Розвиток технології інформаційної безпеки промислової комп'ютерної системи управління постійно розвивається з розвитком системи промислової автоматизації. Сучасна тенденція розвитку систем автоматизації – це оцифровка, інтелект, мережа та взаємодія людини{0}}комп’ютера, і в той же час більше ІТ-технологій застосовуються до традиційного логічного та цифрового керування. У майбутньому технологія інформаційної безпеки промислової системи управління буде покладатися на традиційні ІТ-технології, щоб зробити її більш інтелектуальною та мережевою та стати незамінною частиною системи управління. Подібно до маршруту RD продукту інформаційної безпеки традиційного IP Internet, продукти інформаційної безпеки системи промислового управління знайдуть точку зближення між інформаційною безпекою та управлінням промисловим виробництвом, утворюючи систему продуктів з відмінними рисами промислової системи контролю безпечного введення, контроль безпеки та безпечний вихід. .
Безпека промислового контролю враховує функціональну, фізичну та інформаційну безпеку
Зазвичай безпеку промислової системи управління можна розділити на три аспекти, а саме: функціональну безпеку, фізичну безпеку та інформаційну безпеку.
Функціональна безпека полягає в тому, що для досягнення функцій безпеки обладнання та установки пов’язані з безпекою частини захищеного та керуючого обладнання повинні виконувати свої функції належним чином, а коли виникає збій або несправність, обладнання чи система повинні продовжувати підтримувати безпечний стан або перейти в безпечний стан.
Фізична безпека – це зменшення небезпек, викликаних такими факторами, як ураження електричним струмом, пожежа, радіація, механічні небезпеки та хімічні небезпеки.
The definition of information security for industrial control systems in IEC 62443 is: "The measures taken to protect the system; the system state obtained by establishing and maintaining the measures to protect the system; the ability to be free from unauthorized access to system resources and unauthorized or accidental change, destruction or loss; based on the ability of the computer system, it can ensure that unauthorized personnel and systems can neither modify the software and its data, nor access system functions, but ensure that authorized personnel and systems are not blocked; prevent access to industrial control systems Unlawful or harmful intrusion, or interference with its proper and planned operation."
Визначення та конотації трьох типів безпеки досить різні.
Функціональна безпека, концепція рівнів цілісності безпеки використовується вже майже 20 років. Специфікації функціональної безпеки вимагають, щоб безпека компонента або системи зазвичай виражалася одним числом, і це число є коефіцієнтом захисту, який базується на частоті відмов компонента або системи, запропонованої для захисту здоров’я людей, безпеки виробництва та безпеки навколишнього середовища.
Фізична безпека, елементи захисту в основному визначаються серією специфікацій безпеки виробництва. Уряди, підприємства та промислові організації загалом обмежують стандартизацію-експлуатації промислових систем на місці за допомогою повних процедур безпеки виробництва, забезпечують відстеження аварій та роз’яснюють відповідальність відповідного персоналу. Управлінські та інституційні фактори є основними способами захисту фізичної безпеки. .
Метод оцінки інформаційної безпеки виробничої системи управління відрізняється від оцінки функціональної безпеки. Хоча всі вони призначені для захисту здоров’я персоналу, безпеки виробництва або безпеки навколишнього середовища, рівень цілісності безпеки використання функціональної безпеки розраховується на основі можливості випадкового збою апаратного забезпечення компонента або системи, а системи інформаційної безпеки мають ширший спектр застосування. , і багато інших можливих причин і наслідків. Фактори, що впливають на інформаційну безпеку, дуже складні і їх важко описати простим числом. Однак концепція безпеки повного життєвого циклу функціональної безпеки також застосовна до інформаційної безпеки, а управління та підтримка інформаційної безпеки також має здійснюватися циклічно.
Різниця між безпекою промислового контролю та безпекою інформації мережі
Відмінності між інформаційною безпекою промислової системи керування та традиційною безпекою інформаційної мережі IP є: 1. Різні вимоги до безпеки, 2. Відмінності між виправленнями безпеки та механізмами оновлення, 3. Відмінності в продуктивності-у реальному часі та 4. Відмінності в пріоритети захисту безпеки , 5. Відмінності в адаптивності технології захисту безпеки.
