מערכות בקרה תעשייתיות (ICS) מהוות את עמוד השדרה של תשתיות קריטיות מודרניות, פיקוח ואוטומטיות במגזרים כגון דור אנרגיה, טיפול במים, עיבוד כימי, וייצור. בעוד מערכות אלה הופכות יותר ויותר מקושרות לרשתות תאגידיות והאינטרנט, החשיפה שלהן לכישלונות מקריים והן להתקפות סייבר מכוון צומחות.מבטיחות ואבטחה של סביבות ICS היא רבת, ואחת מהשיטות היעילות ביותר, אך תובעניות, הן יכולות לחשוף את החשיבות והשיטות האבטחה והעיצוביות הקיימות, ולארגן, ולארגן, את שיטות אבטחה ופעולות המתאימות, הן, הן, הן שיטות אבטחה ופעולות המתאימות, הן שיטות אבטחה ופעולות של מערכת אבטחה ופעולות אסטרטגיות אבטחה ופעולות מכניות, הן יכולות לשנות את שיטות אבטחה ופעולות הרסניות, הן, הן שיטות אבטחה ופעולות אבטחה ופעולות אבטחה ופעולות אסטרטגיות אבטחה מתקדמות.

הבנת מערכות בקרה תעשייתיות והפגיעות שלהם

כדי להעריך את התפקיד של הנדסה הפוכה, חיוני להבין לראשונה את ההרכב של ICS מודרני.מערכות אלה בדרך כלל כוללים פיקוח ובקרה (SCADA) מערכות בקרה מחוספס (DCS), ובקרי לוגיקה הניתנים לתוכנה (PLCs) אלה, בדרך כלל, קובצי Cookie של מערכות בקרה ויישומים תפעוליים, ללא חיישנים, פועל, פועל יחידות מסוף מרוחקות (RTUs), בין אם ממשקי אבטחה אישיים (H3) ואפקטים, לעתים קרובות, כגון רכיבי אבטחה מתקדמים, כגון רכיבי אבטחה, או מערכות אבטחה, כגון: DPC).

מה זה הנדסה הפוכה ב-ICS Context?

הנדסה הפוכה ב ICS מתייחסת לתהליך של הפקת ידע או מידע עיצוב ממערכת קיימת - חומרה, קושחה, תוכנה או פרוטוקולי תקשורת - על ידי ניתוח המבנה שלה, תפקוד ותפעול.בניגוד להנדסתה קדימה, אשר בונה מערכת מפרטים, הנדסה לאחור מתחילה עם המוצר המוגמר ועובדת לאחור כדי להבין את פעולתו הפנימית.בסביבות ICS, זה יכול לכלול דיסמלינגרדת של מערכות בינאריות, קבצים מצורפים, אך מאפשר ניתוח אבטחה לא מתאים, אלא ניתוח שיטות פעולה, אלא ניתוח יעיל יותר, אך פעולה, אך פעולה אופטיקה, אך פעולה אופטיקה, אך מסייע לאחור, אך פעולה אופטיקה, אך ורק כדי להבין את מערכת אבטחה יעילה יותר, אך פעולה יעילה יותר, אך ורק כדי להבין את מערכת אבטחה יעילה יותר, תוך כדי להבין את מערכת הפעלה טובה יותר, תוך כדי ניתוח יעיל יותר, תוך כדי ניתוח של מערכת אבטחה.

מטרות מפתח של הנדסה הפוכה ICS

  • גילוי:0 [xvinerabilityגילוי:] גילוי באגים של תוכנה, דפוסים עיצוב לא מאובטחים, אישורים קודמו, או חשבונות אחוריים בקושחה או לשלוט בהגיון.
  • ניתוח בטיחותי:0 (FLT:1) להבין כיצד רכיבי מערכת נכשלים בתנאים חריגים ומציינים כישלונות אפשריים של חיפוי שעלול להוביל לאירועים מסוכנים.
  • (FLT:0) יחסיות ורגישויות: אנדרל 1 (כאשר תיעוד מקורי חסר או ספקים הם ללא אחריות, הנדסה לאחור מאפשרת למהנדסים לממשק ציוד מורשת עם מערכות מודרניות או לחקור אירועים לאחר אנומליה.
  • ניתוח:0 (Protocoleur: FLT:1 Deconstructing פרוטוקולים תקשורת לא מוצפים או קנייניים כדי לזהות בדיקות אימות או יושרה חסרות, ולפתח פתרונות אבטחה או שערים.

