Electromechanical Systems에 대한 위협의 이해

OT(Operaal technology) 및 정보 기술(IT)의 융합은 전기기계적 시스템의 공격 표면을 극적으로 증가시켰습니다. 이 시스템은 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러(PLC) 및 원격 터미널 장치(RTU)에서 제조중인 모터 드라이브 및 로봇에 이르기까지, 특히 기존의 항공 응용 및 재해를 방지하는 시스템입니다. 오늘날, 산업 인터넷(IIoT) 플랫폼, 클라우드 기반 네트워크, 원격 통신망, 원격 통신망, 통신망 및 통신망에 대한 통합을 통해 연결됩니다.

전기 기계 부품의 대상이 되는 사이버 위협은 심각한 물리적 결과가 발생할 수 있습니다. 손상된 기계, 반감 생산 라인, 직원을위한 안전 위험, 심지어 환경 재해. PLC 속도를 조작함으로써 우라늄 분리기를 파괴 2010 Stuxnet 웜과 같은 주목할만한 사건, 그리고 2021 콜로니얼 파이프 라인 랜섬웨어 공격, 중단 된 연료 공급, 아웃셋에서 시스템 설계에 탄력의 촉감을 방지.

전자 기계 시스템에 사이버 위협 : 상세한 고장

특정 위협 벡터를 이해하는 것은 탄력있는 시스템을 설계하는 첫 번째 단계입니다. 다음 범주는 전기 기계 환경에 가장 중요한 요소입니다.

  • Malware and Ransomware] – 악성 소프트웨어는 중요한 제어 데이터 또는 지속적으로 조작하는 액추에이터 명령을 암호화 할 수 있습니다. 류크와 같은 랜섬웨어는 OT 네트워크를 대상으로하고, 와이퍼 악성 코드는 PLC를 활성화 할 수 있습니다.
  • Advanced Persistent Threats (APTs) – Nation-state actors는 산업 네트워크, 지적 재산, 사보 장비 추출에 장기적인 캠페인을 실시합니다. Triton과 같은 APT 그룹은 안전 계측 시스템 (SIS)을 대상으로했습니다.
  • 유명한 접근 및 내부자 위협 – Weak 접근 제한은 청약을 허용하거나, 제어기, 무능한 안전 차단, 또는 변조 매개변수를 다시 프로그램하는, 직원을 흩어지게 하는, 또는 catastrophic 실패에 지도하.
  • Protocol 및 Supply Chain Vulnerabilities – Modbus, DNP3, PROFINET과 같은 OT 프로토콜은 종종 독립 암호화 및 인증을 부족합니다. 공격자는 false 명령이나 재생 트래픽을 주입할 수 있습니다. 공급망 공격은 제조 중에 손상된 하드웨어 또는 펌웨어를 소개합니다.

현재 자문의 종합적인 전망은 CISA의 산업 제어 시스템 자문 ](CISA ICS Advisories)를 참조합니다.

Resilient System 설계의 원칙

탄력은 공격을 방지하는 데 계속됩니다. 그것은 감지, 반응 및 복구 기능을 포함하며 필수적인 기능을 유지하면서 복구 할 수 있습니다. 다음 원리는 사이버 위협을 견딜 수있는 전기 기계 시스템의 엔지니어링을 안내합니다.

방어력

여러 보안 제어를 계층화 - 관리, 기술, 그리고 물리적 인 - 단일 실패가 전체 시스템을 손상하지 않는 것을. 네트워크 수준에서 방화벽을 배치, 침입 검출 시스템 (IDS), 응용 층 게이트웨이. 장치 수준에서, 보안 부팅을 실행, 코드 서명, 및 실행 무결성 모니터. 조직 수준에서, 최소 실행-privilege 액세스 및 전도성 침투 테스트. 이 접근은 [ SPEC []에 따라 정렬됩니다. SPEC : 3] 보안 가이드.

