Evolutionary Uhkamaisema älykkään verkkokyberturvallisuuden

Digitaalinen transformaatio sähköverkkoja on luonut monimutkainen hyökkäyspinta, joka uhkaa toimijoita - yksinäisistä hakkereista valtion tukemiin ryhmiin - ovat aktiivisesti tutkimassa. Onnistunut murtuma voi kaskade yhdestä haavoittuvasta laitteesta laajalle levinneisiin sähkökatkoksiin, laitteiden tuhoutumiseen tai jopa ihmishenkien menetykseen. Viimeaikaiset hyökkäykset, kuten 2015 ja 2016 Ukrainan sähköverkkoon liittyvät tapahtumat ja 2021 siirtoputkistoon kohdistuvat lunnasohjelmat (vaikkakaan ei ruudukkohyökkäys sinänsä, se korosti infrastruktuurin haavoittuvuutta), korostavat vakaiden kyberturvallisuustoimenpiteiden kiireellisyyttä.

Kansanvalta ja kehittyneet pysyvät uhkat

Valtion tukemilla vastustajilla on resursseja ja kärsivällisyyttä tunkeutua syvälle verkkoverkkoihin. Heidän tavoitteisiinsa kuuluu usein vakoilu, kriittisten järjestelmien kartoitus tulevaa sabotaasia varten tai pysyvien takaovien luominen. [ Teollisuusvalvontajärjestelmät [[], jotka hallinnoivat voimantuotantoa, siirtoa ja jakelua, ei alun perin suunniteltu kyberturvallisuuden mielessä, joten ne ovat ensisijaisia tavoitteita. Esimerkiksi TRITON- haittaohjelmistokehys, joka on kohdistettu Schneider Electric.

Ransomware Targeting Energy Utiliities

Ransomware-operaattorit pitävät energialaitoksia yhä enemmän korkean arvon kohteina, koska seisokkikustannukset ovat tähtitieteellisiä. Toisin kuin perinteinen tietojen salaus, jotkin lunsomware-kannat nyt kohdistuvat ICS-spesifisiin protokolliin, mahdollisesti sulkemalla operaattorit pois valvontajärjestelmistä. Apuohjelmien on varaosista palautumisen varalta oltava mahdollista, koska tarvitaan reaaliaikaista toiminnan jatkuvuutta. [DarkSide ransomware-hyökkäys Colonial Pipeline -kaasuputkistossa häiritsi polttoaineen toimitusta kaikkialla Yhdysvalloissa Itärannikolla, mikä osoittaa, että jopa putkiston ohjausjärjestelmät ovat haavoittuvia.

Toimitusketjuun ja kolmansien osapuolten riskeihin liittyvät riskit

Modernit älyverkot perustuvat tuhansiin komponentteihin sadoilta myyjiltä: älymittareihin, releisiin, RTUs, PLC:iin ja verkkolaitteisiin. Haavoittuvuus, joka on otettu käyttöön yhdessä firmware-päivityksessä tai vaarantuneessa moduulissa, voi levitä koko verkkoon. [SolarTuuli [[] ja [Kaseya[] -toimitusketjuhyökkäykset osoittivat, kuinka luottavainen ohjelmistotoimittaja voi johtaa laajaan kompromissiin. Älykkäiden verkkojen osalta tämä riski on vahvistettu, koska laitteilla on usein pitkä käyttöikä eikä niitä saa säännöllisesti.

Älykkäiden verkkojen kriittiset komponentit

Jokainen kerros älyverkon, sukupolvesta kuluttajaan ... Älykäs mittari, esittelee hyökkäys pinnat, jotka tarvitsevat suojaa. Ymmärtäminen nämä komponentit auttaa priorisoimaan tietoturvan investointeja.

SCADA-järjestelmät ja ohjauskeskukset

Valvonta- ja tiedonhankintajärjestelmät (SCADA) ovat verkon aivoja. Ne keräävät tietoa kenttälaitteista ja lähettävät ohjauskomennot. Legacy SCADA-järjestelmät toimivat usein vanhentuneilla käyttöjärjestelmillä ja käyttävät salaamattomia protokollia (esim. Modbus, DNP3 ilman turvalaajennuksia). Attackerit, jotka vaarantavat ohjauskeskuksen voivat mahdollisesti avata katkaisimia, poistaa muuntajia tai muuttaa kuormituksen poistojärjestelmiä. CISAn kyberturvallisuuden parhaita käytäntöjä[] ICS:lle ja eristää ohjausverkostoja demilitarisoituja vyöhykkeitä (DIZ) käyttäen on kriittinen.

