امنیت سایبری هوشمند شبکه: حفاظت از زیرساخت های بحرانی از حملات سایبری

اجزای حیاتی در خطر در شبکه های هوشمند

هر لایه شبکه هوشمند، از نسل به متر هوشمند مصرف کننده، سطوح حمله ای را ارائه می دهد که نیاز به حفاظت دارند.

سیستم های SCADA و مراکز کنترل

سیستم های نظارت و کنترل داده ها (SCADA) مغز شبکه هستند.آنها داده ها را از دستگاه های میدانی جمع آوری می کنند و دستورات کنترل را ارسال می کنند. سیستم های عامل قدیمی اجرا می شوند و از پروتکل های رمزگذاری نشده استفاده می کنند (به عنوان مثال، Modbus، DNP3 بدون پسوند امنیتی).

زیرساخت های پیشرفته (AMI)

متر های هوشمند اغلب در زمینه با قرار گرفتن فیزیکی و قدرت محاسباتی محدود قرار می گیرند، در حالی که آنها اهداف کم اولویت به صورت جداگانه هستند، حمله هماهنگ به هزاران متر می تواند برای مختل کردن سیستم های صورتحساب یا خاموش کردن قدرت به مناطق بزرگ، همانطور که در سناریوی پورتوریکو "Meter Ripper" دیده می شود، استفاده از یکپارچگی قوی برای ارتباطات، و اجرای امنیت ضروری است.

شبکه های ارتباطی (WAN، LAN و Wireless)

شبکه های هوشمند به ترکیبی از شبکه های سیمی و بی سیم برای اتصال زیر ایستگاه ها، منابع انرژی توزیع شده (DERs)، و مراکز کنترل مانند IEC 61850 برای اتوماسیون زیر ایستگاه و IEEE C3718 برای همگام سازی بیماران به طور فزاینده ای در شبکه های استاندارد IP استفاده می شود بدون تقسیم بندی مناسب و رمزگذاری، مهاجمان می توانند بسته های مخرب را ردیابی یا تزریق کنند.

استراتژی های امنیت سایبری Core برای شبکه های هوشمند

یک رویکرد دفاعی در عمق، که متناسب با محدودیت های عملیاتی سیستم های قدرت است، لازم است. برخلاف سیستم های معمولی IT، در دسترس بودن بسیار مهم است: راه اندازی مجدد یک مبدل یا پچ کردن یک رله محافظ ممکن است نیاز به قطع برنامه ریزی شده داشته باشد، بنابراین استراتژی ها باید امنیت را با انعطاف پذیری عملیاتی متعادل کنند.

انجام ارزیابی های ریسک منظم

خدمات درمانی باید ارزیابی های ریسک سایبری دوره ای را پس از چارچوب هایی مانند چارچوب امنیت سایبری NIST (CSF) انجام دهد یا IEC 62443، این ارزیابی ها دارایی های با ارزش بالا، تهدیدات بالقوه و آسیب پذیری های موجود را شناسایی می کنند.به عنوان مثال، یک ارزیابی خطر ممکن است نشان دهد که دسترسی از راه دور به یک زیر ایستگاه از اعتبار پیش فرض استفاده می کند یا اینکه یک مرکز کنترل شبکه پشتیبان فاقد ریسک بیشتر است.

پیاده سازی دفاع در قسمت و تقسیم بندی

تقسیم بندی شبکه یک سنگ بنای امنیت شبکه است. مدل Purdue (Level 0-5) برای امنیت ICS جدا کردن IT شرکت (Level 4-5) از سیستم های کنترل (Level 2-3) و دستگاه های زمینه (Level 0-1) با استفاده از فایروال، یک دیود (داده)، و نمونه های صنعتی (مانند اتصال مستقیم) برای جلوگیری از اتصال مستقیم به یک منطقه اتصال مستقیم.

اتخاذ معماری Zero Trust Architecture (ZTA) برای شبکه های اجتماعی

Zero Trust فرض می کند که هیچ کاربر یا دستگاه به طور پیش فرض، حتی در داخل شبکه، برای شبکه های هوشمند، این بدان معنی است که تأیید هر درخواست دسترسی برای سیستم های کنترل، اعمال سیاست های حداقل درجه اول، و نظارت مداوم برای ناهنجاری های قابل اجرا ZLT نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد، زیرا دستگاه های میراث ممکن است از احراز هویت مدرن پشتیبانی نکنند، با این حال، فن آوری هایی مانند مدل دسترسی شبکه (FFA) و پشتیبانی از اپراتورهای چند منظوره (F) برای هدایت کاربر (F) و ما (FCEF) پشتیبانی از سیستم های پشتیبانی از احراز هویت چند منظوره (F) پشتیبانی می کنند.

