Vývoj technologie informační bezpečnosti průmyslového počítačového řídicího systému se neustále vyvíjí s rozvojem systému průmyslové automatizace. Současným trendem vývoje automatizačních systémů je digitalizace, inteligence, síťování a interakce mezi člověkem{0}}počítačem a zároveň se více IT technologií uplatňuje v tradičním logickém řízení a digitálním řízení. V budoucnu bude technologie informačního zabezpečení průmyslového řídicího systému dále spoléhat na tradiční IT technologii, aby byla inteligentnější a propojenější a stala se nepostradatelnou součástí řídicího systému. Podobně jako u cesty RD produktu pro informační bezpečnost tradičního IP internetu najdou produkty průmyslového řídicího systému informační bezpečnosti konvergenční bod mezi informační bezpečností a řízením průmyslové výroby, čímž vytvoří produktový systém s charakteristickými rysy průmyslového řídicího systému bezpečného vstupu, bezpečnostní kontrola a bezpečný výstup. .
Bezpečnost průmyslové kontroly zohledňuje funkční, fyzickou a informační bezpečnost
Bezpečnost průmyslových řídicích systémů lze obvykle rozdělit do tří hledisek, a to na funkční bezpečnost, fyzickou bezpečnost a informační bezpečnost.
Funkční bezpečnost spočívá v tom, že k dosažení bezpečnostních funkcí zařízení a závodu musí bezpečnostní-části chráněného a řídicího zařízení plnit své funkce správně, a pokud dojde k poruše nebo poruše, zařízení nebo systém musí stále udržovat bezpečný stav nebo vstup do bezpečného stavu.
Fyzická bezpečnost je snížení rizik způsobených faktory, jako je elektrický šok, požár, radiace, mechanická nebezpečí a chemická nebezpečí.
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."
Definice a konotace těchto tří typů zabezpečení jsou zcela odlišné.
Funkční bezpečnost, koncept úrovní integrity bezpečnosti se používá již téměř 20 let. Specifikace funkční bezpečnosti vyžadují, aby bezpečnost součásti nebo systému byla obvykle vyjádřena jedním číslem a toto číslo je ochranný faktor založený na míře poruchovosti součásti nebo systému navrženého k ochraně lidského zdraví, bezpečnosti výroby a bezpečnosti životního prostředí.
Fyzické zabezpečení, ochranné prvky jsou definovány především řadou bezpečnostních výrobních specifikací. Vlády, podniky a průmyslové organizace obecně omezují standardizaci-provozu průmyslových systémů na místě prostřednictvím kompletních bezpečnostních výrobních provozních postupů, zajišťují sledovatelnost nehod a objasňují odpovědnosti příslušných pracovníků. Management a institucionální faktory jsou hlavními způsoby ochrany fyzické bezpečnosti. .
Metoda hodnocení informační bezpečnosti průmyslového řídicího systému je odlišná od hodnocení funkční bezpečnosti. Přestože všechny mají chránit zdraví personálu, bezpečnost výroby nebo bezpečnost životního prostředí, úroveň integrity bezpečnosti používání funkční bezpečnosti se vypočítává na základě možnosti náhodného selhání hardwaru součásti nebo systému a systémy zabezpečení informací mají širší rozsah aplikací. a mnoho dalších možných příčin a následků. Faktory, které ovlivňují informační bezpečnost, jsou velmi složité a těžko se popisují jednoduchým číslem. Koncepce zabezpečení plného životního cyklu funkční bezpečnosti je však použitelná i pro bezpečnost informací a správa a údržba informační bezpečnosti musí být rovněž prováděna v cyklech.
Rozdíl mezi zabezpečením průmyslového řízení a zabezpečením síťových informací
Rozdíly mezi zabezpečením informací v průmyslovém řídicím systému a tradičním zabezpečením IP informační sítě jsou: 1. Různé požadavky na zabezpečení, 2. Rozdíly mezi bezpečnostními záplatami a mechanismy upgradu, 3. Rozdíly ve výkonu v reálném-čase a 4. Rozdíly v priority bezpečnostní ochrany, 5. Rozdíly v adaptabilitě technologie bezpečnostní ochrany.
