O desenvolvimento da tecnologia de segurança da informação do sistema de controle de computador industrial está em constante evolução com o desenvolvimento do sistema de automação industrial. A tendência atual de desenvolvimento de sistemas de automação é digitalização, inteligência, rede e interação humano-computador e, ao mesmo tempo, mais tecnologia de TI é aplicada ao controle lógico tradicional e controle digital. No futuro, a tecnologia de segurança da informação do sistema de controle industrial contará ainda mais com a tecnologia tradicional de TI para torná-lo mais inteligente e conectado em rede e se tornar uma parte indispensável do sistema de controle. Semelhante à rota de P&D de produtos de segurança da informação da Internet IP tradicional, os produtos de segurança da informação do sistema de controle industrial encontrarão um ponto de convergência entre segurança da informação e controle da produção industrial, formando um sistema de produto com características distintivas do sistema de controle industrial de entrada segura, controle de segurança e saída segura. .
A segurança do controle industrial leva em consideração a segurança funcional, física e da informação
Normalmente, a segurança do sistema de controle industrial pode ser dividida em três aspectos, a saber, segurança funcional, segurança física e segurança da informação.
A segurança funcional é que, para atingir as funções de segurança do equipamento e da planta, as partes- relacionadas à segurança do equipamento protegido e de controle devem desempenhar suas funções corretamente e, quando ocorrer uma falha ou mau funcionamento, o equipamento ou sistema ainda deve manter uma condição segura ou entrar em um estado seguro.
A segurança física é a redução de riscos causados por fatores como choque elétrico, fogo, radiação, riscos mecânicos e riscos químicos.
A definição de segurança da informação para sistemas de controle industrial na IEC 62443 é: "As medidas tomadas para proteger o sistema; o estado do sistema obtido pelo estabelecimento e manutenção das medidas para proteger o sistema; a capacidade de estar livre de acesso não autorizado aos recursos do sistema e alteração, destruição ou perda não autorizada ou acidental; com base na capacidade do sistema de computador, pode garantir que pessoal e sistemas não autorizados não possam modificar o software e seus dados, nem acessar as funções do sistema, mas garantir que pessoal e sistemas autorizados não sejam bloqueados ; impedir o acesso aos sistemas de controle industrial Intrusão ilegal ou prejudicial, ou interferência com sua operação adequada e planejada."
As definições e conotações dos três tipos de segurança são bastante diferentes.
Segurança Funcional, o conceito de Níveis de Integridade de Segurança é utilizado há quase 20 anos. As especificações de segurança funcional exigem que a segurança de um componente ou sistema seja geralmente expressa como um único número, e esse número é um fator de proteção baseado na taxa de falha do componente ou sistema proposto para proteger a saúde humana, a segurança da produção e a segurança ambiental.
Segurança física, elementos de proteção são definidos principalmente por uma série de especificações de operação de produção de segurança. Governos, empresas e organizações do setor geralmente restringem a padronização da-operação de sistemas industriais no local por meio de procedimentos completos de operação de produção de segurança, garantem a rastreabilidade de acidentes e esclarecem as responsabilidades do pessoal relevante. Fatores gerenciais e institucionais são as principais formas de proteger a segurança física. .
O método de avaliação da segurança da informação do sistema de controle industrial é diferente da avaliação da segurança funcional. Embora todos eles sejam para proteger a saúde do pessoal, a segurança da produção ou a segurança ambiental, o nível de integridade de segurança do uso da segurança funcional é calculado com base na possibilidade de falha aleatória de hardware de um componente ou falha do sistema, e os sistemas de segurança da informação têm uma gama mais ampla de aplicações. , e muitas outras causas e consequências possíveis. Os fatores que afetam a segurança da informação são muito complexos e difíceis de descrever com um simples número. No entanto, o conceito de segurança funcional do ciclo de vida completo também é aplicável à segurança da informação, e a gestão e manutenção da segurança da informação também deve ser realizada em ciclos.
A diferença entre segurança de controle industrial e segurança de informações de rede
As diferenças entre a segurança da informação do sistema de controle industrial e a segurança da rede de informação IP tradicional são: 1. Diferentes requisitos de segurança, 2. Diferenças entre patches de segurança e mecanismos de atualização, 3. Diferenças no desempenho- em tempo real e 4. Diferenças no prioridades de proteção de segurança , 5. Diferenças na adaptabilidade da tecnologia de proteção de segurança.