세그먼트 및 Purdue 참조 모델

ICS 네트워크는 함수와 보안 수준에 따라 영역으로 분할, 종종 Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA)를 따르는. 레벨 0 (물리적 프로세스)는 레벨 4/5 (지속 IT)과 직접 통신해야 할 필요가 없습니다. 분리 영역 (DMZs)는 산업 방화벽 및 한방향 다이오드를 통해 엄격한 데이터 흐름 정책을 시행합니다. 전기 기계 시스템의 경우, 구분 제어 루프는 손상된 장치의 폭발 반경을 줄이고 측면의 움직임을 방지합니다.

중복 및 결함 허용

다중화 컨트롤러, 전원 공급 장치, 통신 경로 및 실패 안전 기계 연동은 구성 요소가 손상되거나 공격 될 때 계속 작동을 보장합니다. 모터 드라이브 및 듀얼 PLC 쌍의 N+1 구성은 자동 전환으로 단일 통로를 타겟으로하는 공격을 할 수 있습니다. 결함 허용은 크로스 체크 명령에 대한 제어 알고리즘에서 다양성을 사용하여 사고 장애 및 악의적인 입력을 모두 처리하도록 설계되었습니다.

보안 업데이트 및 패치 관리

펌웨어의 비패식 취약점은 공격자의 1차 항목입니다. 탄력적인 디자인은 보안 업데이트 메커니즘(지정된 궤적, 암호화된 페이로드, 롤백 기능) 및 구조화된 패치 일정을 포함합니다. 전기기계적 시스템은 오프라인으로 쉽게 촬영할 수 없으며, 내부 침입 방지 시스템을 통해 핫 패칭 또는 가상 패치를 설계할 수 없습니다(IPS) 레거시 장비 앞.

연속 모니터링 및 Anomaly 탐지

네트워크 수준과 호스트 수준의 모니터링 도구는 기본 정상적인 행동 (통신 패턴, 액추에이터 속도, 센서 값)을 기본으로하는 것입니다. 기계 학습을 사용하여 Anomaly 감지 엔진은 사이버 공격을 나타내는 디바이테이션을 표시 할 수 있습니다. 예를 들어, PLC는 갑자기 모터를 명령하여 안전한 토크 제한을 초과합니다. 이 피드를 보안 운영 센터 (SOC) 또는 실시간 응답을위한 전용 OT-SOC로 통합하십시오.

Electromechanical Systems에 대한 보안 대책 구축

콘크리트 기술 제어에 대한 설계 원칙을 Translating은 실시간 제약 및 운영 가용성의주의 고려 사항을 요구합니다. 다음과 같은 조치는 산업 환경에서 입증 된 효과적인 것입니다.

네트워크 방화벽 및 침입 탐지

산업 방화벽은 Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP와 같은 프로토콜의 깊은 패킷 검사를 지원합니다. 그들은 악성 패킷을 차단할 수 있으며, 무단 명령을 거부하고 통신 백리스트를 시행합니다. Suricata 또는 Zeek와 같은 네트워크 기반 침입 검출 시스템 (NIDS)는 OT 트래픽을 조정하여 알려진 취약점을 대상으로하는 악용에 경고를 제공합니다. 가장 민감한 영역의 경우, 물리적 트래픽을 방지하는 단일 방향 게이트웨이 (데이터 다이오드)를 고려하십시오.

강력한 인증 및 액세스 제어

LDAP 또는 Active Directory와 같은 정체 관리 시스템과 통합되어 네트워크 아웃시 네트워크 아웃시 보안을 보장하는 데 필요한 보안을 제공합니다. LDAP 또는 Active Directory와 같은 정체 관리 시스템과 통합되어 네트워크 아웃시 보안을 보장합니다.

통신 채널 암호화

많은 레거시 OT 프로토콜은 분명합니다. IP 기반 프로토콜 또는 IPsec 터널을 위해 TLS 1.3을 사용하여 민감한 제어 트래픽을 암호화하십시오. 직렬 링크의 경우 실시간 행동을 방해하지 않고 암호화를 제공하는 링크 암호 또는 프로토콜 게이트웨이를 고려하십시오. IEC 62443] 표준은 산업 자동화 및 제어 시스템에 대한 암호화 요구 사항에 대한 자세한 지침을 제공합니다.

