[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,62 +2,164 @@
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id: wiki-2026-0508-scada
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title: SCADA
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category: 10_Wiki/Topics
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status: needs_review
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [P-Reinforce-AUTO-001]
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aliases: [Supervisory Control and Data Acquisition, ICS SCADA]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.9
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tags: [automation, scada, industrial, control]
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verification_status: applied
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tags: [scada, ot, ics, security, industrial]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-04-20
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github_commit: batch-reinforce-06
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inferred_by: Claude Opus 4.7 (auto-normalize 2026-05-08)
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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tech_stack:
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language: Python
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framework: OPC-UA / Modbus
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# SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
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# SCADA
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> 광범위한 산업 현장의 데이터를 실시간으로 수집하고 원격에서 제어함으로써 제조 지능화를 구현하는 중앙 통제 센터.
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## 매 한 줄
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> **"매 plant floor 의 control plane — 매 sensor → PLC → HMI → historian 의 closed loop"**. 매 1960s mainframe-based supervisory system 으로 출발 → 매 2026 cloud-connected IoT/OT 플랫폼 (AWS IoT SiteWise, Azure Digital Twins) 으로 진화. 매 critical infrastructure (power grid, water, oil&gas) 의 backbone — 매 Stuxnet/Colonial Pipeline 사태 이후 OT cybersecurity 가 국가 안보 의제.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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- **추출된 패턴:** 현장 하드웨어(PLC/RTU)와 상위 관리 시스템을 연결하여 데이터 획득 및 시각적 감시를 통합하는 루프 제어 패턴.
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- **세부 내용:**
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- 실시간 경보(Alarming) 및 데이터 로깅을 통한 장애 대응.
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- HMI(Human-Machine Interface)와 결합하여 운영자에게 직관적 조작 환경 제공.
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- 산업용 통신 프로토콜(Modbus, OPC-UA 등) 기반의 상호 운용성 확보.
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## 매 핵심
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## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & Updates)
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- **과거 데이터와의 충돌:** 고립된 폐쇄망 기반 시스템에서 현재는 클라우드 및 AI와 결합한 '개방형 스마트 팩토리' 모델로 진화.
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- **정책 변화:** 구조적 연결성(w2) 관점에서 [[3D_Web_HMI|3D_Web_HMI]] 및 [[Digital_Twin|Digital_Twin]]과의 데이터 정합성 강조.
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### 매 Architecture stack
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- **Field layer**: sensors, actuators, RTU (Remote Terminal Unit).
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- **Control layer**: PLC (Programmable Logic Controller) — Allen-Bradley, Siemens S7, Schneider M580.
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- **Supervisory layer**: SCADA server, HMI (Human-Machine Interface), historian (OSIsoft PI, AVEVA).
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- **Enterprise layer**: MES → ERP → cloud analytics.
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- **Parent:** 10_Wiki/💡 Topics/Automation
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- **Related:** [[3D_Web_HMI|3D_Web_HMI]], [[Digital_Twin|Digital_Twin]], Industrial-IoT
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- **Raw Source:** 00_Raw/2026-04-20/Industrial-Automation.md
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### 매 Protocols
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- **Legacy**: Modbus (TCP/RTU), DNP3, IEC 60870-5-104, Profibus.
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- **Modern**: OPC UA (TLS-secured, pub-sub), MQTT Sparkplug B.
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- **Time-sync**: PTP (IEEE 1588) for sub-microsecond.
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## 🤖 LLM 활용 힌트 (How to Use This Knowledge)
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### 매 응용
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1. Power grid SCADA (transmission, distribution automation).
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2. Water/wastewater treatment.
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3. Oil & gas pipeline monitoring.
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4. Manufacturing (steel, semiconductors, pharma).
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5. Smart building / HVAC.
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**언제 이 지식을 쓰는가:**
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- *(TODO)*
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## 💻 패턴
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**언제 쓰면 안 되는가:**
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- *(TODO)*
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### Modbus TCP read (Python pymodbus)
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```python
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from pymodbus.client import ModbusTcpClient
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## 🧪 검증 상태 (Validation)
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client = ModbusTcpClient('192.168.1.10', port=502)
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client.connect()
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# Read 10 holding registers from address 0
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||||
result = client.read_holding_registers(address=0, count=10, slave=1)
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if not result.isError():
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||||
print(f"Pressure (bar): {result.registers[0] / 100.0}")
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||||
client.close()
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```
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- **정보 상태:** needs_review
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- **출처 신뢰도:** A
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- **검토 이유:** *(P-Reinforce Phase 1 자동 정규화. 본문 검증 필요.)*
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### OPC UA secure client (asyncua)
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```python
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import asyncio
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from asyncua import Client
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## 🧬 중복 검사 (Duplicate Check)
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async def main():
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url = "opc.tcp://plant-scada:4840"
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||||
async with Client(url=url) as client:
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||||
await client.set_security_string(
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||||
"Basic256Sha256,SignAndEncrypt,cert.pem,key.pem"
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||||
)
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||||
node = client.get_node("ns=2;s=Reactor1.Temperature")
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||||
async for msg in node.subscribe_data_change():
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print(msg)
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||||
- **기존 유사 문서:** *(TODO: 인덱서 클러스터 리포트 참조)*
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- **처리 방식:** UPDATE (자동 정규화)
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- **처리 이유:** Phase 1 정규화 — 옛 템플릿/누락 필드 보강.
