אתגרים אבטחת סייבר ופתרונות ל- DCS Chemical Networks

מערכות בקרה מבוזרות (DCS) הן עמוד השדרה התפעולי של צמחי עיבוד כימיים מודרניים.הם לווסתים את כל מה מטמפרטורה ולחץ לשילוב כימי וזרימות חומריות.ללא DCS אמין, צמח אינו יכול לשמור על פעולות בטוחות, יעילות או יצרניות.בעשור האחרון, מערכות אלה התפתחו ממערכות אבטחה מבודדות, קנייניות של רשתות בקרה מורכבות, המבוססות על IP שמשלבות עם תכנון ארגוני (ER) וחיישנים, תוך כדי הפעלתן, אני לא רק לפלטפורמות קריטיות יותר, אלא גם היא לא רק לפלטפורמות אבטחה, אלא גם היא לא מהווה אמצעי אבטחה קריטיות, אלא גם היא לא רק לפלטפורמות קריטיות של רשתות אבטחה.

מאמר זה בוחן את האתגרים הדוחקים ביותר של אבטחת סייבר מול רשתות כימיות מבוססות DCS ומקווים פתרונות הניתנים לפעולה, מוכחים.זה גם בוחן טכנולוגיות מתפתחות ושינויים ארכיטקטוניים שיגדירו את הדור הבא של אבטחת סייבר תעשייתית.

הבנת הנוף האיום הייחודי של DCS

צמחים כימיים פועלים בתנאים שהופכים אותם למבדילים מייצור כללי או סביבות IT מסחריות.ההתכנסות של טכנולוגיה מבצעית (OT) וטכנולוגיית מידע (IT) יצרה משטח התקפה מורכב שבו פשרה אחת יכולה להיות בעלת השלכות פיזיות מרתיעות.

מדוע רשתות DCS שונות מ-IT

סביבות DCS עדיפות לזמינות ולבטיחות מעל לכל דבר אחר.ברשת תאגידית, כאשר השרת יורד, הפרודוקטיביות עלולה להיות מושפעת, אך לעתים רחוקות גורמת נזק פיזי או אובדן חיים להתרחש.בצמח כימי, התקפה של הכחשת שירות שמוציאה לולאה שליטה עלולה להוביל לתגובה משוחררת, שחרור רעיל או פיצוץ זה אומר שגישות אבטחה מסורתיות של IT, אשר לעתים קרובות מסתמכות על התאמות תכופות, לא יכולות להיות מופעלות ישירות, ולא יכולות להיות מסוגלות, לא יכולות להיות מסוגלות באופן ישיר, לא יכולות להיות מסוגלות, לסורקות, ללא הפרעה מבצעית, ללא הפרעה.

בנוסף, לרכיבי DCS יש מחזור חיים של 15-20 שנים או יותר.צמחים רבים מנהלים מערכות מתחילת שנות ה-2000 או אפילו בסוף שנות ה-90.מערכות מורשת אלה נועדו לאמינות וביצועים בתוך רשת מבודדת פיזית, לא להגנה מפני יריבים מודרניים.אין להם תכונות אבטחה בסיסיות כגון תקשורת מוצפנת, פרוטוקולים או פיקוח.

לחץ ושיקום

צמחים כימיים כפופים למסגרות רגולטוריות קפדניות שכבר מטפלות בבטיחות תהליך, אך תקנות אבטחת הסייבר תופסות את הסוכנות האמריקנית לאבטחת סייבר וביטוח תשתיות (CISA) פרסמו הנחיות ספציפיות למתקנים כימיים, והוראות NIS2 של האיחוד האירופי מחייבות דרישות חדשות למפעילי תשתיות קריטיות. Compliance אינה אופציונלית; כשל עמידה בתקנים יכולה לגרום ל קנסות, לסגת נוקשות, או לאובדן רישיון הפעלה מהיר יותר.