Загалом, традиційна безпека інформаційної мережі IP розвинулась у відносно зрілі технології та принципи проектування (аутентифікація, контроль доступу, цілісність інформації, поділ привілеїв тощо), які можуть допомогти нам запобігти та реагувати на атаки на промислові системи контролю. Однак традиційно дослідження комп’ютерної інформаційної безпеки зосереджуються на захисті інформації, і дослідники не розглядають, як атака впливає на алгоритми оцінки та контролю і, зрештою, як атака впливає на фізичний світ.
Різноманітні існуючі інструменти інформаційної безпеки можуть забезпечити необхідні механізми безпеки систем управління. Цих окремих механізмів недостатньо для глибокого контролю захисту. Глибоко розуміючи процес взаємодії між системами управління та реальним фізичним світом, дослідники повинні розвивати в майбутньому. Робота може бути:
1. Краще розуміння наслідків атаки. Поки що не проводилося-поглибленого вивчення шкоди, яку може завдати зловмисник, якщо отримає несанкціонований доступ до якогось контрольованого мережевого пристрою.
2. Розробити новий алгоритм виявлення атак: розуміючи поведінку управління фізичного процесу та на основі команд керування процесом і вимірювань датчика, можна визначити, чи намагається зловмисник втрутитися в дані контролю чи датчиків.
3. Розробити новий алгоритм і архітектуру стійкості до-атак: коли виявлено поведінку атаки промислової системи керування, команду керування можна вчасно змінити, щоб підвищити стійкість системи керування та зменшити втрати.
4. Розробити технологію аутентифікації і паролів, яка підходить для польового обладнання промислової системи SCADA: на даний момент деякі зрілі, складні та надійні технології паролів зазвичай не можуть виконати функцію контролю доступу в польовому обладнанні промислової системи управління. Основна причина полягає в тому, що пароль занадто складний. Механізми можуть зашкодити швидкому реагуванню екстрених процедур у надзвичайній ситуації. Фахівці в галузі промислового автоматичного керування зазвичай вважають, що відносно слабкі механізми паролів (наприклад, паролі за замовчуванням, фіксовані паролі і навіть порожні паролі тощо) легше вгадати, передати тощо.
5. Розробити технології захисту промислової системи SCADA з більшою апаратною сумісністю: технології з потужними можливостями захисту безпеки в традиційних мережах даних ІТ, такі як аутентифікація особи, аутентифікація, шифрування, виявлення вторгнень і технології контролю доступу, як правило, підкреслюють зайнятість більшої кількості мереж. , продуктивність процесора та ресурси пам’яті, які дуже обмежені в промисловому обладнанні системи керування, яке спочатку було розроблено для виконання конкретних польових завдань, як правило, є недорогими-пристроями з низькими цінами-. Більше того, деякі дуже застарілі процесори (наприклад, процесор Intel 8088 виробництва 1978 року) досі використовуються в пристроях керування енергетичними промисловими системами, такими як нафто- та водопостачання. Тому важко розгорнути основні технології захисту інформаційної безпеки в таких пристроях без значного погіршення продуктивності промислових польових пристроїв керування.
6. Розробляйте технології захисту безпеки, сумісні з кількома операційними системами або програмними платформами: механізми інформаційної безпеки в традиційних мережах даних ІТ, головним чином для вирішення проблем інформаційної безпеки на платформах загального{1}}операційних систем, таких як Windows, Linux та Unix . У сфері промислових систем SCADA на-пристроях промислових систем SCADA на місці зазвичай використовуються не-загальнодоступні операційні системи (іноді їх називають мікропрограмним забезпеченням), спеціалізовані програмні платформи (наприклад, GE тощо), розроблені незалежно один від одного постачальників обладнання (ABB, Siemens, Honeywell та ін.). iFix тощо) для виконання конкретних функцій керування промисловими процесами. Тому розробка, розгортання та навіть оновлення технологій захисту інформаційної безпеки на не-універсальних операційних системах і програмних платформах є ключовим питанням, яке необхідно вирішити в майбутньому інформаційної безпеки промислової системи SCADA.