Em geral, a segurança de rede de informações IP tradicional se desenvolveu em tecnologias e princípios de design relativamente maduros (autenticação, controle de acesso, integridade da informação, separação de privilégios, etc.), que podem nos ajudar a prevenir e responder a ataques contra sistemas de controle industrial. Tradicionalmente, no entanto, a pesquisa de segurança da informação em computadores concentra-se na proteção da informação, e os pesquisadores não consideram como um ataque afeta os algoritmos de avaliação e controle e, em última análise, como um ataque afeta o mundo físico.
Várias ferramentas de segurança da informação existentes podem fornecer os mecanismos necessários para a segurança dos sistemas de controle. Esses mecanismos individuais não são suficientes para o controle de proteção profunda. Ao compreender profundamente o processo de interação entre os sistemas de controle e o mundo físico real, os pesquisadores precisam desenvolver no futuro O trabalho pode ser:
1. Melhor compreensão das consequências de um ataque: até agora, não houve-estudo aprofundado sobre os danos que um invasor pode causar se obtiver acesso não autorizado a algum dispositivo de rede controlado.
2. Projete um novo algoritmo de detecção de ataque: Ao entender o comportamento de controle do processo físico e com base nos comandos de controle do processo e nas medições do sensor, é possível identificar se um invasor está tentando interferir no controle ou nos dados do sensor.
3. Projete um novo algoritmo e arquitetura de resiliência anti-ataque: Quando um comportamento de ataque do sistema de controle industrial é detectado, o comando de controle pode ser alterado a tempo de aumentar a resiliência do sistema de controle e reduzir as perdas.
4. Projetar a autenticação de identidade e tecnologia de senha adequada para o equipamento de campo do sistema SCADA industrial: Atualmente, algumas tecnologias de senha maduras, complexas e robustas geralmente não podem completar a função de controle de acesso no equipamento de campo do sistema de controle industrial. A principal razão é que a senha é muito complexa Os mecanismos podem correr o risco de dificultar a resposta rápida dos procedimentos de emergência em caso de emergência. Especialistas na área de controle automático industrial geralmente acreditam que mecanismos de senha relativamente fracos (como senhas padrão, senhas fixas e até mesmo senhas vazias, etc.) são mais fáceis de adivinhar, transmitir, etc. impacto adicional.
5. Desenvolver tecnologias de proteção de segurança do sistema SCADA industrial com compatibilidade de hardware mais forte: tecnologias com fortes recursos de proteção de segurança em redes de dados de TI tradicionais, como autenticação de identidade, autenticação, criptografia, detecção de intrusão e tecnologias de controle de acesso, geralmente enfatizam a ocupação de mais largura de banda das redes , desempenho do processador e recursos de memória, que são muito limitados em equipamentos de sistemas de controle industrial, que foram originalmente projetados para executar tarefas de campo específicas, geralmente são dispositivos de baixo-custo e baixo-processador. Além disso, alguns processadores muito desatualizados (como o processador Intel 8088 fabricado em 1978) ainda são usados nos dispositivos de controle de sistemas industriais de energia, como petróleo e abastecimento de água. Portanto, é difícil implantar as principais tecnologias de proteção de segurança da informação em tais dispositivos sem degradar significativamente o desempenho dos dispositivos de controle de campo industrial.
6. Desenvolver tecnologias de proteção de segurança compatíveis com vários sistemas operacionais ou plataformas de software: Mecanismos de tecnologia de segurança da informação em redes de dados de TI tradicionais, principalmente para resolver problemas de segurança da informação em plataformas de sistemas operacionais de propósito geral-, como Windows, Linux e Unix . No campo dos sistemas SCADA industriais, os-dispositivos do sistema SCADA industrial no local geralmente usam sistemas operacionais não-públicos (às vezes chamados de firmware), plataformas de software dedicadas (como GE, etc.) desenvolvidas independentemente por fornecedores de equipamentos (ABB, Siemens, Honeywell, etc.). iFix, etc.) para completar funções específicas de controle de processos industriais. Portanto, como desenvolver, implantar e até mesmo atualizar tecnologias de proteção de segurança da informação em sistemas operacionais não{4}}universais e plataformas de software é uma questão chave que precisa ser resolvida no futuro da segurança da informação do sistema SCADA industrial.