אתגרים משותפים ברשת Cybersecurity Networks

למרות המודעות הגוברת, מתקנים כימיים רבים ממשיכים להיאבק עם פערי אבטחה בסיסיים.האתגרים הבאים הם הנפוצים ביותר בכל התעשייה.

Legacy Systems ו-Unsupported Platforms

האתגר המתמשך ביותר הוא גיל ה-HMI של ציוד מותקן. רבים של בקרים DCS, I/O מודולים, וממשק ההפעלה האנושי-מכונה (HMI) פועל מערכות הפעלה שאינן נתמכות עוד על ידי הספקים שלהם.Windows XP, Windows 2000, ואפילו מערכות הפעלה בזמן אמת מותאמות אישית עדיין בשימוש פעיל בקומת הצמח.

גם כאשר החלופה מתוכננת, תקופת הביניים מותירה את הצמח פגיע.התוקפים לסרוק באופן פעיל עבור מערכות לא מכופות, ומכשיר מורשת אחד שנפגע יכול לשמש כנקודת כניסה לרשת DCS הרחבה יותר. ארגונים חייבים לאמץ פקדים כגון פלח רשת והגבלות גישה קפדניות כדי להגן על נכסים אלה עד שניתן יהיה לחדשם.

שיפור קישוריות והתרחבות של Attack Surfaces

צמחים כימיים מודרניים מחוברים יותר מתמיד. Distributed חיישנים, יחידות מסוף מרוחקות (RTUs), ושסתום חכם לתקשר על פרוטוקולים תעשייתיים כמו OPC-UA, Modbus TCP, ו- PROFINET. פרוטוקולים אלה תוכננו לעתים קרובות ללא הצפנה או אימות.בנוסף, צמחים רבים עכשיו יש יכולות גישה מרחוק עבור ספקים, מהנדסים, מפעילים עובדים מחוץ לאתר, בעוד גישה מרחוק יעילות ולהפחית עלויות, גם לפתוח את ה-VPN מאובטח.

עליית האינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT) מתחרה אתגר זה. Edge מכשירים ושערים לאסוף נתונים לניתוח או תחזוקה חיזוי עשוי להיות מחובר ישירות לאינטרנט או דרך פלטפורמות ענן.כל אחד מהמכשירים האלה מייצג נקודת כניסה פוטנציאלית.The FLT:0ICS אבטחת סייברכיבוכי FLT:1 באופן קבוע מדגיש את המחקרים שבהם חיישן טמפרטורה פשוט היה הווקטור הראשוני של מערכת בקרה משמעותית.

איומים פנימיים: מופנים ותאונות

לא כל האיומים באים משחקנים חיצוניים.עובדים, קבלנים, ספקים עם גישה לגיטימית לסביבה DCS יכולים לגרום נזק, או באמצעות רשלנות או רשלנות. מפעיל מופרך עם ידע של מגבלות אזעקה ונקודות יכול לשבש תהליך.בדרך כלל, מהנדס יכול לחבר מחשב אישי לרשת בקרה כדי להעלות קובץ, תוך הצגת קוד זדוני חברתי יעיל מאוד.

איומים פנימיים קשים לזיהוי מכיוון שהתנהגותו של המשתמש עלולה להופיע נורמלית עד הרגע של האירוע.הפחתת יעילות דורשת שילוב של בקרת גישה קפדנית, ניטור התנהגותי, ותרבות חזקה של מודעות אבטחה. ביקורות רגילות של הרשאות משתמשות והקלטה של מפגשים על פעולות קריטיות יכולות להפחית את הסיכון של נזק מקרי ומכוון.

איומים מתקדמים מ-UN-State Actors ו-Cyber Criminals

צמחים כימיים הם מטרות אטרקטיביות עבור מגוון של יריבים.לשחקנים מדינת הלאום עשויים לחפש לשבש תשתיות קריטיות למנף גיאופוליטי.קבוצות פושעי סייבר יותר ויותר למקד מתקנים תעשייתיים עם קמפיינים כופרים, בידיעה שההשפעה המבצעית יוצרת לחץ עצום לשלם במהירות.אירועי פיפיר קולוניאלי הראו כיצד סיסמה אחת שנפגעה עלולה לעצור את הפעילות בכל שרשרת האספקה.