ایجاد پاسخ به حوادث و برنامه های بازیابی

حتی بهترین دفاع می تواند نقض شود.هواپی.ت.بی.ت.بی.ت باید برنامه های واکنش حادثه ای داشته باشد که نه تنها سیستم های IT را پوشش می دهد بلکه باید شامل روش های کاربردی برای عملیات دستی ایستگاه های فرعی باشد اگر SCADA فاقد پشتیبان گیری از فایل های پیکربندی و سیستم عامل حیاتی باشد.

چارچوب های تنظیم و استانداردها

انطباق با استانداردهای صنعت به طور داوطلبانه تضمین سطح پایه امنیت در ایالات متحده، شرکت اطمینان الکتریکی آمریکای شمالی (NERC) به اجرا در می آورد (FLT:0) استانداردهای حفاظت از زیرساخت های پایه (CIP) [FLT 1 برای سیستم های ارتباطات الکتریکی عمده، این استانداردها مدیریت امنیت، آموزش پرسنل، محیط های الکترونیکی، گزارش حادثه، و بازیابی، و بسیاری از خدمات استاندارد کمتر [850] را به طور مستقیم تنظیم نمی کند.

نقش هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

AI و ML به طور فزاینده ای برای تشخیص ناهنجاری در عملیات شبکه ای که ممکن است حملات سایبری را نشان دهد، استفاده می شود، به عنوان مثال، یک موج ناگهانی در ترافیک شبکه از یک متر هوشمند یا یک توالی فرمان کنترل غیر معمول می تواند هشدار را ایجاد کند. مدل های ML می توانند الگوهای رفتاری طبیعی برای ولتاژ، فرکانس و عملیات رله محافظت، سپس انحراف پرچم را یاد بگیرند، با این حال این سیستم ها باید در داده های نمایندگی و با دقت معتبر آموزش داده شوند تا از تجزیه و تحلیل های امنیتی مبتنی بر حادثه جلوگیری کنند که ممکن است به اپراتورهای امنیتی خودکار کمک کند.

ایجاد فرهنگ امنیت

فناوری به تنهایی کافی نیست؛ مردم اغلب ضعیف ترین پیوند کارکنان، پیمانکاران و فروشندگان نیاز به آموزش مداوم در مورد فیشینگ، مهندسی اجتماعی و شیوه های دسترسی از راه دور امن دارند. بسیاری از رخنه ها با یک اعتبار به خطر افتاده به دست آمده از طریق یک کارمند ایمیل به موقع و به موقع هدف قرار دادن یک کارمند ابزار، ایجاد یک "نگاه کنید به چیزی، چیزی" فرهنگ و ترکیب KPI های امنیت سایبری به ارزیابی عملکرد می تواند علاوه کمک به اشتراک گذاری اطلاعات (مانند اشتراک گذاری اطلاعات).

مسیر های آینده در Smart Grid Security

از آنجایی که شبکه ها منابع انرژی توزیع شده بیشتری را ادغام می کنند (solar، باد، ذخیره سازی باتری) و اتخاذ فن آوری های پیشرفته مانند 5G، IoT و محاسبات لبه، سطح حمله گسترش خواهد یافت. استانداردهای امنیت سایبری باید برای پوشش این اجزای جدید تکامل یابد. رمزنگاری امن کوانتومی ممکن است برای دارایی های شبکه ای طولانی مدت ضروری شود.

محافظت از شبکه های هوشمند از حملات سایبری یک پروژه یک بار نیست بلکه یک فرایند مداوم است که نیاز به تعهد از رهبری، سرمایه گذاری مداوم و همکاری در سراسر صنعت دارد.با اجرای دفاع لایه، پس از استانداردهای شناخته شده و پرورش یک فرهنگ آگاه امنیتی، ذینفعان می توانند به طور قابل توجهی خطر شکست شبکه فاجعه بار ناشی از دشمنان سایبری را کاهش دهند.