Створити систему захисту перед{0}}подіями,-і після{2}}подій
Конотація, вимоги та цільові характеристики інформаційної безпеки промислової системи управління визначають необхідність деяких спеціальних технологій та заходів інформаційної безпеки. У процесі промислового виробництва СВУ, ПЛК, RTU, контролери, комунікаційні процесори, системи SCADA та різні практичні , Використовуються або конфігуруються в різних типах програмованого цифрового обладнання для досягнення мети функції безпеки - забезпечення виробництва, контролю та управління промисловим контролем. системи. Основною технологією інформаційної безпеки всіх систем автоматичного управління є контроль доступу та аутентифікація ідентичності користувача. На цій основі розроблено деякі технології захисту пакетів даних зв'язку за допомогою зондування, шифрування каналів, верифікації пакетів даних та аутентифікації. Для того, щоб реалізувати інформаційну безпеку системи промислового контролю за умовою функціональної безпеки, необхідно побудувати комплексну технологічну систему управління та загального захисту безпеки для інформаційної безпеки системи промислового контролю до, під час та після події.
1. Передові технології захисту
Технологія до{0}}захисту є важливою частиною системи захисту інформації промислового контролю. Наразі існує багато зрілих базових технологій, які можна використовувати: спеціальний брандмауер контролю доступу/промислового контролю, аутентифікація особи, обладнання для ідентифікації, біометрична-технологія ідентифікації, захищені модеми, технологія шифрування, інфраструктура відкритих ключів (PKI). , віртуальна локальна мережа (VPN).
2. Технологія реагування на подію
Технологія виявлення вторгнень (IDS) дуже ефективна для виявлення внутрішніх помилок і зовнішніх зловмисників, які намагаються отримати внутрішній доступ. Він здатний виявляти та ідентифікувати намір внутрішніх або зовнішніх користувачів порушити роботу мережі. IDS бувають двох поширених форм: системи виявлення цифрового підпису та системи виявлення нерегулярностей. Зловмисники часто атакують цифрові підписи, щоб отримати доступ до системи або порушити цілісність мережі. Система виявлення цифрового підпису порівнює поточні характеристики атаки з базою даних відомих характеристик атаки і, нарешті, визначає результат порівняння відповідно до вибраної чутливості. Потім, відповідно до результату порівняння, визначається виникнення поведінки атаки, щоб заблокувати поведінку атаки та повідомити системного адміністратора про те, що поточна система піддається атаці. Технологія виявлення несправностей визначає можливість вторгнення та сповіщає системних адміністраторів, порівнюючи різницю між поведінкою запущеної системи та нормальною поведінкою системи. Наприклад, IDS може виявити ненормальну активність системи опівночі або важкий доступ до порту введення-виводу із зовнішньої мережі. Коли відбувається ненормальна активність, IDS може блокувати атаки та сповіщати системних адміністраторів.
Обидві наведені вище системи IDS мають свої переваги та недоліки, однак усі вони мають однакову проблему -, як налаштувати чутливість виявлення. Висока чутливість спричинить помилкові тривоги про вторгнення, і IDS виконає відповідні системні дії для кожної тривоги про вторгнення. Тому занадто велика кількість помилкових сигналів про вторгнення не тільки зруйнує деякі необхідні функції нормальної системи, але й завдасть системі значної шкоди. додатковий тягар. Через низьку чутливість IDS не зможе виявити певну поведінку вторгнення, тому IDS буде закривати очі на деякі способи вторгнення, щоб зловмисник міг успішно проникнути в систему та спричинити непередбачувані збитки.
3. Технологія судової експертизи-пост-подій
Механізм журналу аудиту — це файл, який записує інформацію про аутентифікацію та іншу характерну інформацію легальних і незаконних користувачів, і є однією з основних технологій судової експертизи після{0}}после подій для інформаційної безпеки промислової системи контролю. Тому кожен доступ до системи та пов’язані з нею дії необхідно задокументувати. Під час діагностики та перевірки того, чи відбулося електронне вторгнення в мережу, щоденник аудиту є одним із важливих критеріїв судження. Крім того, запис поведінки системи також є поширеною технологією інформаційної безпеки промислових SCADA-систем.
Це деякі загальновживані та традиційні технології в інформаційній безпеці промислових комп’ютерних систем керування, а також деякі спеціальні ключові технології в процесі впровадження інформаційної безпеки промислових систем керування.