התקפות נגד DCS לעתים קרובות מעסיקות טכניקות מתקדמות כגון פיזור של אנשי הנדסה, ניצול של פרצות אפס יום בתוכנה תעשייתית, ותנועה מאוחרת מרשתות IT לרשתות OT באמצעות אישורים גנובים.

פתרונות יעילים לשיפור אבטחת סייבר

התייחסות לאתגרים המפורטים לעיל דורשת אסטרטגיה מעומקת, מגובה הגנה, המותאמים לדרישות הייחודיות של סביבות DCS. הפתרונות הבאים הוכיחו יעילות ברחבי התעשייה הכימית.

רשת רשת ושטח הדה-צבאי

אחת הבקרות החזקות ביותר הזמינות היא קטע רשת.רשת DCS צריכה להיות מבודדת מרשת ה- IT הארגונית ומקשרים חיצוניים כלשהם.הגישה המומלצת היא ליצור אזור מתורבת תעשייתי (IDMZ) היא רשת buffer שיושבת בין OT ו- IT Domains. כל התנועה בין שני האזורים חייבת לעבור באמצעות סדרה של חומת אש ושערי תוכנה.

בתוך הסביבה של DCS עצמו, יש ליישם את הקטעים האחרים של מערכות בקרה קריטיות ומערכות מותאמות בטיחות (SIS) על VLAN שלהם, עם גישה מוגבלת ליצירות הנדסה מוסמך.שרתים נתונים היסטוריים ומפעילי HMIs ניתן להציב באזור נפרד עם כללי חומת אש מבוקרת בקפידה.אדריכלות זו מונעת תוקף אשר פוגע במערכת ביקורתית פחות מעברת מאוחר יותר לקרי הליבה.

עדכונים קבועים וניהול פטך

בעוד שתיקון מערכות DCS מאתגר, לא בלתי אפשרי ארגונים צריכים להקים תהליך ניהול חתמים רשמי הכולל בדיקות כל כתמים על סביבת מבחן העתקה או לא מקוון לפני הגשתם לייצור.עבור מערכות שלא ניתן לתקן בשל מגבלות הספק, תיקון וירטואלי יכול להיות מיושם באמצעות מערכות למניעת חדירה מבוססת רשת (IPS) אשר בודקות תנועה עבור חתימות ידועות, תוכנה ופגיעות יש לבצע בדיקה מקיפה של מערכת ניהול iFEC כדי להבטיח סטנדרטים: 1.com/FIF.

בקרת גישה חזקה ו- Multi-Factor Authentication

גישה ל- DCS צריכה להיות מוגנת על ידי מנגנוני אימות חזקים.עבור משתמשים, אימות רב-ספק (MFA) צריך להיות חובה עבור גישה מרחוק ועל כל גישה מקומית למשרות ניהוליות.בקרת גישה מבוססת תפקידים (RBAC) צריך להיות מיושם כדי להבטיח כי משתמשים יכולים רק לראות אינטראקציה עם המערכות הדרושות לתפקידם.מפעיל לא צריך להיות היכולת לשנות לוגיקה או על ידי מגבלות הנדסיות.

עבור תקשורת מכונה-למכונה, אימות מבוסס תעודה צריך לשמש בכל מקום אפשרי.פרוטוקולים תעשייתיים התומכים הצפנה (כגון OPC-UA עם מצב אבטחה) יש להגדיר כדי לדרוש אימות הדדי בין לקוחות לשרתים.כל אירועי גישה יש להטמיע ולנשלח למערכת מידע אבטחת מפתח וניהול אירועים (SIEM) למעקב.

