Розуміння мереж ядерної приладобудування та їх профілю кіберзлочинності

Ядерні приладобудування мережі (NINS) є оперативним задньою стороною атомних електростанцій, дослідницьких реакторів та паливних циклів. Ці мережі інтегрують датчики, програмовані логічні контролери, віддалені блоки, інтерфейси машин, інтерфейси та зв'язувальні шлюзи, які безперервно контролюють основні параметри, такі як нейтрон флюси, температура охолоджуючої рідини, тиск, і рівень випромінювання. Оскільки ці системи безпосередньо впливають на безпеку реактора та контроль, будь-який компроміс або помилкове читання може бути каскадом на катастрофічні наслідки, включаючи втрату куленти, пошкодження палива або радіологічний реліз.

Завданням кібербезпеки є те, що багато ядерних об'єктів були розроблені та побудовані десятиліття тому, коли цифрові елементи контролю були настійні та кіберзагрози не розглядалися. Модернізація зусиль часто вводять підключення до Інтернету та можливості для обробки даних, які розширюють поверхню атаки. Збіжність оперативної технології (ОТ) та інформаційних технологій (ІТ) у гібридних архітектурах має незначні традиційні межі, що робить захисти від спадкових даних недостатньо. Розуміння цих унікальних профілів ризику є першим кроком для проектування стратегії оборонно-глибинної кібербезпеки.

Ключові виклики кібербезпеки в ядерних середовищах

Мережа атомних приладів, що мають різний спектр проблем, які відрізняються від типових корпоративних ІТ-середовища. До них відносяться:

  • Системи та довгострокові життєві цикли. Ядерні рослини працюють протягом 40–80 років. Системи контролю за останні роки тому часто випускають застарілі операційні системи, завірені протоколи, а також відсутність підтримки патчів від постачальників. Заміна їх є економічно економічною та вимагає ресертифікації безпеки.
  • Неадекватне мережеве сегментування Багато старших зразків розміщуються системи безпеки на плоских мережах, що діляться менш критичними бізнес- функціями. Це дозволяє інструдер, який отримує доступ до корпоративної мережі для сівотування до реакторних контрольів.
  • Обмежений видимість та моніторинг OT мереж історично відсутні датчики виявлення вторгнення, інфраструктура входу та управління інформацією безпеки (SIEM) інтеграції. Аномалі можуть піти неочищені протягом тижнів або місяців.
  • Пороки пошуку Співробітники, підрядники, або сторонні техніки з фізичним доступом до приладів стійки або контрольних кімнат можуть навмисно або випадково обходити цифрові елементи керування. Аварія 2020 року на атомній станції індійського призначення, де підрядник порушується системи синхрону, висвітлює цей ризик.
  • Вулнерабільність в промислових протоколах] Протоколи, такі як Modbus, DNP3, і OPC були розроблені для детермінативної продуктивності, не безпеки. Вони не мають автентичності, шифрування або перевірки цілісності, що робить їх схильними до спрощування, релейних атак і введення команди.
  • Для ланцюгових ризиків Ядерні об'єкти часто виявляються компоненти з декількох світових постачальників. Стільниці чіпси, задняті в прошивки, або шкідливі логічні вставки під час виготовлення можуть перемогти захисти периметра.

Фундаментальні заходи з кібербезпеки для мереж ядерного приладу

Адреса цих завдань вимагає шарованого підходу, що керується такими, як NIST Cybersecurity Framework та / IEC 62443 series для промислової автоматизації та систем управління. Основні наступні заходи.

Ріговічна мережа Сегментація та зони

Розбавити мережу в дискретні зони безпеки на основі критичності. Найчутливіші зони — збереження систем захисту реактора, системи безпеки, а також інженерно-технічні функції безпеки — виділяється з усіх інших мереж, використовуючи однонапрямі шлюзи, також відомі як діоди даних. Ці апаратні пристрої дозволяють дані протікати тільки від безпечних сторін до більш критичної сторони, фізично блокуючи будь-який шлях повернення для шкідливих програм або команд.

Уроки критичних систем, таких як контроль процесу рослин, баланс рослин та бізнес-мереж, слід відокремити за допомогою пальцевих брандмауерів з глибоким оглядом пакета, що розуміє протоколи OT. Впровадження суворих правил дорожнього руху: наприклад, тільки специфічні джерела IP-і порти можуть спілкуватися з системами безпеки, а всі інші трафіки падають.

Багатофакторна аутентифікація та контроль доступу до ролей

Доступ до систем приладобудування та контролю необхідно прив'язати до автентичних ідентифікаторів користувачів, не тільки паролів. Розгортання апаратних токени, смарт-карт або біометричної автентифікації для всіх інтерактивних сеансів з HMI або інженерними робочими станціями. Контроль доступу на основі ролей забезпечує, що оператор бачить тільки дані і функції, необхідні для їх роботи, в той час як системний інженер має доступ до рівня. Адміністратори повинні бути необхідні для використання окремих привілених систем управління доступом (PAM), які обертаються паролі і вводять всі сеанси.

Управління безперервним патчем та вразливістю

Управління OT-пристрої неординарно важко, оскільки оновлення можуть порушити графіки роботи або недійсні сертифікацію безпеки. Однак, залишаючи відомі вразливості неприйнятно. Створіть структурований процес, який включає:

  • Інвентаризація всіх версій мікропрограми та програмного забезпечення в мережі.
  • Передвищення ризик-орієнтованості: патчі, які звертаються до виконання віддаленого коду або вразливостей до відмовості в критичних пристроях, повинні бути швидко відстежені.
  • Тестування на дзеркальне, невиробниче середовище перед розгортанням.
  • Прийняття віртуального патчування через системи запобігання вторгнення для пристроїв, які не можуть бути оновлені.