보안 감사 및 취약 평가

사이버 보안의 일반 내부 및 외부 감사를 실시합니다. 부품 자산에 수동 스캐닝 도구 (Nozomi 또는 Dragos와 같은)를 사용하여 파괴를 위험없이 취약점을 검출합니다. 중요한 시스템의 경우 방어 심층을 평가하기 위해 유지 보수 창에서 일정 제어 펜 테스트. 전자 기계 안전에 대한 탈의력 및 잠재적 영향에 따라 위험 등록 및 우선 순위를 파악하는 문서.

인사 교육 및 인식

엔지니어, 운영자 및 유지 보수 기술자는 사이버 위협을 이해해야합니다. 교육은 피싱 인식, 보안 원격 액세스 절차, 제어 캐비닛의 물리적 보안, 및 사건보고를 다룹니다. 시뮬레이션 공격 운동 (정상 또는 운영)은 실제 시스템 손상없이 팀 연습 적 및 복구를 도울 수 있습니다.

물리적 및 사이버 탄력성 설계

물리적 및 사이버 탄력은 타협 물리적 인터페이스가 논리적인 breaches 및 vice versa에 납기하기 때문에 공동 설계되어야 합니다. 이 통합 접근 방식은 전기 기계 시스템을 전체로 보호합니다.

Control Hardware를 위한 물리적 보호장치

탬퍼 분명 물개, 잠금 캐비닛 도어 및 환경 센서 (비브, 온도, 도어 위치) 세터 무단 물리적 액세스와 보안 인클로저. 방지 또는 태핑을 차단하는 경화 커넥터 및 케이블 잠금을 사용하십시오. 센서 및 액추에이터와 같은 필드 장치에서 알람을 트리거하는 안티 탬퍼 코팅 및 침입 감지 스위치를 고려하십시오.

Cyber-Physical 연결 고려

이 웹 사이트는 귀하가 웹 사이트를 탐색하는 동안 귀하의 경험을 향상시키기 위해 쿠키를 사용합니다. 이 쿠키들 중에서 필요에 따라 분류 된 쿠키는 웹 사이트의 기본적인 기능을 수행하는 데 필수적이므로 브라우저에 저장됩니다. 또한이 웹 사이트의 사용 방식을 분석하고 이해하는 데 도움이되는 제 3 자 쿠키를 사용합니다. 이 쿠키는 귀하의 동의하에 만 브라우저에 저장됩니다. 이러한 쿠키를 거부 할 수도 있습니다. 이러한 쿠키 중 일부를 선택 해제하면 검색 환경에 영향을 미칠 수 있습니다.

공급망 보안 및 보안 부팅

Resilience는 구성 요소 수준에서 시작합니다. 모든 프로그래밍 가능한 장치 지원은 검증 된 디지털 서명으로 부팅을 지원합니다. 보안 관행 및 요청 하드웨어 법안 (HBOM)에 대한 공급 업체를 감사함으로써 신뢰할 수있는 공급망을 수립합니다. 펌웨어가 운송 또는 설치 중에 변경되지 않은 확인하기 위해 암호화 테스트 구현.

결론: 탄력에 Lifecycle 접근

사이버 위협에 대한 탄력성을위한 전기 기계 시스템을 설계하는 것은 한 번의 엔지니어링 작업이 아니라 지속적인 수명주기 프로세스가 아닙니다. 초기 위험 평가 및 아키텍처 설계에서 배포, 모니터링 및 이벤트 디컴포팅을 통해 보안이 모든 단계에서 임해야 합니다. 예측 위협 분석 및 양자 저항하는 암호화를 위한 인공 지능과 같은 에너지 기술은 미래 디자인을 형성하지만, 깊이, 세그먼트, 중복 및 모니터링에 대한 기본 원칙이 있습니다.

이 원칙을 전동적 구성 요소의 물리적 견고함으로 통합함으로써 엔지니어는 사이버 공격을 저항하지 않고 duress의 안전 작동을 유지 할 수있는 시스템을 제공 할 수 있습니다. [[FLT : 0]]NIST Cybersecurity Framework[FLT : 1] 및 [FLT : 2]] IEC 62443[FLT : 3]과 같은 표준은 행동 가능한 로드맵을 제공합니다. 탄력있는 상향에 투자하면 배당률이 낮아지고, 세계 안전 및 안전에 대한 불만을 감소시킵니다.