Razvoj tehnologije informacione sigurnosti industrijskog kompjuterskog upravljačkog sistema konstantno se razvija sa razvojem sistema industrijske automatizacije. Trenutni trend razvoja sistema automatizacije je digitalizacija, inteligencija, umrežavanje i interakcija ljudi{0}}računara, a istovremeno se više IT tehnologije primjenjuje na tradicionalno logičko upravljanje i digitalno upravljanje. U budućnosti će se informatička sigurnosna tehnologija industrijskog kontrolnog sistema dalje oslanjati na tradicionalnu IT tehnologiju kako bi postala inteligentnija i umreženija i postala nezamjenjiv dio kontrolnog sistema. Slično ruti istraživanja i razvoja proizvoda za informacijsku sigurnost tradicionalnog IP Interneta, proizvodi za informacijsku sigurnost sistema industrijske kontrole će pronaći tačku konvergencije između informacione sigurnosti i kontrole industrijske proizvodnje, formirajući sistem proizvoda sa karakterističnim karakteristikama industrijskog kontrolnog sistema sigurnog unosa, sigurnosna kontrola i siguran izlaz. .
Sigurnost industrijske kontrole uzima u obzir funkcionalnu, fizičku i informatičku sigurnost
Sigurnost industrijskog sistema kontrole obično se može podijeliti na tri aspekta, a to su funkcionalna sigurnost, fizička sigurnost i sigurnost informacija.
Funkcionalna sigurnost je da kako bi se postigle sigurnosne funkcije opreme i postrojenja, sigurnosni-dijelovi zaštićene i kontrolne opreme moraju ispravno obavljati svoje funkcije, a kada dođe do kvara ili kvara, oprema ili sistem moraju i dalje održavati sigurno stanje ili ulazak u sigurno stanje.
Fizička sigurnost je smanjenje opasnosti uzrokovanih faktorima kao što su električni udar, požar, zračenje, mehaničke opasnosti i hemijske opasnosti.
Definicija informacione sigurnosti za industrijske upravljačke sisteme u IEC 62443 glasi: "Mjere koje se poduzimaju za zaštitu sistema; stanje sistema dobijeno uspostavljanjem i održavanjem mjera za zaštitu sistema; sposobnost da bude slobodan od neovlaštenog pristupa sistemskim resursima i neovlaštena ili slučajna promjena, uništenje ili gubitak; na osnovu sposobnosti kompjuterskog sistema, može osigurati da neovlašteno osoblje i sistemi ne mogu ni modificirati softver i njegove podatke, niti pristupiti funkcijama sistema, ali osigurati da ovlašteno osoblje i sistemi nisu blokirani ; spriječiti pristup industrijskim kontrolnim sistemima Nezakonito ili štetno upadanje, ili ometanje njegovog pravilnog i planiranog rada."
Definicije i konotacije tri vrste sigurnosti su prilično različite.
Funkcionalna sigurnost, koncept nivoa sigurnosnog integriteta koristi se skoro 20 godina. Specifikacije funkcionalne sigurnosti zahtijevaju da se sigurnost komponente ili sistema obično izražava kao jedan broj, a ovaj broj je zaštitni faktor zasnovan na stopi otkaza komponente ili sistema koji je predložen za zaštitu zdravlja ljudi, sigurnosti proizvodnje i sigurnosti okoliša.
Fizička sigurnost, zaštitni elementi su uglavnom definirani nizom sigurnosnih proizvodnih operativnih specifikacija. Vlade, preduzeća i industrijske organizacije općenito ograničavaju standardizaciju-funkcionisanja industrijskih sistema na licu mjesta kroz potpune sigurnosne procedure proizvodnje, osiguravaju sljedivost nesreća i pojašnjavaju odgovornosti relevantnog osoblja. Upravljački i institucionalni faktori su glavni načini zaštite fizičke sigurnosti. .
Metoda evaluacije informacione sigurnosti industrijskog upravljačkog sistema razlikuje se od evaluacije funkcionalne sigurnosti. Iako su svi oni namijenjeni zaštiti zdravlja osoblja, sigurnosti proizvodnje ili sigurnosti okoliša, nivo integriteta sigurnosti upotrebe funkcionalne sigurnosti izračunava se na osnovu mogućnosti slučajnog kvara hardvera komponente ili sistema, a sistemi informacione sigurnosti imaju širi spektar primjena. , i još mnogo mogućih uzroka i posljedica. Faktori koji utiču na sigurnost informacija su veoma složeni i teško ih je opisati jednostavnim brojem. Međutim, koncept funkcionalne sigurnosti u punom životnom ciklusu je također primjenjiv na informacionu sigurnost, a upravljanje i održavanje informacione sigurnosti također se mora provoditi u ciklusima.
Razlika između sigurnosti industrijske kontrole i sigurnosti informacija o mreži
Razlike između informacione sigurnosti industrijskog kontrolnog sistema i tradicionalne IP informacione mrežne sigurnosti su: 1. Različiti sigurnosni zahtjevi, 2. Razlike između sigurnosnih zakrpa i mehanizama za nadogradnju, 3. Razlike u performansama u realnom-vremenu i 4. Razlike u prioriteti sigurnosne zaštite , 5. Razlike u prilagodljivosti tehnologije sigurnosne zaštite.