גילוי פולשני ו ניטור מתמשך

בהפצה של מערכות זיהוי חומרים תעשייתיות ספציפיות (IDS) היא קריטית לזיהוי איומים בזמן אמת.בניגוד לפתרונות IDS ממוקדים IT, IDS תעשייתית מבינה פרוטוקולים OT ויכולה לזהות אנומליות המציינות התקפה מערכת בקרה, כגון Modbus לכתוב פקודה לרישום בלתי צפוי או שינוי לקושחה של בקר.

ניטור רציף גם מרחיב נקודות קצה.השחקנים לזיהוי ותגובה (EDR) יכולים להיות פרוסים על עבודות הנדסיות ושרי HMI שפועלים במערכות הפעלה תומכות.עבור מערכות ישנות שאינן יכולות לתמוך ב- EDR, גילוי פולשני מבוסס מארח באמצעות סינלוג ו ניטור התנהגות חיצוני יכול לספק חשיפה.כל הנתונים ניטור צריכים להאכיל במרכז פעולות אבטחה מרכזי (SOC) כי יש אנליסטים מאומן בשני האיומים על ידי IT ואיומים התנהגות חיצונית.

תרבות ניהול עובדים ואבטחת סייבר

טכנולוגיה לבדה אינה יכולה למנוע כל הפרה של גורמים אנושיים להישאר מרכיב קריטי של אבטחת סייבר.כל אנשי המפעל, ממאפעילים ועד למנהלים, לקבל הכשרה קבועה על יסודות אבטחת סייבר.אימון זה צריך להיות ספציפי לסביבה התעשייתית. המפעילים צריכים ללמוד כיצד לזהות התנהגות חשודה על מסך HMI. מהנדסים צריכים להבין את הסיכונים של שימוש בכוננים USB בחדרי בקרה.

סימולציות סימולציה יכולות להיות כלי אימון יעיל, אבל הם חייבים להתבצע בזהירות בסביבה OT כדי להימנע יצירת אזעקה כוזבת.המטרה היא לבנות תרבות שבה כולם מבינים שאבטחת סייבר חשובה כמו בטיחות תהליכים.

תכנון וקידוחים

לכל צמח כימי צריך להיות תוכנית תגובה מפורטת ומתועדת שבמיוחד מתייחס למקרי סייבר של DCS. תוכנית זו צריכה להיות נפרדת מתוכנית התגובה לאירועי ה-IT הכללי, כי הנהלים לפירוק מערכת בקרה נפגעת שונים באופן דרסטי.התוכנית חייבת לציין כיצד לשמור על פעולות בטוחות במהלך אירוע, כיצד לתקשר עם הרגולטורים והאכיפה החוקית, וכיצד לשחזר מערכות למצב טוב ידוע.

תרגילים קבועים טבלאות ותרגול בקנה מידה מלא צריך להתבצע כדי לבדוק את התוכנית. התרגילים האלה צריך לערב פעולות, הנדסה, IT, אבטחה, בטיחות ומנהיגות המבצעת.פוסט-exercise ביקורות צריך לזהות פערים ומובילים לשיפורים התוכנית.

מגמות עתידיות ב- DCS Cybersecurity

הנוף האיום ממשיך להתפתח, ולכן חייב אסטרטגיות הגנתיות.כמה מגמות מתעוררות מעצבות את עתיד אבטחת הסייבר עבור רשתות DCS כימיות.

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות לגילוי איומים

AI ו-ML נעים מעבר ל-zwords והופכים לכלים מעשיים עבור מודלים של למידה תעשייתית.מכונה יכולים לנתח כמויות עצומות של תעבורת רשת ומערכת יומני לזהות דפוסים עדינים המעידים על התקפה ברשת מראש.בניגוד לזיהוי מבוסס חתימה, מערכות מבוססות ML יכולות לזהות התקפות חדשות, כולל אפס ימי שימוש ותוכנות זדוניות פולימורפיות.