Estabeleça um sistema de proteção pré-evento, in-evento e pós-evento
A conotação, os requisitos e as características-alvo da segurança da informação do sistema de controle industrial determinam a necessidade de algumas tecnologias e medidas especiais de segurança da informação. No processo de produção industrial, IEDs, PLCs, RTUs, controladores, processadores de comunicação, sistemas SCADA e diversos práticos, Utilizados ou configurados em vários tipos de equipamentos digitais programáveis para atingir a função de segurança objetivo de garantir a produção, controle e gestão de controle industrial sistemas. A tecnologia básica de segurança da informação de todos os sistemas de controle automático é o controle de acesso e a autenticação da identidade do usuário. Com base nisso, algumas tecnologias são desenvolvidas para proteger a segurança dos pacotes de dados de comunicação por meio de sondas, criptografia de canais, verificação e autenticação de pacotes de dados. A fim de realizar a segurança da informação do sistema de controle industrial sob a premissa da segurança funcional, é necessário construir um gerenciamento abrangente e sistema de tecnologia de proteção de segurança geral para a segurança da informação do sistema de controle industrial antes, durante e após o evento.
1. Tecnologia de defesa avançada
A tecnologia de pré-defesa é uma parte importante do sistema de tecnologia de proteção de segurança da informação de controle industrial. Atualmente, existem muitas tecnologias básicas maduras que podem ser usadas: controle de acesso/controle industrial firewall dedicado, autenticação de identidade, equipamento de identificação, tecnologia de identificação- baseada em biometria, modems seguros, tecnologia de criptografia, infraestrutura de chave pública (PKI) , rede local virtual (VPN).
2. Tecnologia de resposta no evento
A tecnologia de detecção de intrusão (IDS) é muito eficaz na identificação de operações incorretas internas e invasores externos que tentam obter acesso interno. É capaz de detectar e identificar a intenção de usuários internos ou externos de interromper a rede. Os IDSs vêm em duas formas comuns: sistemas de detecção de assinatura digital e sistemas de detecção de irregularidades. Os invasores geralmente atacam assinaturas digitais para obter acesso ao sistema ou comprometer a integridade da rede. O sistema de detecção de assinatura digital compara as características de ataque atuais com o banco de dados de características de ataque conhecidas e, finalmente, determina o resultado da comparação de acordo com a sensibilidade selecionada. Então, de acordo com o resultado da comparação, é determinada a ocorrência do comportamento de ataque, de modo a bloquear o comportamento de ataque e notificar o administrador do sistema que o sistema atual está sob ataque. A tecnologia de detecção de irregularidades determina a ocorrência de intrusão e alerta os administradores do sistema comparando a diferença entre o comportamento do sistema em execução e o comportamento normal do sistema. Por exemplo, o IDS pode detectar atividade anormal do sistema à meia-noite ou acesso intenso a uma porta de E/S da rede externa. Quando ocorre atividade anormal, o IDS pode bloquear ataques e alertar os administradores do sistema.
Ambos os sistemas IDS acima têm suas vantagens e desvantagens, no entanto, todos eles têm o mesmo problema - como definir a sensibilidade de detecção. A alta sensibilidade causará falsos alarmes de intrusão e o IDS fará as ações correspondentes do sistema para cada alarme de intrusão. Portanto, muitos alarmes de intrusão falsos não apenas destruirão algumas funções necessárias do sistema normal, mas também causarão muitos danos ao sistema. carga extra. A baixa sensibilidade tornará o IDS incapaz de detectar a ocorrência de alguns comportamentos de intrusão, de modo que o IDS fechará os olhos para alguns comportamentos de intrusão, para que o intruso possa entrar com sucesso no sistema e causar perdas imprevisíveis.
3. Tecnologia forense pós-evento
O mecanismo de log de auditoria é um arquivo que registra as informações de autenticação e outras informações características de usuários legais e ilegais, e é uma das principais tecnologias forenses pós-evento para segurança de informações de sistemas de controle industrial. Portanto, todo acesso ao sistema e suas ações associadas precisam ser documentados. Ao diagnosticar e auditar se ocorreu uma intrusão eletrônica na rede, o diário de auditoria é um dos critérios essenciais de julgamento. Além disso, o registro do comportamento do sistema também é uma tecnologia comum para segurança da informação de sistemas SCADA industriais.
Essas são algumas tecnologias convencionais e comumente usadas na segurança da informação de sistemas de controle de computador industrial, e existem algumas tecnologias-chave especiais no processo de implementação da segurança da informação do sistema de controle industrial.
