Razvoj informacijske varnostne tehnologije industrijskega računalniškega krmilnega sistema se nenehno razvija z razvojem sistema industrijske avtomatizacije. Trenutni trend razvoja sistemov avtomatizacije je digitalizacija, inteligenca, mreženje in interakcija med človekom{0}}računalnikom, hkrati pa se več informacijske tehnologije uporablja za tradicionalno logično krmiljenje in digitalno krmiljenje. V prihodnosti se bo tehnologija informacijske varnosti industrijskega nadzornega sistema še naprej zanašala na tradicionalno IT tehnologijo, da bo postala bolj inteligentna in omrežna ter postala nepogrešljiv del nadzornega sistema. Podobno kot pri raziskavah in razvoju izdelkov za informacijsko varnost na tradicionalnem IP-internetu, bodo izdelki za informacijsko varnost informacijskega nadzornega sistema našli konvergenčno točko med informacijsko varnostjo in nadzorom industrijske proizvodnje ter oblikovali sistem izdelkov z značilnostmi industrijskega nadzornega sistema varnega vnosa, varnostni nadzor in varen izhod. .
Varnost industrijskega nadzora upošteva funkcionalno, fizično in informacijsko varnost
Običajno lahko varnost industrijskega nadzornega sistema razdelimo na tri vidike, in sicer funkcionalno varnost, fizično varnost in informacijsko varnost.
Funkcionalna varnost je, da morajo za doseganje varnostnih funkcij opreme in obratov varnostni-deli zaščitene in krmilne opreme pravilno opravljati svoje funkcije, in ko pride do okvare ali okvare, mora oprema ali sistem še vedno vzdrževati varno stanje ali vstop v varno stanje.
Fizična varnost je zmanjšanje nevarnosti, ki jih povzročajo dejavniki, kot so električni udar, požar, sevanje, mehanske nevarnosti in kemične nevarnosti.
Opredelitev informacijske varnosti za industrijske nadzorne sisteme v IEC 62443 je: "Ukrepi, sprejeti za zaščito sistema; stanje sistema, doseženo z vzpostavitvijo in vzdrževanjem ukrepov za zaščito sistema; zmožnost brez nepooblaščenega dostopa do sistemskih virov in nepooblaščena ali nenamerna sprememba, uničenje ali izguba; na podlagi zmožnosti računalniškega sistema lahko zagotovi, da nepooblaščeno osebje in sistemi ne morejo niti spreminjati programske opreme in njenih podatkov niti dostopati do sistemskih funkcij, ampak zagotavlja, da pooblaščeno osebje in sistemi niso blokirani ; preprečiti dostop do industrijskih nadzornih sistemov Nezakonit ali škodljiv vdor ali poseg v njegovo pravilno in načrtovano delovanje."
Definicije in konotacije treh vrst varnosti so precej različne.
Funkcionalna varnost, koncept ravni varnostne celovitosti se uporablja že skoraj 20 let. Funkcionalne varnostne specifikacije zahtevajo, da je varnost komponente ali sistema običajno izražena kot ena sama številka, ta številka pa je zaščitni faktor, ki temelji na stopnji okvare komponente ali sistema, predlaganega za zaščito zdravja ljudi, varnosti proizvodnje in okoljske varnosti.
Fizična varnost, zaščitni elementi so v glavnem opredeljeni z vrsto specifikacij za varnostno delovanje proizvodnje. Vlade, podjetja in industrijske organizacije na splošno omejujejo standardizacijo-delovanja industrijskih sistemov na kraju samem s popolnimi postopki za varnost proizvodnje, zagotavljajo sledljivost nesreč in pojasnjujejo odgovornosti ustreznega osebja. Vodstveni in institucionalni dejavniki so glavni načini za zaščito fizične varnosti. .
Metoda vrednotenja informacijske varnosti industrijskega nadzornega sistema se razlikuje od vrednotenja funkcionalne varnosti. Čeprav so vsi namenjeni varovanju zdravja osebja, varnosti proizvodnje ali okoljske varnosti, je stopnja funkcionalne varnosti uporabe varnostne celovitosti izračunana na podlagi možnosti naključne okvare strojne opreme komponente ali sistema, sistemi za informacijsko varnost pa imajo širši spekter uporabe. , ter še veliko več možnih vzrokov in posledic. Dejavniki, ki vplivajo na informacijsko varnost, so zelo zapleteni in jih je težko opisati s preprosto številko. Vendar pa je koncept funkcionalne varnosti v celotnem življenjskem ciklu uporaben tudi za informacijsko varnost, upravljanje in vzdrževanje informacijske varnosti pa morata potekati tudi v ciklih.
Razlika med varnostjo industrijskega nadzora in varnostjo omrežnih informacij
Razlike med informacijsko varnostjo industrijskega nadzornega sistema in tradicionalno varnostjo informacijskega omrežja IP so: 1. Različne varnostne zahteve, 2. Razlike med varnostnimi popravki in mehanizmi za nadgradnjo, 3. Razlike v zmogljivosti v realnem-času in 4. Razlike v prioritete varnostne zaščite , 5. Razlike v prilagodljivosti tehnologije varovanja varnosti.
