Lo sviluppo della tecnologia di sicurezza delle informazioni del sistema di controllo dei computer industriali è in continua evoluzione con lo sviluppo del sistema di automazione industriale. L'attuale tendenza allo sviluppo dei sistemi di automazione è la digitalizzazione, l'intelligence, il networking e l'interazione tra uomo{0}}computer e, allo stesso tempo, viene applicata una maggiore quantità di tecnologia IT al controllo logico tradizionale e al controllo digitale. In futuro, la tecnologia di sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale si baserà ulteriormente sulla tecnologia IT tradizionale per renderla più intelligente e collegata in rete e diventare una parte indispensabile del sistema di controllo. Simile al percorso di ricerca e sviluppo dei prodotti per la sicurezza delle informazioni della tradizionale Internet IP, i prodotti per la sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale troveranno un punto di convergenza tra la sicurezza delle informazioni e il controllo della produzione industriale, formando un sistema di prodotto con caratteristiche distintive del sistema di controllo industriale di input sicuro, controllo di sicurezza e uscita sicura. .
La sicurezza del controllo industriale tiene conto della sicurezza funzionale, fisica e delle informazioni
Di solito, la sicurezza del sistema di controllo industriale può essere suddivisa in tre aspetti: sicurezza funzionale, sicurezza fisica e sicurezza delle informazioni.
La sicurezza funzionale è che per ottenere le funzioni di sicurezza delle apparecchiature e dell'impianto, le parti{0}}di sicurezza delle apparecchiature protette e di controllo devono svolgere correttamente le loro funzioni e, quando si verifica un guasto o un malfunzionamento, l'apparecchiatura o il sistema deve comunque mantenere una condizione sicura o entrare in uno stato sicuro.
La sicurezza fisica è la riduzione dei rischi causati da fattori quali scosse elettriche, incendi, radiazioni, rischi meccanici e chimici.
La definizione di sicurezza delle informazioni per i sistemi di controllo industriale nella IEC 62443 è: "Le misure adottate per proteggere il sistema; lo stato del sistema ottenuto stabilendo e mantenendo le misure per proteggere il sistema; la capacità di essere liberi da accessi non autorizzati alle risorse del sistema e modifica, distruzione o perdita non autorizzate o accidentali; in base alle capacità del sistema informatico, può garantire che personale e sistemi non autorizzati non possano modificare il software e i suoi dati, né accedere alle funzioni del sistema, ma garantire che il personale e i sistemi autorizzati non siano bloccati ; impedire l'accesso ai sistemi di controllo industriale Intrusione illecita o dannosa, o interferenza con il suo corretto e pianificato funzionamento."
Le definizioni e le connotazioni dei tre tipi di sicurezza sono piuttosto diverse.
Sicurezza Funzionale, il concetto di Safety Integrity Levels è utilizzato da quasi 20 anni. Le specifiche di sicurezza funzionale richiedono che la sicurezza di un componente o sistema sia solitamente espressa come un unico numero e questo numero è un fattore di protezione basato sul tasso di guasto del componente o sistema proposto per proteggere la salute umana, la sicurezza della produzione e la sicurezza ambientale.
La sicurezza fisica, gli elementi di protezione sono principalmente definiti da una serie di specifiche operative di produzione di sicurezza. I governi, le imprese e le organizzazioni del settore in genere limitano la standardizzazione del-funzionamento in loco dei sistemi industriali attraverso procedure operative di produzione di sicurezza complete, garantiscono la tracciabilità degli incidenti e chiariscono le responsabilità del personale pertinente. I fattori gestionali e istituzionali sono i modi principali per proteggere la sicurezza fisica. .
Il metodo di valutazione della sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale è diverso dalla valutazione della sicurezza funzionale. Sebbene siano tutti volti a proteggere la salute del personale, la sicurezza della produzione o la sicurezza ambientale, il livello di integrità della sicurezza dell'uso della sicurezza funzionale viene calcolato in base alla possibilità di guasti hardware casuali di un componente o di un guasto del sistema e i sistemi di sicurezza delle informazioni hanno una gamma più ampia di applicazioni. e molte altre possibili cause e conseguenze. I fattori che influiscono sulla sicurezza delle informazioni sono molto complessi e difficili da descrivere con un semplice numero. Tuttavia, il concetto di sicurezza funzionale dell'intero ciclo di vita è applicabile anche alla sicurezza delle informazioni e anche la gestione e il mantenimento della sicurezza delle informazioni devono essere eseguiti in cicli.
La differenza tra sicurezza del controllo industriale e sicurezza delle informazioni di rete
Le differenze tra la sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale e la sicurezza della rete di informazioni IP tradizionale sono: 1. Diversi requisiti di sicurezza, 2. Differenze tra patch di sicurezza e meccanismi di aggiornamento, 3. Differenze nelle prestazioni in tempo reale-e 4. Differenze nelle priorità di protezione della sicurezza, 5. Differenze nell'adattabilità della tecnologia di protezione della sicurezza.