עם זאת, פריסת AI בסביבות OT דורשת אימות זהיר.חיוב כוזב חייב להיות מצמצם כדי למנוע עייפות ערנית ושיבושים תפעוליים מיותרים.הגישה הטובה ביותר היא להשתמש ב-AI כשכבה משולשת שדגל אירועים אפשריים עבור אנליסטים אנושיים, ולא כמערכת תגובה אוטומטית שיכולה להפריע לתפקודי בקרה קריטיים.

מודל אבטחה Zero-Trust

ארכיטקטורת אפס אמון, אשר מניחה כי אין משתמש או מכשיר מהימן כברירת מחדל, מותאם לסביבות OT. ברשת Zero-אמון DCS, כל בקשה לגישה היא אותנטית, מוסמכת ומוצפנת, ללא קשר לשאלה אם היא מקורה מבפנים או מחוץ לרשת. מיקרו-סגירציה היא מנעה מפתח, המאפשרת שליטה גרפית על תקשורת בין מכשירים בודדים.

יישום אפס אמון בסביבה DCS מאתגר כי בקרים מבוגרים רבים אינם תומכים בפרוטוקולים האימות הדרושים. במקרים אלה, אפס-אמון ניתן לאכוף באמצעות שערים ברמת הרשת ורשת מוגדרת תוכנה (SDN) אשר עוטפים תנועה מורשת עם בקרה ביטחונית מודרנית.

ביקורת אבטחה רציפה והתאמה אוטומטית

דרישות רגולטוריות הופכות ליותר מחמירות, וביקורת ידנית כבר אינן מספיקות.כלי ביקורת אוטומטיים שפועלים באופן פסיבי ברשתות OT יכולים להעריך באופן מתמיד את היציבה הביטחונית של סביבת DCS. כלים אלה יכולים לאמת כי חוקי הפיצול נמצאים במקום, כי גרסאות קושחה הן הנוכחיות, כי נמלים לא בשימוש סגורים, וכי אימות זה הוא נאכף.

ביקורת מתמשכת גם עוזר לארגונים לזהות סחף תצורה, שבו שינוי זמני שנעשה במהלך תחזוקה אינו חוזר לקו הבסיס הבטוח.על ידי השוואת המצב הנוכחי של הרשת לתצורה של הזהב, כלים אלה יכולים לדגל סטיית לפני שהם הופכים להיות מנוצלים.

בניית תוכנית אבטחה של DCS

אבטחת סייבר עבור רשתות כימיות של DCS אינה פרויקט חד פעמי; זוהי תוכנית מתמשכת שחייבת להתאים לשינוי איומים, טכנולוגיות ודרישות תפעוליות.הארגונים המצליחים ביותר מתייחסים לאבטחת סייבר כחלק בלתי נפרד מפעילות צמחית, לא כמחשבה לאחר מכן.הם משקיעים באנשים, תהליכים וטכנולוגיה במידה שווה.

הצעות מפתח לבניית תוכנית גמישה כוללות: קביעת פיזור רשת כשליטה בסיסית, הקמת תהליך ניהול דומיינים קפדני המהווה מגבלות רבות, פריסת כלי ניטור תעשייתיים ספציפיים, וטיפוח תרבות מודעת אבטחה על פני כל כוח העבודה. אנגינג עם עמיתים בתעשייה ושיתוף מודיעין איומים באמצעות ארגונים כגון FLT:0 האגודה הבינלאומית של אוטומציה (ISA)Fal Society of Automation)Fevolveir יכול גם לעזור בפיתוח סיכונים קדימה.

התעשייה הכימית תמיד הצליחה לסיכוני בטיחות מורכבים בתהליך משמעת ודיוק, החלת אותו חומר לאבטחת סייבר תבטיח שרשתות DCS יישארו בטוחות, אמינות ומאובטחות בעולם מחובר יותר ויותר.