Na splošno se je tradicionalna varnost informacijskega omrežja IP razvila v relativno zrele tehnologije in načela oblikovanja (avtentikacija, nadzor dostopa, celovitost informacij, ločevanje privilegijev itd.), ki nam lahko pomagajo preprečiti in se odzvati na napade na industrijske nadzorne sisteme. Tradicionalno pa se raziskave o varnosti računalniških informacij osredotočajo na zaščito informacij in raziskovalci ne razmišljajo o tem, kako napad vpliva na algoritme za vrednotenje in nadzor in na koncu, kako napad vpliva na fizični svet.
Različna obstoječa orodja za informacijsko varnost lahko zagotovijo potrebne mehanizme za varnost nadzornih sistemov. Ti posamezni mehanizmi niso dovolj za poglobljeni nadzor zaščite. Z globokim razumevanjem procesa interakcije med nadzornimi sistemi in resničnim fizičnim svetom se morajo raziskovalci v prihodnosti razvijati. Delo bi lahko bilo:
1. Boljše razumevanje posledic napada: do zdaj ni-poglobljene študije o škodi, ki jo lahko povzroči napadalec, če pridobi nepooblaščen dostop do neke nadzorovane omrežne naprave.
2. Oblikujte nov algoritem za odkrivanje napadov: z razumevanjem vedenja nadzora fizičnega procesa in na podlagi ukazov za nadzor procesa in meritev senzorjev je mogoče ugotoviti, ali napadalec poskuša posegati v nadzorne ali senzorske podatke.
3. Oblikujte nov algoritem in arhitekturo proti-odpornosti proti napadom: Ko je zaznano vedenje napada industrijskega nadzornega sistema, je mogoče nadzorni ukaz pravočasno spremeniti, da povečate odpornost nadzornega sistema in zmanjšate izgube.
4. Oblikujte tehnologijo za preverjanje pristnosti in gesla, primerno za terensko opremo industrijskega sistema SCADA: trenutno nekatere zrele, kompleksne in robustne tehnologije gesel običajno ne morejo dokončati funkcije nadzora dostopa v terenski opremi industrijskega nadzornega sistema. Glavni razlog je, da je geslo preveč zapleteno. Mehanizmi lahko ovirajo hiter odziv postopkov v sili v nujnih primerih. Strokovnjaki s področja industrijskega avtomatskega nadzora na splošno menijo, da je relativno šibke mehanizme gesel (kot so privzeta gesla, fiksna gesla in celo prazna gesla itd.) lažje uganiti, prenesti itd. dodatno vplivati.
5. Razvijte industrijske varnostne tehnologije za zaščito sistema SCADA z močnejšo združljivostjo strojne opreme: tehnologije z močnimi zmogljivostmi varnostne zaščite v tradicionalnih podatkovnih omrežjih IT, kot so preverjanje pristnosti identitete, preverjanje pristnosti, šifriranje, zaznavanje vdorov in tehnologije za nadzor dostopa, na splošno poudarjajo zasedenost več omrežij Pasovna širina , zmogljivost procesorja in pomnilniški viri, ki so v opremi industrijskega krmilnega sistema zelo omejeni, ki so bili prvotno zasnovani za izvajanje posebnih nalog na terenu, so na splošno poceni-cenovne-procesorske naprave. Poleg tega se nekateri zelo zastareli procesorji (kot je procesor Intel 8088, izdelan leta 1978) še vedno uporabljajo v krmilnih napravah energetskih industrijskih sistemov, kot sta oskrba z nafto in vodo. Zato je v takšnih napravah težko uvesti glavne tehnologije za zaščito informacijske varnosti, ne da bi bistveno poslabšali zmogljivost industrijskih naprav za nadzor na terenu.
6. Razvijte varnostne zaščitne tehnologije, združljive z več operacijskimi sistemi ali programskimi platformami: mehanizme informacijske varnosti v tradicionalnih podatkovnih omrežjih IT, predvsem za reševanje težav z varnostjo informacij na platformah splošnega{1}}operacijskega sistema, kot so Windows, Linux in Unix . Na področju industrijskih SCADA sistemov na-industrijske sistemske SCADA sistemske naprave na kraju samem običajno uporabljajo ne-nejavne operacijske sisteme (včasih imenovane vdelana programska oprema), namenske programske platforme (kot je GE itd.), ki jih je neodvisno razvil dobavitelji opreme (ABB, Siemens, Honeywell itd.). iFix itd.) za dokončanje posebnih funkcij nadzora industrijskih procesov. Zato je ključno vprašanje, kako razviti, uvesti in celo nadgraditi tehnologije zaščite informacijske varnosti na ne-univerzalnih operacijskih sistemih in programskih platformah, ki ga je treba rešiti v prihodnosti informacijske varnosti industrijskih sistemov SCADA.