In generale, la tradizionale sicurezza della rete di informazioni IP si è sviluppata in tecnologie e principi di progettazione relativamente maturi (autenticazione, controllo degli accessi, integrità delle informazioni, separazione dei privilegi, ecc.), che possono aiutarci a prevenire e rispondere agli attacchi contro i sistemi di controllo industriale. Tradizionalmente, tuttavia, la ricerca sulla sicurezza delle informazioni informatiche si concentra sulla protezione delle informazioni e i ricercatori non considerano come un attacco influisca sugli algoritmi di valutazione e controllo e, in definitiva, come un attacco influisca sul mondo fisico.
Vari strumenti di sicurezza delle informazioni esistenti possono fornire i meccanismi necessari per la sicurezza dei sistemi di controllo. Questi meccanismi individuali non sono sufficienti per un controllo profondo della protezione. Comprendendo a fondo il processo di interazione tra i sistemi di controllo e il mondo fisico reale, i ricercatori devono svilupparsi in futuro. Il lavoro potrebbe essere:
1. Migliore comprensione delle conseguenze di un attacco: finora non è stato condotto uno-studio approfondito del danno che un utente malintenzionato può causare se ottiene l'accesso non autorizzato a un dispositivo di rete controllato.
2. Progettare un nuovo algoritmo di rilevamento degli attacchi: comprendendo il comportamento di controllo del processo fisico e sulla base dei comandi di controllo del processo e delle misurazioni dei sensori, è possibile identificare se un utente malintenzionato sta tentando di interferire con il controllo oi dati del sensore.
3. Progettare un nuovo algoritmo e architettura di resilienza anti-attacco: quando viene rilevato un comportamento di attacco del sistema di controllo industriale, il comando di controllo può essere modificato in tempo per aumentare la resilienza del sistema di controllo e ridurre le perdite.
4. Progettare l'autenticazione dell'identità e la tecnologia della password adatta per l'apparecchiatura da campo del sistema SCADA industriale: al momento, alcune tecnologie di password mature, complesse e robuste di solito non possono completare la funzione di controllo dell'accesso nell'apparecchiatura da campo del sistema di controllo industriale. Il motivo principale è che la password è troppo complessa I meccanismi possono correre il rischio di ostacolare la risposta rapida delle procedure di emergenza in caso di emergenza. Gli esperti nel campo del controllo automatico industriale generalmente ritengono che meccanismi di password relativamente deboli (come password predefinite, password fisse e persino password vuote, ecc.) siano più facili da indovinare, trasmettere, ecc.
5. Sviluppare tecnologie di protezione della sicurezza del sistema SCADA industriale con una maggiore compatibilità hardware: le tecnologie con forti capacità di protezione della sicurezza nelle tradizionali reti di dati IT, come l'autenticazione dell'identità, l'autenticazione, la crittografia, il rilevamento delle intrusioni e le tecnologie di controllo dell'accesso, generalmente enfatizzano l'occupazione di più reti Larghezza di banda , le prestazioni del processore e le risorse di memoria, che sono molto limitate nelle apparecchiature dei sistemi di controllo industriali, originariamente progettate per eseguire specifiche attività sul campo, sono generalmente dispositivi a basso-costo e basso{2}}processore. Inoltre, alcuni processori molto obsoleti (come il processore Intel 8088 prodotto nel 1978) sono ancora utilizzati nei dispositivi di controllo dei sistemi industriali energetici come il petrolio e l'approvvigionamento idrico. Pertanto, è difficile implementare le principali tecnologie di protezione della sicurezza delle informazioni in tali dispositivi senza degradare in modo significativo le prestazioni dei dispositivi di controllo del campo industriale.
6. Sviluppare tecnologie di protezione della sicurezza compatibili con più sistemi operativi o piattaforme software: meccanismi tecnologici di sicurezza delle informazioni nelle reti di dati IT tradizionali, principalmente per risolvere problemi di sicurezza delle informazioni su piattaforme di sistemi operativi{1}}generali come Windows, Linux e Unix . Nel campo dei sistemi SCADA industriali, i dispositivi di sistema SCADA industriali in loco utilizzano generalmente sistemi operativi non{3}}pubblici (a volte chiamati firmware), piattaforme software dedicate (come GE, ecc.) sviluppate in modo indipendente da fornitori di apparecchiature (ABB, Siemens, Honeywell, ecc.). iFix, ecc.) per completare specifiche funzioni di controllo dei processi industriali. Pertanto, come sviluppare, distribuire e persino aggiornare le tecnologie di protezione della sicurezza delle informazioni su sistemi operativi e piattaforme software non{4}}universali è un problema chiave che deve essere risolto nel futuro della sicurezza delle informazioni dei sistemi SCADA industriali.