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asyncio.run(main())
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```
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## 🕓 변경 이력 (Changelog)
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### MQTT Sparkplug B publish
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```python
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import paho.mqtt.client as mqtt
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from sparkplug_b import getNodeBirthPayload, addMetric, MetricDataType
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| 날짜 | 변경 내용 | 처리 방식 | 신뢰도 |
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|------|-----------|-----------|--------|
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| 2026-05-08 | P-Reinforce Phase 1 정규화 (frontmatter + 헤더 표준화) | UPDATE | A |
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client = mqtt.Client("EdgeNode1")
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||||
client.tls_set("ca.crt")
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||||
client.connect("broker.plant.local", 8883)
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||||
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||||
payload = getNodeBirthPayload()
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||||
addMetric(payload, "Temp", None, MetricDataType.Float, 72.3)
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||||
client.publish("spBv1.0/Plant1/NBIRTH/Edge1", payload.SerializeToString())
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||||
```
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### Anomaly detection on historian stream
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||||
```python
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from river import anomaly # online learning
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||||
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detector = anomaly.HalfSpaceTrees(seed=42, n_trees=25)
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||||
for ts, val in historian_stream("Boiler.Pressure"):
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||||
score = detector.score_one({"v": val})
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||||
if score > 0.85:
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||||
alert(f"Anomaly @ {ts}: {val} (score={score:.2f})")
|
||||
detector.learn_one({"v": val})
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||||
```
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### PLC-to-cloud bridge (AWS IoT SiteWise)
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||||
```python
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||||
import boto3
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||||
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||||
sitewise = boto3.client("iotsitewise")
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||||
sitewise.batch_put_asset_property_value(entries=[{
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||||
"entryId": "e1",
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||||
"assetId": ASSET_ID,
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||||
"propertyId": PROP_ID,
|
||||
"propertyValues": [{
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||||
"value": {"doubleValue": 72.3},
|
||||
"timestamp": {"timeInSeconds": int(time.time())},
|
||||
"quality": "GOOD",
|
||||
}]
|
||||
}])
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||||
```
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||||
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||||
### Network segmentation (Purdue model)
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||||
```yaml
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# Level 0-1: field/control — air-gapped or unidirectional
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# Level 2: SCADA/HMI — restricted VLAN
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# Level 3: site operations (MES) — DMZ between OT/IT
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# Level 3.5: OT DMZ — data diode, jump host
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||||
# Level 4-5: enterprise IT — firewall enforced
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```
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Approach |
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|---|---|
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| Greenfield critical infra | OPC UA + Sparkplug B + zero-trust |
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| Brownfield Modbus plant | Protocol gateway (Kepware, HighByte) |
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| Cloud analytics needed | AWS SiteWise / Azure Digital Twins via data diode |
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| Sub-ms control loop | Keep on-prem PLC, no cloud |
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**기본값**: OPC UA over TLS + MQTT Sparkplug B + Purdue segmentation.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Industrial-IoT]] · [[Operational-Technology]]
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- 변형: [[DCS]] · [[PLC]] · [[Historian]]
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- 응용: [[Smart-Grid]] · [[Predictive-Maintenance]]
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||||
- Adjacent: [[OT-Security]] · [[Digital-Twin]] · [[Edge-Computing]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: alarm summarization, anomaly RCA from historian text, operator copilot for procedure lookup.
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**언제 X**: closed-loop control (latency, safety, determinism — never let LLM directly actuate).
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## ❌ 안티패턴
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- **Flat network**: SCADA on same VLAN as office IT — Stuxnet/Colonial Pipeline pattern.
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- **Default creds**: PLC web UI with admin/admin exposed to internet (Shodan-discoverable).
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- **Patching frozen**: "we can't patch, plant runs 24/7" — schedule maintenance windows.
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- **Cloud as primary control**: cloud should be observability/analytics, not safety-critical actuation.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (NIST SP 800-82r3, IEC 62443, OPC Foundation).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — SCADA architecture, protocols, OT security patterns |
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Reference in New Issue
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