התפקיד הקריטי של הנדסה הפוכה לבטיחות

בטיחות היא הדאגה העיקרית לתכנון עבור כל מערכת בקרה תעשייתית.כישלון מושל טורבינות כוח, בקר טמפרטורה כורים כימי, או רצף טיפול במים פסולת יכול להיות השלכות קטסטרופליות עבור אנשים והסביבה.הנדסת בטיחות מסורתית מסתמכת על סטנדרטים כגון IEC 61508 ו- IEC 61511, אשר קובע אימות קפדני ובדיקה.

מצבי כישלון נסתרים וירידה לאורך זמן

רכיבים ICS רבים פועלים במשך עשרות שנים ללא עדכוני קושחה.לאורך זמן, גורמים סביבתיים, הזדקנות רכיב, ושינויים בשטח בלתי מבוקרים יכולים להציג שינויים עדינים בהתנהגות. הנדסה הפוכה יכולה לזהות את הסחף הללו באמצעות השוואת קוד הקושחה בפועל או התנהגות חומרה נגד מודלים התייחסות.לדוגמה, ניתוח של מחזור מיפוי זיכרון או מיפוי אבטחה שגוי עשוי לחשוף כי שגרת בטיחות הייתה בלתי נמנעת על ידי מהנדסי ראייה מוקדמת עלולה להטמיעה של תקלות, אשר עלולות, באופן דומה, אשר עלולות, אשר עלולות, באופן מדויק יותר, באופן מדויק, אשר עלולות, אשר עלולות לבצע בדיקות מוטציות מוטציות גורמות למניעה של פעולות לוגיות ממושכות, באופן דומה, לאחר מכן, אשר עלולות, באופן מדויק יותר, על ידי זיהוי של מוטציות מוטציות מוטציות גורמות למניעה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, באופן מדויק של מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות גורמות למניעה, לאחר מכן, עלולות למניעה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן

מקרה מחקר: שיפורים בטיחות באמצעות ניתוח תוכן

במקרה אחד המתועד, יצרן של טורבינות גז תעשייתיות נתקל בעיכובים בלתי צפויים במהלך רצף ה-up. אבחון מסורתי לא יכול לבודד את הסיבה. חוקרי אבטחה ביצעו ניתוח סטטי של קושחה של בקר טורבינות וגילו כי תנאי סניף מפוקפק בלוגיקה הסטארט-אפ לעתים יביא בטעות חלוקה-על-ידי אפס, מה שגורם לבקר להיכנס למצב לא מוגדר ולדחוף חירום על ידי עצירה לאחור של הנדסה, הוא מסוגל להשתמש באופן מיידי של צוות ה-ידי הנדסה מחדש.

אבטחת סייבר באמצעות הנדסה הפוכה

אבטחת סייבר ב-ICS מפגרת מאחורי זה של סביבות IT מסורתיות.ההתכנסות של הטכנולוגיה המבצעית (OT) עם רשתות IT, המונעות על ידי תעשיית 4.0 ויוזמות IIoT, חשפה מערכות בקרה לאיומים שמנצלים את אותן טכניקות המשמשות במערכות ארגוניות, כגון phishing, מרחוק קוד הוצאה להורג ופשרת שרשרת האספקה. הנדסה הפוכה היא אבן הפינה של פעולות הגנה והגנתיות בתוך ICS:

ניתוח Malware ומודיעין איומים

איומים כהפיסטים מכוונים ICS, כגון Stuxnet, Industroyer ו Trisis, מפגינים את המושכות שאליהם יריבים הולכים להבין ולתפעל מערכות בקרה.כאשר דגימת קוד זדוני חדשה ספציפית ICS מתגלה, הנדסה הפוכה היא הדרך היחידה לקבוע את מנגנון המסירה של המטען שלה, שליטה ובקרה ערוצים, ואת ה- PLC או RTU הספציפיים שהוא מטרות. לדוגמה, ניתוח של קוד זדוני של קוד זדוני זה לא יכול היה לפתח יכולת הפעלה מחדש של פונקציות דומות.