Generalno, tradicionalna IP informaciona mreža se razvila u relativno zrele tehnologije i principe dizajna (autentifikacija, kontrola pristupa, integritet informacija, odvajanje privilegija, itd.), koji nam mogu pomoći da sprečimo i odgovorimo na napade na industrijske sisteme kontrole. Tradicionalno, međutim, istraživanje sigurnosti kompjuterskih informacija fokusira se na zaštitu informacija, a istraživači ne razmatraju kako napad utiče na algoritme evaluacije i kontrole i na kraju kako napad utiče na fizički svijet.
Različiti postojeći alati za sigurnost informacija mogu obezbijediti neophodne mehanizme za sigurnost kontrolnih sistema. Ovi pojedinačni mehanizmi nisu dovoljni za duboku kontrolu zaštite. Duboko razumijevanjem procesa interakcije između kontrolnih sistema i stvarnog fizičkog svijeta, istraživači treba da se razvijaju u budućnosti. Posao bi mogao biti:
1. Bolje razumijevanje posljedica napada: Do sada nije bilo-dubinske studije o šteti koju napadač može uzrokovati ako dobije neovlašteni pristup nekom kontrolisanom mrežnom uređaju.
2. Dizajnirajte novi algoritam za otkrivanje napada: Razumevanjem kontrolnog ponašanja fizičkog procesa i na osnovu komandi kontrole procesa i senzorskih merenja, moguće je identifikovati da li napadač pokušava da ometa kontrolu ili podatke senzora.
3. Dizajnirajte novi anti-algoritam otpornosti na napade i arhitekturu: Kada se otkrije ponašanje napada na industrijski kontrolni sistem, kontrolna komanda se može promijeniti na vrijeme kako bi se povećala otpornost kontrolnog sistema i smanjili gubici.
4. Dizajnirajte tehnologiju autentikacije identiteta i lozinke prikladnu za terensku opremu industrijskog SCADA sistema: Trenutno, neke zrele, složene i robusne tehnologije lozinki obično ne mogu da dovrše funkciju kontrole pristupa u terenskoj opremi industrijskog kontrolnog sistema. Glavni razlog je taj što je lozinka previše složena. Mehanizmi mogu predstavljati rizik da ometaju brzu reakciju hitnih procedura u hitnim slučajevima. Stručnjaci iz oblasti industrijskog automatskog upravljanja općenito vjeruju da je relativno slabe mehanizme lozinki (kao što su zadane lozinke, fiksne lozinke, pa čak i prazne lozinke, itd.) lakše pogoditi, prenijeti itd. dodatni uticaj.
5. Razvijte sigurnosne tehnologije zaštite industrijskog SCADA sistema sa jačom hardverskom kompatibilnošću: tehnologije sa jakim mogućnostima sigurnosne zaštite u tradicionalnim IT mrežama podataka, kao što su autentikacija identiteta, autentifikacija, enkripcija, detekcija upada i tehnologije kontrole pristupa, općenito naglašavaju okupaciju više mreža. , performanse procesora i memorijski resursi, koji su vrlo ograničeni u opremi industrijskog sistema upravljanja, koji su prvobitno bili dizajnirani za obavljanje specifičnih zadataka na terenu, općenito su jeftini-niski-procesorski uređaji. Štaviše, neki veoma zastareli procesori (kao što je procesor Intel 8088 proizveden 1978. godine) se još uvek koriste u kontrolnim uređajima energetskih industrijskih sistema kao što su snabdevanje naftom i vodom. Stoga je teško implementirati mainstream tehnologije zaštite informacija u takvim uređajima bez značajnog degradiranja performansi industrijskih uređaja za kontrolu polja.
6. Razviti sigurnosne zaštitne tehnologije kompatibilne sa više operativnih sistema ili softverskih platformi: Mehanizmi tehnologije sigurnosti informacija u tradicionalnim IT mrežama podataka, uglavnom za rješavanje problema sigurnosti informacija na platformama opće{1}}operativnih sistema kao što su Windows, Linux i Unix . U oblasti industrijskih SCADA sistema, industrijski SCADA sistemski uređaji na-lokaciji obično koriste ne-javne operativne sisteme (ponekad se nazivaju firmver), namjenske softverske platforme (kao što je GE, itd.) koje nezavisno razvija dobavljači opreme (ABB, Siemens, Honeywell, itd.). iFix, itd.) za dovršavanje specifičnih funkcija upravljanja industrijskim procesom. Stoga, kako razviti, implementirati, pa čak i nadograditi tehnologije zaštite informacija o sigurnosti na ne-univerzalnim operativnim sistemima i softverskim platformama, ključno je pitanje koje treba riješiti u budućnosti industrijske sigurnosti informacija SCADA sistema.
