rappresenta un patrimonio informativo di inestimabile valore, che richiede pertanto protezioni adeguate; anche perché, come ha sottolineato il professore, se queste informazioni cadessero nelle mani sbagliate le conseguenze potrebbero essere devastanti.

L’arsenale invisibile: Digital Twins come vettori di attacco

In merito, la presentazione ha anche esplorato il potenziale malevolo dei Digital Twins.

«Se rubano il digital twin del flusso del traffico» ha avvertito il professore, «è possibile capire molto semplicemente come provocare una congestione». Questa conoscenza approfondita di un sistema ne rivela infatti anche le fragilità nascoste, trasformando un tool di analisi in un potenziale e formidabile strumento di sabotaggio.

Particolarmente inquietante è l’applicazione di questa tecnologia allo sviluppo di armi cyber autonome, che la presentazione definisce come entità informatiche capaci di auto-replicarsi per superare o aggirare gli ostacoli che incontrano: «sono sostanzialmente dei worm che, ogni volta che hanno un dubbio, lo risolvono replicandosi e diffondendosi in una rete informatica fino a raggiungere i loro bersagli», ha spiegato il professore.

Per simili armi informatiche un Digital Twin rappresenta una sorta di mappa del tesoro, fornendo una guida dettagliata verso gli obiettivi designati.

«Queste armi, se mirate, quindi con un buon insieme di informazioni su dove colpire, sono estremamente efficaci» ha osservato il relatore, richiamando l’esempio di Stuxnet, un’arma informatica la cui efficacia derivava proprio dalla descrizione accurata del suo bersaglio.
Al contrario, quando questa descrizione è imprecisa – come nel caso di NotPetya – gli effetti degli attacchi possono essere «devastanti, disastrosi e soprattutto inutili per chi li ha lanciati».

La simulazione dell’avversario: un duello digitale

L’approccio metodologico che Baiardi propone raggiunge la massima sofisticazione nella cosiddetta Adversary Simulation (o “simulazione dell’avversario”), in un processo che comporta la creazione di un secondo Digital Twin a rappresentare non il sistema da proteggere bensì l’attaccante, riproducendone capacità, caratteristiche e strategie.

«Facciamo scontrare in una piattaforma informatica i due digital twins» ha spiegato lo speaker descrivendo un “duello virtuale” che simula con precisione le dinamiche di un attacco reale.
Il professore ha altresì ricordato come questa metodologia si allinei alle richieste del regolamento DORA, a partire dal quale si è superato il ricorso a penetration test generici per esigere test più specifici, al fine di emulare avversari ben definiti.

Secondo il relatore, che pure ne rileva l’adozione tardiva («ci abbiamo messo vent’anni a fare questo passo…») tale evoluzione normativa rappresenta «un passo nella giusta direzione».

L’automazione dell’intrusione: quando il virtuale diventa reale

La ricerca del gruppo del prof. Baiardi si spinge oltre la semplice simulazione, andando verso la creazione di sistemi che automatizzano le intrusioni basandosi sulle informazioni raccolte dai Digital Twins.

«Se ho i dati del Twin e ho fatto le mie simulazioni, posso costruire un sistema che mi permette di automatizzare le intrusioni» ha dettagliato il professore, descrivendo una tecnologia che potrebbe rivoluzionare – nel bene e nel male – il tradizionale approccio alla sicurezza informatica.

Questo sistema di supporto alle decisioni può suggerire percorsi ottimali per navigare attraverso le vulnerabilità di un sistema, con diversi livelli di automazione a seconda delle necessità contingenti. «Il livello di automazione dipende dall’utente» ha precisato il relatore, «che può automatizzare step by step oppure specificare un obiettivo più ampio e lasciare che il sistema compia autonomamente più passaggi».

La capacità di automazione rappresenta forse l’applicazione più pericolosa dei Digital Twins nel campo della sicurezza informatica, trasformando informazioni statiche in azioni cinetiche, capaci di compromettere sistemi reali anche con un intervento umano minimo.

L’intelligenza artificiale: limiti e prospettive

In un’epoca dominata dall’entusiasmo per l’AI, Baiardi ritiene opportuna una nota di cautela.

«Devo dare una cattiva notizia a tutti gli amanti dell’intelligenza artificiale», ha affermato il professore, aggiungendo che essa «è molto brava a prendere decisioni locali» – come suggerire la vulnerabilità più efficace per attaccare un nodo specifico – ma mostra limiti significativi quando si tratta di pianificare strategie di penetrazione più complesse.

«Se le chiedi quale è il modo migliore per penetrare una rete» ha specificato il professore «diventa improvvisamente “allucinata” e non ti può aiutare». Il problema fondamentale, secondo il professore, risiede nella carenza di dati di addestramento: «mancano dei dati che l’aiutino a formarsi per capire come si possono condurre gli attacchi».

L’innovativa soluzione proposta per superare questo limite è utilizzare le simulazioni basate sui Digital Twins per generare dati sintetici sulle strategie di attacco. «Abbiamo una quantità di dati incredibile per capire come si attacca un sistema» ha ribadito il professore, anticipando l’evoluzione verso strumenti di intelligenza artificiale più efficaci nel campo della cybersecurity.

La dualità etica dei Digital Twins nella sicurezza informatica

Nelle riflessioni conclusive della sua presentazione il relatore è tornato a sottolineare la duplice natura dei Digital Twins, definendoli «una preziosa sorgente di dati che possiamo utilizzare sia in maniera maliziosa contro gli avversari, sia in maniera benefica per capire come i nostri sistemi possono essere attaccati».

Tale intrinseca dualità rappresenta forse la sfida più significativa posta da questa tecnologia emergente: i medesimi strumenti che possono rafforzare le nostre difese, nelle mani sbagliate, possono trasformarsi in armi sofisticate. Se infatti i Digital Twins offrono una visione senza precedenti delle vulnerabilità dei nostri sistemi, questa stessa risorsa – se compromessa – può guidare attacchi dalla precisione quasi chirurgica.

La ricerca di Baiardi ci ricorda che ogni innovazione tecnologica porta con sé non solo nuove opportunità, ma anche nuove responsabilità. Con la loro capacità di modellare e prevedere le dinamiche dei sistemi complessi, i Digital Twins rappresentano una frontiera avanzata della sicurezza informatica; di conseguenza richiedono sia elevate competenze tecniche sia una profonda consapevolezza etica delle loro potenziali applicazioni, benefiche o malevole che siano.

In un’epoca in cui la digitalizzazione avanza inesorabile, questi gemelli invisibili continuano a evolversi: specchi virtuali dei nostri sistemi più critici, capaci di aiutarci a conoscere e rivelare le loro vulnerabilità a chiunque sappia interpretarli.

Come sempre accade nella cybersecurity, la sfida non è dunque solo tecnologica ma profondamente umana; oggi ai professionisti del settore s’impone il dovere di continuare a cercare il complesso equilibrio tra sicurezza e vulnerabilità, utilizzando la conoscenza al fine di proteggere e mai di danneggiare.