ביקורת אבטחה

מכשירים ICS רבים עם קושחה המכילה פרצות ידועות, כגון buffer overflows, אלגוריתמים קריפטוגרפיים מחוסנים, או מחדלים לא מאובטחים. Reverse הנדסה מאפשר לאנשי מקצוע אבטחה לבצע ביקורת יסודית של תמונת הקושחה.טכניקות כגון צוותים בינאריים נגד גרסאות מאובטחות ידועות, ביצוע סימבולי כדי לחקור נתיבי קוד, ומיזוג של ⁇ קדמית ברשת יכול לחשוף אפס דלתות, לדוגמה, כדי למנוע את נוכחות הפוכה, לפני שקופה הפוכה, לפני שנראית לאחור.

פרוטוקול הנדסה הפוכה לתקשורת מאובטחת

פרוטוקולים תעמולה הם קשים לשמצה לאבטחה כי מפרטים שלהם לעתים קרובות אינם זמינים.על ידי הנדסה לאחור פרוטוקולים אלה - באמצעות ניתוח תעבורה רשת, אוטובוס sniffing, או קושחה disconly - מהנדסי אבטחה יכולים לזהות תכונות אבטחה חסרות.הם יכולים לפתח שערי אבטחה שקוף או עטיפה פרוטוקולים שמוסיפים אימות והצפנה מבלי צורך שינויים למכשירים מורשת. גישה זו שימשה בהצלחה במגזרים כמו שמן וגז, שבו מערכות יחסים מסוג RTU-פרטיביות, אשר מאפשרות שידורים של התקפות הנדסה מחדש של מערכות הגנה מחדש של מערכות הגנה על פני מערכות הפעלה מחדש של מערכות הצפנה.

שיטות וכלים להנדסת ICS הפוכה

הנדסה הפוכה מערכת בקרה תעשייתית דורשת שילוב של ידע דומיין, חומרה מיוחדת וכלים תוכנה.התהליך בדרך כלל עוקב אחר גישה מגובשת:

שלב 1: איסוף מידע וניתוח סטטי

לפני נוגעים במערכת הממשית, החוקרים אוספים את כל המסמכים הזמינים, כולל גליונות נתונים, דיאגרמות נודדות, וכל קוד המקור זמין לציבור.Next, ניתוח סטטי מבוצע על קוד קושחה או תוכנת יישום מבלי לבצע אותם.כלי כגון Ghidra, IDA Pro, ו- Radareare2 משמשים כדי לפרק את הקוד. for PLC-specific Logic, כלים מיוחדים כמו LD (עבור סולם) או לפונקציות קבועות של רוקנרמול, הוא עוזר לפונקציות של פונקציות קבועות, כדי ליצור את הפונקציה של תפקודים, PLCD.

שלב 2: ניתוח דינמי ו Emulation

ניתוח דינמי כרוך בביצוע קושחה או תוכנה בסביבה מבוקרת ו ניטור ההתנהגות שלה.במקרים רבים, החומרה המקורית היא בקושי או מסוכנת לפעול.Harware-in-the-the-loop (HIL) סימולציה או חיקוי מערכתי מלא באמצעות מסגרות כמו QEMU או unicorn יכול להפעיל את הקושחה ללא מכשיר היעד.חוקרים יכולים אז להזריק תקלות, קלטות, לפקח על שינויים בזיכרון וזיכרון.