Kehittyneet mittausinfrastruktuurit

Älykkäät mittarit ovat usein käytössä kentällä fyysisellä altistuksella ja rajallisella laskentateholla. Vaikka ne ovatkin yksittäisiä kohteita, koordinoitu hyökkäys tuhansia metrejä vastaan voisi häiritä laskutusjärjestelmiä tai sammuttaa virran suurille alueille, kuten Puerto Rico . Meter Ripper . Varmistetaan laiteohjelmistojen eheys, käyttäen vahvaa salausta viestintää, ja toteutetaan peukaloinnin havaitseminen ovat välttämättömiä AMI tietoturvan.

Viestintäverkot (WAN, LAN ja Langaton)

Älykkäät verkot riippuvat sähköasemien, hajautettujen energiavarojen (DER) ja ohjauskeskusten yhdistämiseen käytettävien langattomien ja langattomien verkkojen yhdistelmästä. IEC 61850 sähköaseman automaatiolle ja IEEE C37.118 synkrophasoreille on yhä enemmän käytössä standardi-IP-verkoissa. Ilman asianmukaista segmentoitumista ja salausta hyökkääjät voivat sieppata tai syöttää haitallisia paketit. Wi-Fi-verkot voivat olla syöttöpisteitä, jos niitä ei ole määritetty WPA3:n tai muiden voimakkaiden turvatoimenpiteiden avulla.

Älykkäiden verkkojen keskeiset kyberturvallisuusstrategiat

Puolustus-in-deeppert lähestymistapa, räätälöity toiminnallisiin rajoitteisiin sähköjärjestelmien, on tarpeen. Toisin kuin tyypillinen IT-järjestelmät, saatavuus on tärkeää: uudelleenkäynnistys muuntaja tai paikkaus suojarele voi vaatia suunniteltua katkoksia. Siksi strategioiden on tasapainotettava turvallisuutta ja operationaalinen sietokyky.

Säännöllisten riskien arviointi

Käyttökohteet tulisi suorittaa säännöllisesti kyberturvallisuusriskien arviointeja seuraavien puitteiden mukaisesti: [NIST.s Cybersecurity Framework (CSF)[] tai IEC 62443. Nämä arvioinnit tunnistavat korkean arvon varat, mahdolliset uhat ja olemassa olevat haavoittuvuudet. Riskinarviointi voi esimerkiksi paljastaa, että etäkäyttö sähköasemalle käyttää oletusarvoja tai että varavalvontakeskukselta puuttuu verkon segmentoituminen. Riskiin perustuva priorisointi on tehokkaampaa kuin yrittää suojella kaikkea tasapuolisesti.

Puolustus- ja segmentointitoimien toteuttaminen

Verkkojen segmentoituminen on verkkoturvallisuuden kulmakivi. [Purdue-malli (taso 0-5) ICS-turvajärjestelmälle erottaa yrityksen IT (taso 4-5) ohjausjärjestelmistä (taso 2-3) ja kenttälaitteista (taso 0-1). Palomuurien, yksisuuntaisten diodien (datadiodien) ja teollisuusdemilitarisoitujen vyöhykkeiden (IDMZ) käyttäminen estää suoran viestinnän vyöhykkeiden välillä. Esimerkiksi yrityssähköpostin kompromissi ei saisi antaa hyökkääjälle pääsyä suojareleeseen sähköasemalla. Mikro-segmentointi rajoittaa sivuttaista liikettä entisestään alueella.

Zero Trust Architecture (ZTA) -arkkitehtuurin hyväksyminen ruudukoille

Zero Trust olettaa, että mikään käyttäjä tai laite ei ole oletusarvoisesti luotettava edes verkon sisällä. Älykkäissä verkoissa tämä tarkoittaa jokaisen käyttöpyynnön tarkistamista valvontajärjestelmiin, soveltamalla vähiten privilegen politiikkaa ja jatkuvaa poikkeavuuksien seurantaa. ZTA:n toteuttaminen OT-ympäristöissä edellyttää huolellista suunnittelua, koska perinteiset laitteet eivät välttämättä tue modernia todentamista. Kuitenkin teknologiat, kuten verkon kulunvalvonta (NAC) OT:lle ja monitoimisen todentamisen (MFA) ihmisille ovat toteutettavissa. [CISA Zero Trust Areaty Model[] tarjoaa ohjeita infrastruktuurisektoreille.

Laaditaan vaaratilanteiden torjunta- ja elvytyssuunnitelmat

Jopa paras puolustus voidaan rikkoa. Apuohjelmat on oltava vaaratilanteiden torjunta suunnitelmia, jotka kattavat paitsi IT-järjestelmät myös OT ja fyysinen turvallisuus. Tabletop harjoitukset simuloimalla verkkokatkoksen voi paljastaa aukot viestinnässä välillä tekniikka, turvallisuus, ja oikeudellinen tiimit. Elvytyssuunnitelmat pitäisi sisällyttää menettelyt manuaalinen käyttö sähköasemien, jos SCADA ei ole saatavilla. Ottaa ilmaan kytketty varmuuskopioita kriittisiä konfiguraatiotiedostoja ja firmware kuvien on elintärkeää.