Obecně se tradiční zabezpečení IP informačních sítí vyvinulo do relativně vyspělých technologií a konstrukčních principů (autentizace, řízení přístupu, integrita informací, oddělení privilegií atd.), které nám mohou pomoci předcházet útokům proti průmyslovým řídicím systémům a reagovat na ně. Tradičně se však výzkum počítačové informační bezpečnosti zaměřuje na ochranu informací a výzkumníci nezvažují, jak útok ovlivní vyhodnocovací a kontrolní algoritmy a nakonec, jak útok ovlivní fyzický svět.
Různé existující nástroje informační bezpečnosti mohou poskytnout potřebné mechanismy pro bezpečnost řídicích systémů. Tyto jednotlivé mechanismy nestačí k hloubkové kontrole ochrany. Díky hlubokému porozumění procesu interakce mezi řídicími systémy a skutečným fyzickým světem se výzkumníci musí v budoucnu rozvíjet.
1. Lepší pochopení následků útoku: Dosud nebyla provedena-hloubková studie škod, které může útočník způsobit, pokud získá neoprávněný přístup k nějakému kontrolovanému síťovému zařízení.
2. Navrhněte nový algoritmus detekce útoků: Pochopením řídicího chování fyzického procesu a na základě příkazů řízení procesu a měření senzorů je možné identifikovat, zda se útočník nepokouší zasahovat do řídicích nebo senzorových dat.
3. Navrhněte nový algoritmus a architekturu proti-odolnosti proti útokům: Když je zjištěno chování při útoku na průmyslový řídicí systém, lze řídicí příkaz včas změnit, aby se zvýšila odolnost řídicího systému a snížily ztráty.
4. Navrhněte technologii ověřování identity a hesla vhodnou pro terénní vybavení průmyslového SCADA systému: V současné době některá vyspělá, komplexní a robustní technologie hesel obvykle nemůže dokončit funkci řízení přístupu v polním vybavení průmyslového řídicího systému. Hlavním důvodem je, že heslo je příliš složité. Mechanismy mohou představovat riziko, že budou bránit rychlé reakci nouzových postupů v případě nouze. Odborníci v oblasti průmyslového automatického řízení se obecně domnívají, že relativně slabé mechanismy hesel (jako jsou výchozí hesla, pevná hesla a dokonce i prázdná hesla atd.) lze snadněji uhodnout, přenést atd. dodatečný dopad.
5. Vyvinout technologie ochrany zabezpečení průmyslových SCADA systémů se silnější hardwarovou kompatibilitou: technologie se silnými schopnostmi bezpečnostní ochrany v tradičních datových sítích IT, jako je ověřování identity, autentizace, šifrování, detekce narušení a technologie řízení přístupu, obecně zdůrazňují obsazení více sítí Šířka pásma , výkon procesoru a paměťové zdroje, které jsou velmi omezené u zařízení průmyslových řídicích systémů, které byly původně navrženy pro provádění specifických úkolů v terénu, jsou obecně nízkonákladová a nízká{2}}procesorová zařízení. Navíc některé velmi zastaralé procesory (jako je procesor Intel 8088 vyrobený v roce 1978) se stále používají v řídicích zařízeních energetických průmyslových systémů, jako je zásobování ropou a vodou. Proto je obtížné nasadit běžné technologie ochrany informační bezpečnosti v takových zařízeních, aniž by došlo k výraznému snížení výkonu průmyslových zařízení pro řízení pole.
6. Vyvíjet technologie ochrany zabezpečení kompatibilní s více operačními systémy nebo softwarovými platformami: Mechanismy technologií pro zabezpečení informací v tradičních datových sítích IT, zejména k řešení problémů s bezpečností informací na obecných-platformách operačních systémů, jako jsou Windows, Linux a Unix . V oblasti průmyslových systémů SCADA,-zařízení průmyslového systému SCADA na místě obvykle používají ne-veřejné operační systémy (někdy nazývané firmware), vyhrazené softwarové platformy (jako je GE atd.) nezávisle vyvinuté společností dodavatelé zařízení (ABB, Siemens, Honeywell atd.). iFix atd.) pro dokončení specifických funkcí řízení průmyslových procesů. Proto je klíčovou otázkou, kterou je třeba v budoucnosti zabezpečení informací průmyslových systémů SCADA vyřešit, vyvinout, nasadit a dokonce upgradovat technologie ochrany informační bezpečnosti na ne-univerzálních operačních systémech a softwarových platformách.