Stabilire un sistema di protezione pre-in{1}}evento e post-evento
La connotazione, i requisiti e le caratteristiche di destinazione della sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale determinano la necessità di alcune tecnologie e misure speciali per la sicurezza delle informazioni. Nel processo di produzione industriale, IED, PLC, RTU, controller, processori di comunicazione, sistemi SCADA e vari pratici, utilizzati o configurati in vari tipi di apparecchiature digitali programmabili per raggiungere l'obiettivo della funzione di sicurezza di garantire la produzione, il controllo e la gestione del controllo industriale sistemi. La tecnologia di base della sicurezza delle informazioni di tutti i sistemi di controllo automatico è il controllo degli accessi e l'autenticazione dell'identità dell'utente. Su questa base, vengono sviluppate alcune tecnologie per proteggere la sicurezza dei pacchetti di dati di comunicazione per mezzo di sonde, crittografia dei canali, verifica e autenticazione dei pacchetti di dati. Al fine di realizzare la sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale sotto i presupposti della sicurezza funzionale, è necessario costruire un sistema completo di gestione e protezione della sicurezza globale per la sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale prima, durante e dopo l'evento.
1. Tecnologia di difesa avanzata
La tecnologia di pre{0}}difesa è una parte importante del sistema tecnologico di protezione della sicurezza delle informazioni di controllo industriale. Al momento, ci sono molte tecnologie di base mature che possono essere utilizzate: firewall dedicato per il controllo degli accessi/controllo industriale, autenticazione dell'identità, apparecchiature di identificazione, tecnologia di identificazione biometrica-, modem sicuri, tecnologia di crittografia, infrastruttura a chiave pubblica (PKI) , rete locale virtuale (VPN).
2. Tecnologia di risposta all'evento
La tecnologia di rilevamento delle intrusioni (IDS) è molto efficace nell'identificare le operazioni errate interne e gli aggressori esterni che cercano di ottenere l'accesso interno. È in grado di rilevare e identificare l'intento di utenti interni o esterni di interrompere la rete. Gli IDS sono disponibili in due forme comuni: sistemi di rilevamento della firma digitale e sistemi di rilevamento delle irregolarità. Gli intrusi spesso attaccano le firme digitali per accedere al sistema o compromettere l'integrità della rete. Il sistema di rilevamento della firma digitale confronta le caratteristiche dell'attacco corrente con il database delle caratteristiche dell'attacco note e, infine, determina il risultato del confronto in base alla sensibilità selezionata. Quindi, in base al risultato del confronto, viene determinata l'occorrenza del comportamento di attacco, in modo da bloccare il comportamento di attacco e notificare all'amministratore di sistema che il sistema corrente è sotto attacco. La tecnologia di rilevamento delle irregolarità determina il verificarsi di intrusioni e avvisa gli amministratori di sistema confrontando la differenza tra il comportamento del sistema in esecuzione e il comportamento normale del sistema. Ad esempio, IDS può rilevare un'attività anomala del sistema a mezzanotte o un accesso intenso a una porta I/O dalla rete esterna. Quando si verifica un'attività anomala, IDS può bloccare gli attacchi e avvisare gli amministratori di sistema.
Entrambi i suddetti sistemi IDS presentano vantaggi e svantaggi, tuttavia hanno tutti lo stesso problema - come impostare la sensibilità di rilevamento. L'elevata sensibilità causerà falsi allarmi di intrusione e IDS eseguirà le azioni di sistema corrispondenti per ciascun allarme di intrusione. Pertanto, troppi falsi allarmi di intrusione non solo distruggono alcune funzioni necessarie del sistema normale, ma causano anche molti danni al sistema. onere aggiuntivo. La bassa sensibilità renderà IDS incapace di rilevare il verificarsi di alcuni comportamenti di intrusione, quindi IDS chiuderà un occhio su alcuni comportamenti di intrusione, in modo che l'intruso possa entrare con successo nel sistema e causare perdite imprevedibili.
3. Tecnologia forense post-eventi
Il meccanismo del log di controllo è un file che registra le informazioni di autenticazione e altre informazioni caratteristiche di utenti legali e illegali ed è una delle principali tecnologie forensi post{0}}evento per la sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale. Pertanto, ogni accesso al sistema e alle sue azioni associate deve essere documentato. Quando si diagnostica e si controlla se si è verificata un'intrusione elettronica nella rete, il diario di controllo è uno dei criteri di giudizio essenziali. Inoltre, la registrazione del comportamento del sistema è anche una tecnologia comune per la sicurezza delle informazioni dei sistemi SCADA industriali.
Queste sono alcune tecnologie comunemente usate e convenzionali nella sicurezza delle informazioni dei sistemi di controllo dei computer industriali e ci sono alcune tecnologie chiave speciali nel processo di implementazione della sicurezza delle informazioni del sistema di controllo industriale.