Для надзвичайно довголіття пристроїв слід розглянути програми оновлення обладнання або мікро-сегментацію для зменшення вікна експозиції.

Технології та практики кібербезпеки

За межами фундаментних контрольних пристроїв, ядерні об’єкти повинні прийняти передові технології для виявлення та знищення складних рекламних оголошень.

Промислово-спеціальна детекція вторгнення та аномалі Детекція

Традиційні стандартизовані IDS не можуть визначити нульові денні роботи, спрямовані на визначення протоколів SCADA. Розгортання поведінкових систем аномалії, які моделюють нормальні моделі трафіку, цикли команд, послідовності та значення даних. Будь-яке відхилення, такі як серія іменних команд до реєстру PLC за межами звичайних годин, викликає оповіщення. Ці системи важіль машинного навчання пристосовуються як зміни умов рослин під час запуску, операцій живлення або відключення.

Шифрування та безпечне спілкування

Зашифрувати всі дані в транзиті над ненадійними мережами, включаючи дистанційні канали моніторингу, посилання на інженерні доступи та зв'язок між розподіленими серверами системи управління. Використовуйте TLS 1.3 або IPsec з сильних cipher suites. Для протоколів спадкових даних, які не можна зашифрувати, розгортати автентичні конвертери протоколів або bump-in-wire криптографічні пристрої. На іншому, чутливі файли конфігурації та бази істориків повинні бути зашифровані з модулями безпеки обладнання, які оберігають ключі.

Постачання ланцюга безпеки і постачальника Загартування

Ядерні об'єкти повинні розширити вимоги до своїх постачальників. Виконавець повинен вказати на безпечні практики життєвого циклу, обов'язкове підписання прошивки та регулярні оцінки безпеки. По доставці компоненти повинні пройти перевірку автентичності - зчеплення криптографічних підписів та виконання апаратних відкладень для підробних чіпів. Як рекомендується DOE Cybersecurity for Energy Infrastructure, підтримувати програмний рахунок матеріалів для кожного пристрою для швидкого виявлення, якщо вразливість виникне в сторонній бібліотеці.

Планування зворотного зв'язку та відновлення даних

Припустимо, що порушення з часом відбуваються, ядерні об'єкти повинні бути підготовлені для зберігання, видалення та відновлення при збереженні безпечних можливостей відключення реактора.

Моніторинг та інтеграція SIEM

Установити колоди з брандмауера, IDS, автентифікації серверів, а також пристрої безпеки в системі безпеки та управління подіями, що пристосовані для OT. Вставки повинні бути співвідношенні з державною інформацією рослин: наприклад, несподіване підключення від корпоративної мережі до системи захисту реактора під час перезаправки, необхідно автоматично натиснути команду кібербезпеки та нагляд за ним.

Ізоляція та інструкції з перевезення

У разі підтвердження кібер інциденту оператори повинні мати можливість ізолювати уражені мережі без виклику насадки заводу. Інструкція по дизайну неперевершених вимикачів, які дозволяють системам безпеки, щоб зменшити резервну копію аналогових контролень або твердих реле. Поїздові оператори в цих процедур через щоквартальні дрилі, які імітують кібератаки, не просто збій обладнання.

Актуальні проблеми та перспективи розвитку бізнесу

Увімкніть негативні резервні копії критичних системних конфігурацій, логічних діаграм та настройок файлів. Використовуйте написати дані про файли або повітряний пристрій для запобігання вимагачів з шифрування відновлених копій. Заборонити мережеві дані та журнали безпеки принаймні один рік, щоб увімкнути судовий аналіз післяінсекіту. IAEA надає рекомендації , що є частиною методів безпеки атомних об'єктів, які включають докладні рекомендації щодо готовності.

Навчання, культура та регуляторне вирівнювання

Технології не можуть забезпечити ядерної приладобудування мережі. Фактори людини — справа, комплаєнс, відсутність свідомості — замінюють значний ризик векторів. Комплексні навчальні програми повинні обкладитися від запікання, гігієна пароля, звітувати підозрілі заходи, а наслідки ляпасів безпеки. Використовуйте реалістичні імітації, такі як мікс-посадочно-фішингова кампанія, що спрямований інженерам рослин, для посилення уроків.

Сприяє розвитку культури кібербезпеки, яка цінує прозорість: спонукає співробітників до звіту слабких сторін без побоювання відповідей. Вирівнюючі практики з нормативними вимогами до ядерної комісії США (НРК) 5.71, Директива ядерної безпеки Європейського Союзу та національні правила ядерної безпеки. Регулярні незалежні перевірки сторонніми фірмами з кібербезпеки можуть виявити зазори, які внутрішні команди можуть з’явитися.

Висновок

Впровадження заходів з захисту кібербезпеки в атомних мережах приладобудування не є одноразовим проектом, але безперервним процесом оцінки, поліпшення та адаптації. Ставки є надзвичайно високими: успішний кіберататаки на ядерному реакторі може призвести до радіоактивного виходу, громадського здоров’я криз, і ерозії довіри в ядерній енергії як джерело низьковуглецевої енергії. За допомогою систематичного застосування мережевого сегментування, багатофакторної автентичності, управління патчами, розширеного виявлення загроз, постачання ланцюгових контрольів, і суворого планування реагування, оператори можуть істотно зменшити ризик. Мета не просто дотримуватися нормативних актів, але побудувати кібернебезпечне забезпечення, яке може бути ефективно відновити електропостачання та забезпечити електропостачання.