Sääntelypuitteet ja -standardit

Toimialastandardien noudattaminen auttaa varmistamaan turvallisuuden perustason. Yhdysvalloissa Pohjois-Amerikan sähkövarmuusyhtiö (NERC) valvoo kritical Infrastructure Protection (CIP) -standardeja[[] irtotavarana sähköjärjestelmissä. Nämä standardit kattavat tietoturvan hallinnan, henkilöstön koulutuksen, sähköisen kehät, vaaratilanteiden raportointi ja palautumisen. Monia pienempiä laitoksia ja jakelijoita ei kuitenkaan suoraan säännellä NERC CIP:llä, mikä luo mahdollisia aukkoja. Kansainvälisesti ] IEC 62351[ -standardi tarjoaa tietoturvan sähköjärjestelmien viestintään, mukaan lukien IEC 61850:n ja DNP3:n kaltaisten protokollaen salaus ja todentaminen. Näiden standardien hyväksyminen voi vapaaehtoisesti parantaa turvallisuutta, vaikka niitä ei ole valtuutettu.

Tekoälyn ja koneoppimisen rooli

Al- ja ML-malleja käytetään yhä enemmän havaitsemaan verkkotoiminnassa poikkeavuuksia, jotka voivat osoittaa verkkohyökkäyksiä. Esimerkiksi äkillinen piikki verkkoliikenteessä älymittarista tai epätavallinen ohjauskomentosarja voi laukaista hälytyksiä. ML-mallit voivat oppia normaalin käyttäytymisen kuvioita jännite, taajuus, ja suojaava rele toiminta, sitten lippujen poikkeamat. Kuitenkin, nämä järjestelmät on koulutettava edustava data ja huolellisesti validoitu välttää vääriä positiivisia, jotka voivat poistaa operaattorit. Al-pohjainen turvallisuus voi myös auttaa automatisoitu uhkanmetsästys ja rikosteknisen analyysin jälkeen.

Turvallisuuskulttuurin luominen

Teknologia yksin on riittämätöntä; ihmiset ovat usein heikoin linkki. Työntekijät, urakoitsijat ja myyjät tarvitsevat jatkuvaa koulutusta phishing, sosiaalinen suunnittelu ja turvallinen etäkäyttö käytäntöjä. Monet rikkomiset alkavat vaarantunut tunnusluku saatu kautta keihäs-pheding sähköpostin kohdistaminen hyödyllisyystyöntekijä. Luominen . Katso jotain, sano jotain . kulttuuri ja sisällyttämällä kyberturvallisuuden KPI osaksi suorituskykyä arviointi voi vahvistaa valppautta. Lisäksi, laitosten olisi osallistuttava tiedonjako ryhmiä kuten Sähköinen tiedonjako- ja analyysikeskus (E-ISAC)[ saada ajoissa uhkatieto.

Tulevaisuuden ohjeet älykkään verkkoturvallisuuden alalla

Koska verkkoihin integroidaan hajautetumpia energiavaroja (akku-, tuuli-, akku- ja aaltovarastot) ja niissä otetaan käyttöön kehittyneitä teknologioita kuten 5G, IoT ja reunalaskenta, hyökkäyspinta laajenee. Kyberturvallisuusstandardien on kehityttävä kattamaan nämä uudet komponentit. Kvanttiturvallinen salaus voi olla tarpeen pitkäikäisille verkko-omaisuudelle. Lisäksi kansainvälinen yhteistyö - kuten Kansainvälinen energiavirasto - on välttämätöntä turvallisuuskäytäntöjen yhdenmukaistamiseksi yli rajojen. Käyttökohteiden olisi aloitettava suunnittelu nyt tulevaisuutta varten, jossa verkkoturvallisuus ei ole vain tietoteknistä lisätarvetta vaan perussuunnittelua koskeva vaatimus.

Älykkäiden verkkojen suojaaminen verkkohyökkäyksiltä ei ole kertaluonteinen hanke vaan jatkuva prosessi, joka edellyttää sitoutumista johtajuudelta, jatkuvilta investoinneilta ja yhteistyöltä koko toimialalla. Toteuttamalla tasollisia puolustustoimia, noudattamalla tunnustettuja standardeja ja edistämällä tietoturvaa tiedostavaa kulttuuria sidosryhmät voivat vähentää merkittävästi verkko- vastustajien aiheuttaman katastrofaalisen verkkovian riskiä. Ennaltaehkäisyn kustannukset ovat paljon alhaisemmat kuin laajalle levinneen sähkökatkoksen kustannukset.