Vytvořte systém ochrany před-událostí,{1}}událostí a po{2}}událostech
Konotace, požadavky a cílové charakteristiky informační bezpečnosti průmyslových řídicích systémů určují potřebu některých speciálních technologií a opatření informační bezpečnosti. V průmyslovém výrobním procesu, IED, PLC, RTU, řadiče, komunikační procesory, SCADA systémy a různé praktické , Používané nebo konfigurované v různých typech programovatelných digitálních zařízení k dosažení cíle bezpečnostní funkce zajištění výroby, řízení a řízení průmyslového řízení. systémy. Základní technologií informační bezpečnosti všech systémů automatického řízení je řízení přístupu a ověřování identity uživatele. Na tomto základě jsou vyvinuty některé technologie pro ochranu bezpečnosti komunikačních datových paketů pomocí sond, kódování kanálu, ověřování datových paketů a autentizace. Pro realizaci informační bezpečnosti průmyslového řídicího systému za předpokladu funkční bezpečnosti je nutné vybudovat komplexní systém řízení a celkové bezpečnostní ochrany informační bezpečnosti průmyslového řídicího systému před, během a po akci.
1. Pokročilá obranná technologie
Před-obranná technologie je důležitou součástí systému technologie ochrany průmyslového zabezpečení informací. V současné době existuje mnoho vyspělých základních technologií, které lze použít: vyhrazený firewall pro řízení přístupu/průmyslovou kontrolu, ověřování identity, vybavení ID, biometrická- identifikační technologie, zabezpečené modemy, šifrovací technologie, infrastruktura veřejného klíče (PKI) , virtuální místní síť (VPN).
2. Technologie odezvy v případě
Technologie Intrusion Detection (IDS) je velmi účinná při identifikaci interních chybných operací a externích útočníků, kteří se snaží získat interní přístup. Je schopen detekovat a identifikovat záměr interních nebo externích uživatelů narušit síť. IDS přicházejí ve dvou běžných formách: systémy detekce digitálních podpisů a systémy detekce nesrovnalostí. Vetřelci často útočí na digitální podpisy, aby získali přístup do systému nebo ohrozili integritu sítě. Systém detekce digitálního podpisu porovnává aktuální charakteristiky útoku s databází známých charakteristik útoku a nakonec určí výsledek porovnání podle zvolené citlivosti. Poté se podle výsledku porovnání určí výskyt útočného chování tak, aby se útočné chování zablokovalo a upozornilo správce systému, že aktuální systém je napaden. Technologie detekce nesrovnalostí určuje výskyt narušení a varuje správce systému porovnáním rozdílu mezi chováním běžícího systému a normálním chováním systému. IDS může například detekovat abnormální aktivitu systému o půlnoci nebo těžký přístup k I/O portu z externí sítě. Pokud dojde k abnormální aktivitě, IDS může blokovat útoky a upozornit správce systému.
Oba výše uvedené systémy IDS mají své výhody a nevýhody, ale všechny mají stejný problém -, jak nastavit citlivost detekce. Vysoká citlivost způsobí falešné poplachy narušení a IDS provede odpovídající systémové akce pro každý poplach narušení. Proto příliš mnoho falešných poplachů narušení nejen zničí některé nezbytné funkce normálního systému, ale také způsobí mnoho poškození systému. zátěž navíc. Nízká citlivost způsobí, že IDS nebude moci detekovat výskyt některých chování při narušení, takže IDS přimhouří oči nad některým chováním při narušení, takže narušitel může úspěšně vstoupit do systému a způsobit nepředvídatelné ztráty.
3. Forenzní technologie po-událostech
Mechanismus protokolu auditu je soubor, který zaznamenává ověřovací informace a další charakteristické informace legálních a nelegálních uživatelů, a je jednou z hlavních post-forenzních technologií pro zabezpečení informací průmyslových řídicích systémů. Každý přístup do systému a související akce je proto třeba zdokumentovat. Při diagnostice a auditu, zda došlo k elektronickému narušení sítě, je auditní deník jedním ze základních kritérií posuzování. Kromě toho je záznam chování systému také běžnou technologií pro informační bezpečnost průmyslových SCADA systémů.
Jedná se o některé běžně používané a konvenční technologie v informační bezpečnosti průmyslových počítačových řídicích systémů a v procesu implementace informační bezpečnosti průmyslových řídicích systémů existují některé speciální klíčové technologie.