Vzpostavite sistem zaščite pred{0}}dogodkom,-dogodkom in po-dogodkom
Konotacija, zahteve in ciljne značilnosti informacijske varnosti industrijskega nadzornega sistema določajo potrebo po nekaterih posebnih tehnologijah in ukrepih za informacijsko varnost. V procesu industrijske proizvodnje se uporabljajo IED, PLC, RTU, krmilniki, komunikacijski procesorji, SCADA sistemi in različni praktični, ki se uporabljajo ali konfigurirajo v različnih vrstah programabilne digitalne opreme za doseganje cilja varnostne funkcije zagotavljanja proizvodnje, nadzora in upravljanja industrijskega nadzora sistemov. Osnovna tehnologija informacijske varnosti vseh sistemov avtomatskega nadzora je nadzor dostopa in avtentikacija uporabniške identitete. Na tej podlagi se razvijejo nekatere tehnologije za zaščito varnosti komunikacijskih podatkovnih paketov s pomočjo sond, kanalnega šifriranja, preverjanja podatkovnih paketov in avtentikacije. Za uresničitev informacijske varnosti industrijskega nadzornega sistema pod predpostavko funkcionalne varnosti je treba zgraditi celovit sistem vodenja in celotne varnostne zaščitne tehnologije za informacijsko varnost industrijskega nadzornega sistema pred, med in po dogodku.
1. Napredna obrambna tehnologija
Pred{0}}tehnologija pred obrambo je pomemben del industrijskega nadzornega sistema varnostne zaščite informacijske tehnologije. Trenutno obstaja veliko zrelih osnovnih tehnologij, ki jih je mogoče uporabiti: namenski požarni zid za nadzor dostopa/industrijski nadzor, preverjanje pristnosti identitete, oprema za identifikacijo, biometrična-tehnologija za identifikacijo, varni modemi, tehnologija šifriranja, infrastruktura javnih ključev (PKI) , virtualno lokalno omrežje (VPN).
2. Odzivna tehnologija na dogodku
Tehnologija zaznavanja vdorov (IDS) je zelo učinkovita pri prepoznavanju notranjih napačnih operacij in zunanjih napadalcev, ki poskušajo pridobiti notranji dostop. Sposoben je zaznati in prepoznati namen notranjih ali zunanjih uporabnikov, da motijo omrežje. IDS so na voljo v dveh pogostih oblikah: sistemi za odkrivanje digitalnega podpisa in sistemi za odkrivanje nepravilnosti. Vsiljivci pogosto napadajo digitalne podpise, da bi pridobili dostop do sistema ali ogrozili celovitost omrežja. Sistem za zaznavanje digitalnega podpisa primerja trenutne značilnosti napada z bazo znanih značilnosti napada in na koncu določi rezultat primerjave glede na izbrano občutljivost. Nato se glede na rezultat primerjave ugotovi pojav napadalnega vedenja, da se blokira napadno obnašanje in obvesti sistemskega skrbnika, da je trenutni sistem napaden. Tehnologija za odkrivanje nepravilnosti določi pojav vdorov in opozori sistemske skrbnike s primerjavo razlike med delovanjem sistema in običajnim obnašanjem sistema. IDS lahko na primer zazna nenormalno sistemsko aktivnost ob polnoči ali težji dostop do V/I vrat iz zunanjega omrežja. Ko pride do nenormalne dejavnosti, lahko IDS blokira napade in opozori sistemske skrbnike.
Oba zgornja sistema IDS imata svoje prednosti in slabosti, vendar imajo vsi isto težavo -, kako nastaviti občutljivost zaznavanja. Visoka občutljivost bo povzročila lažne alarme za vdor, IDS pa bo izvedel ustrezna sistemska dejanja za vsak vdor. Zato preveč lažnih alarmov za vdor ne bo samo uničilo nekaterih potrebnih funkcij normalnega sistema, temveč bo povzročilo tudi veliko škodo sistemu. dodatno breme. Zaradi nizke občutljivosti IDS ne bo mogel zaznati pojava nekaterih vdorov, zato si bo IDS zatiskal oči pred nekaterimi vdori, tako da lahko vsiljivci uspešno vstopijo v sistem in povzročijo nepredvidljive izgube.
3. Forenzična tehnologija po-dogodkih
Mehanizem revizijskega dnevnika je datoteka, ki beleži podatke o preverjanju pristnosti in druge značilne informacije zakonitih in nezakonitih uporabnikov ter je ena glavnih forenzičnih tehnologij po{0}}dogodkih za varnost informacij industrijskega nadzornega sistema. Zato je treba dokumentirati vsak dostop do sistema in z njim povezana dejanja. Pri diagnosticiranju in presoji, ali je prišlo do elektronskega vdora v omrežje, je revizijski dnevnik eno od bistvenih meril presoje. Poleg tega je beleženje obnašanja sistema tudi običajna tehnologija za informacijsko varnost industrijskih SCADA sistemov.
To so nekatere pogosto uporabljene in konvencionalne tehnologije pri informacijski varnosti industrijskih računalniških krmilnih sistemov, nekaj posebnih ključnih tehnologij pa je v procesu implementacije informacijske varnosti industrijskih nadzornih sistemov.