שלב 3: חומרה מחדש הנדסה הפוכה

עבור מערכות קריטיות בטיחות, הנדסה לאחור חומרה עשוי להיות הכרחי כדי להבין אינטראקציות ברמת המעגל.זה כרוך צ 'יפס decapping, באמצעות סריקה מיקרוסקופים אלקטרונים, או פשוט probing כריות מכר עם oscilloscopes וניתוחים לוגיים כדי להפוך את מהנדסי נתונים, ממשקי JTAG, וחלוקת כוח.ה הידע מופקת יכול לעזור לזהות נקודות חלשות בביטחון פיזי, כגון אחסון לא מוקרן או מחוספס או מחוספסה.

אתגרים וסיכון של הנדסה הפוכה

בעוד ICS הנדסה חזקה, הפוכה הוא מוטרד אתגרים טכניים, משפטיים ותפעוליים. ... [+] מינוף אלה חיוני עבור כל ארגון בהתחשב בפעילויות כאלה.

סיקור: Lock-In and Vendor Resistance

ספקים ICS רבים רואים את קושחה שלהם ואת הפרוטוקולים להיות סודות מסחריים. הנדסה הפוכה עשוי להפר הסכמי רישיון קצה (EULAs) או חוקי קניין רוחני בחלק מהסמכות השיפוטיות שלהם.גם אם הכוונה היא שיפור בטיחות, ספקים עשויים לסרב לתמוך בציוד שהונדס לאחור, מחשש כי פיגור אחריות פיגור או אחריות ארגוני חייב לשקול את היתרונות נגד הסיכון של ניתוק הספקים שלהם. במקרים מסוימים, עם ספקים ללא הסכם פעולה (NDA) או אחריות על ידי ארגונים ללא תשלום (NCR) באמצעות הסכם פעולה.

סיכון מתמשך ובטיחות

ניתוח דינמי או שפיכת קושחה על מערכות ייצור חיות היא מסוכנת מאוד.טעות אחת - כגון גרימת שטף קושחה - עלולה לגרום לעיכוב בטיחות, נזק בציוד, או אפילו פציעה.מסיבה זו, הנדסה הפוכה חייבת להתבצע על חומרה מופרעת, מחסומים, או בסביבה הנדסית מבודדת לפני כן, החוקרים צריכים להשתמש באמצעי בטיחות מחוסנים, כגון פורצי מעגל והפסקת חירום יכולים להיות תופעות לוואי זהירות כל כך מתקדמות.

מחסור בכלי ושפע

הנדסה הפוכה ICS דורש שילוב נדיר של מיומנויות: ניתוח קושחה ברמה נמוכה, מומחיות דומיין בלוגיקה שליטה (לוגיקה, קידוד בלוק פונקציה), הנדסה פרוטוקול רשת וידע של תקני בטיחות תעשייתיים. רוב אנשי מקצוע אבטחה באים מרקעים IT וחוסר עומק זה OT.converse, מהנדסי בקרה בדרך כלל יש ניסיון מועט בניצול בינארי.

גבולות מוסריים וחוקיים

הנדסה הפוכה חייבת להתבצע מבחינה אתית ובגבולות החוק.לא מורשה הנדסה הפוכה של המוצר של המוכר יכול להיחשב הפרה של חוק זכויות היוצרים של Digital Millennium (DMCA) בארצות הברית, במיוחד כאשר לעקוף אמצעי הגנה טכניים.עם זאת, חריגים קיימים למחקר אבטחה, בתנאי שהפעילות מתבצעת בתום לב וללא הגנה על אבטחה.