Uspostavite sistem zaštite prije{0}}događaja,-i poslije{2}}događaja
Konotacija, zahtjevi i ciljne karakteristike informacione sigurnosti industrijskog upravljačkog sistema određuju potrebu za nekim posebnim tehnologijama i mjerama informacione sigurnosti. U procesu industrijske proizvodnje, IED-ovi, PLC-ovi, RTU-ovi, kontroleri, komunikacijski procesori, SCADA sistemi i različiti praktični, Koriste se ili konfiguriraju u različitim vrstama programabilne digitalne opreme za postizanje cilja sigurnosne funkcije osiguravanja proizvodnje, kontrole i upravljanja industrijskom kontrolom sistemi. Osnovna tehnologija informacione sigurnosti svih sistema automatske kontrole je kontrola pristupa i autentikacija identiteta korisnika. Na osnovu toga, razvijene su neke tehnologije za zaštitu sigurnosti komunikacionih paketa podataka pomoću sondi, enkripcije kanala, verifikacije paketa podataka i autentifikacije. Da bi se realizovala informaciona sigurnost sistema industrijske kontrole pod pretpostavkom funkcionalne bezbednosti, neophodno je izgraditi sveobuhvatan sistem upravljanja i sveobuhvatne bezbednosne zaštite tehnološkog sistema za informacionu bezbednost sistema industrijske kontrole pre, za vreme i posle događaja.
1. Napredna odbrambena tehnologija
Pred{0}}odbrambena tehnologija je važan dio industrijskog kontrolnog sistema tehnologije zaštite informacija. Trenutno postoje mnoge zrele osnovne tehnologije koje se mogu koristiti: kontrola pristupa/namjenski firewall za industrijsku kontrolu, autentifikacija identiteta, ID oprema, biometrijska-tehnologija identifikacije zasnovana na biometriji, sigurni modemi, tehnologija šifriranja, infrastruktura javnog ključa (PKI) , virtuelna lokalna mreža (VPN).
2. Tehnologija odgovora na događaj
Tehnologija otkrivanja upada (IDS) je veoma efikasna u identifikaciji unutrašnjih pogrešnih operacija i spoljnih napadača koji pokušavaju da dobiju interni pristup. U stanju je otkriti i identificirati namjeru internih ili eksternih korisnika da poremete mrežu. IDS dolaze u dva uobičajena oblika: sistemi za detekciju digitalnog potpisa i sistemi za otkrivanje nepravilnosti. Uljezi često napadaju digitalne potpise kako bi dobili pristup sistemu ili ugrozili integritet mreže. Sistem detekcije digitalnog potpisa upoređuje trenutne karakteristike napada sa bazom podataka poznatih karakteristika napada i na kraju utvrđuje rezultat poređenja prema odabranoj osjetljivosti. Zatim se, prema rezultatu poređenja, utvrđuje pojava ponašanja napada, kako bi se blokiralo ponašanje napada i obavijestio sistem administrator da je trenutni sistem napadnut. Tehnologija otkrivanja nepravilnosti određuje pojavu upada i upozorava administratore sistema upoređujući razliku između pokretanog ponašanja sistema i normalnog ponašanja sistema. Na primjer, IDS može otkriti abnormalnu aktivnost sistema u ponoć ili težak pristup I/O portu iz vanjske mreže. Kada dođe do abnormalne aktivnosti, IDS može blokirati napade i upozoriti administratore sistema.
Oba gore navedena IDS sistema imaju svoje prednosti i nedostatke, međutim, svi imaju isti problem - kako podesiti osjetljivost detekcije. Visoka osjetljivost će uzrokovati lažne alarme za upad, a IDS će izvršiti odgovarajuće sistemske radnje za svaki upadni alarm. Stoga, previše lažnih alarma za upad ne samo da će uništiti neke neophodne funkcije normalnog sistema, već će uzrokovati i veliku štetu sistemu. dodatno opterećenje. Niska osjetljivost će učiniti da IDS neće moći otkriti pojavu nekih ponašanja upada, tako da će IDS zatvoriti oči na neka ponašanja upada, tako da uljez može uspješno ući u sistem i uzrokovati nepredvidive gubitke.
3. Forenzička tehnologija nakon-događaja
Mehanizam evidencije revizije je datoteka koja bilježi informacije o autentifikaciji i druge karakteristične informacije legalnih i ilegalnih korisnika, i jedna je od glavnih forenzičkih tehnologija nakon-događaja za sigurnost informacija u industrijskom sistemu kontrole. Stoga svaki pristup sistemu i njegove povezane radnje treba dokumentirati. Prilikom dijagnosticiranja i revizije da li je došlo do elektronskog upada u mrežu, dnevnik revizije je jedan od bitnih kriterija prosuđivanja. Pored toga, snimanje ponašanja sistema je takođe uobičajena tehnologija za sigurnost informacija industrijskih SCADA sistema.
Ovo su neke uobičajeno korišćene i konvencionalne tehnologije u informacionoj bezbednosti industrijskih kompjuterskih upravljačkih sistema, a postoje i neke posebne ključne tehnologije u procesu implementacije informacione bezbednosti industrijskog upravljačkog sistema.