שיטות יעילות והגנתיות להנדסת הנדסה הפוכה

כדי לרתום את היתרונות של הנדסה לאחור לבטיחות וביטחון תוך הקטנת הסיכונים, על מתרגלים לדבוק בהנחיות הבאות:

  • (FLT:0)Obtain אישור מפורש: FLT:1 Secure כתוב אישור מבעלי הנכס, והיכן ניתן, מיצרן הציוד המקורי (OEM) להגדיר בבירור את היקף העבודה ואת החומרה שיש לנתח.
  • (FLT:0) סביבות מבחן ייעודיות: FLT:1hil לעולם לא לבצע הנדסה הפוכה על מערכות ייצור חיות. ליצור מעבדה מבודדת מלאה עם חומרה זהה או מייצגת.
  • (FLT:0) להעסיק טכניקות שאינן פולשניות תחילה: ההרחבה 1 (IQERFLT:1) בכל פעם שניתן, להתחיל בניתוח סטטי של תמונות קושחה, לכידת תנועה או קוד מקור (אם זמין) חסוך טכניקות פולשניות (צ'יפ דה-קפינג, אוטובוס פרובינג) מאוחר יותר כאשר שיטות לא פולשניות להוכיח לא מספיקות.
  • (FLT:0) ביצוע כל הממצאים בקפידה: FIRLT:1 , לשמור רשומות מפורטות של פרצות התגלו, מבני פרוטוקול ומפות הפונקציה. תיעוד זה תומך במאמצי תיווך, עדכוני מקרה בטיחות, וביקורת עתידית. השתמש בנספחים מבוקרים כדי לעקוב אחר שינויים.
  • (FLT:0) שיתוף עם ספקים וקבוצות תעשייה: IRLT:1 , הממצאים לשיתוף עם OEM יכולים להוביל לגילוי פגיעות מתאמת ותיקונים.תעשייה קבוצות עבודה כמו ICS-CERT, ISA Global Cybersecurity Alliance, ו- IEEE מספקים ערוצים אמינים לתקשורת כזו.
  • (FLT:0) הישארו קיימים עם כלים ושיטות: FLT:1 השדה של הנדסה הפוכה ICS מתפתח במהירות. להשקיע הכשרה עבור כלים כמו Ghidra, פרמה-C, או שיטות ניתוח מיוחד PLC.השתתפות באירועים ללכוד-Flag (CTF) התמקדו בביטחון תעשייתי, כגון RSAC ICSbox או SWars, יכולות לחדד מיומנויות.
  • (FLT:0) עידוד הנדסה לאחור לתוך מחזור החיים של המוצר:FLT ( 1:1 קדימה ארגונים כוללים הנדסה הפוכה כחלק שגרתי של תהליך ההנדסה והאבטחה. עבור עיצובים חדשים של מערכת, בנייה בפיראטיות - כגון פרסום בדיקות קושחה או מתן יומני debug - מחנכים הנדסה לאחור על פני עתיד.

כיוונים עתידיים: אוטומציה ו- AI-Assisted Reverse Engineering

ככל שהמורכבות ומספר של מתקני ICS ממשיכים לגדול, הנדסה הפוכה ידנית תהפוך לבלתי-אפשרי. החוקרים פונים יותר ויותר לטכניקות אוטומטיות: כלי ניתוח סטטיים שיכולים לזהות דפוסים פגיעים על פני קורפוס קושחה גדול, פלטפורמות ניתוח דינמיות שיכולות לבצע במהירות שחורה-קבוקית מהירה בקנה מידה, ומודלים למידה כי מפר פרוטוקולים של הפרויקט מתנועה.

מסקנה

מערכות בקרה תעשייתיות הפוכה הן בעלות עוצמה, אם כי מאתגרות, משמעת שתורמת ישירות לביטחון ולביטחון של תשתיות קריטיות.באמצעות ניתוח קפדני של קושחה, חומרה ופרוטוקולים, מהנדסים וחוקרים אבטחה יכולים לחשוף מצבי כישלונ חבויים, לזהות פרצות לפני שהיריבים עושים, ומערכות מורשת מאובטחות שלא ניתן להחליף אותן בקלות.

לקריאה נוספת על אבטחת ICS והנחיות הנדסה הפוכה, מתייחס למשאבים הבאים:

  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ◄ [13] , רפורמת מערכות בקרה תעשייתיות הפוכה (Ralverse Engineering Industrial Control SystemsischeFLT:1)
  • (ב) ⁇ ICS-CERT Advisories and ReportsFLT)