保障分配系统数据和控制基础设施是现代公用事业部门在努力维持可靠、安全和有弹性的供电时不可谈判的要求。 随着操作技术环境与信息技术网络日益趋同,攻击表面呈指数式扩张。 网络对手的目标分配管理系统、分站自动化、智能电子设备以及先进的计量基础设施,以干扰服务、操纵数据或造成物理破坏。 NERC CIP、IEC 62443和NIST SP 800-82等合规框架提供了结构化的指导,但有效的安全需要一种分层、深入的、适应工业控制系统独特限制的方法。 该条概述了保护分配系统数据和控制基础设施不受不断变化的威胁、同时确保业务连续性的全面最佳做法。

了解分配系统安全

现代的分布系统跨越了遗留的场设备,现代智能网格组件,DNP3和IEC 61850等通信协议以及云连接分析平台. 安全必须解决三个核心目标:确保电力的提供,维护控制指令和操作决定的数据完整性,保护系统配置和客户信息的保密性. 与常规IT系统不同,分布控制系统不能轻易脱机进行维护;中断必须最小化,这使得脆弱性管理,补丁,监测尤其具有挑战性. 整体安全战略必须考虑到过时的操作系统,设备寿命周期长,处理功率有限,以及实时响应的需要. 了解这些限制是实施实用有效的防御的第一步.

保证分销控制系统安全的主要最佳做法

1. 实施强有力的出入控制

限制对发行控制系统的访问至关重要。首先,执行基于角色的接入控制,赋予每个用户角色必要的最低权限。将这种控制与多要素认证(MFA)结合起来,甚至于在可行的情况下对本地控制台的访问,以防止证书盗窃导致远程妥协。对于OT环境,考虑硬件支持的不需要互联网连通的标志。此外,实施一种特权访问管理解决方案,以保管、旋转和监测SCADA主站和远程终端单元配置所使用的行政证书。定期审查和撤销前雇员、承包商或第三方供应商的账户。在高安全区,采用一种零信任模式,不断核实每一次访问请求,而不论网络位置。

2. 确保数据加密

敏感数据转换分发网络——包括监管命令、仪表读数和配置文件——必须在休息和中转时加密。在传输时,使用现代协议,如网络接口的TLS 1.3、命令线访问的SSH和站点到站点的IPsec。当遗留设备不支持本地加密、部署突袭加密器或升级到支持IEC 62351(IEC 61850和DNP3的安全扩展)的外地设备时,休息时,加密包含历史操作数据、资产清单和认证证书的数据库。使用硬件安全模块(HMSM)保护加密密钥。注意加密增加了宽度;彻底测试以确保它不会损害实时控制循环。

3. 维护定期软件更新

补丁仍然是网络安全的基石,然而分配系统操作员往往由于兼容性风险和计划外的停机时间而延迟更新。 制定正式的补丁管理政策,按照关键度和对操作的影响来分类。通过入侵预防系统进行虚拟补丁可以防止公开的开发,而官方补丁则经过实验室验证。优先更新互联网元件、网关和远程访问解决方案。对于嵌入式设备,在规划的维护窗口中协调固件更新并维持回滚程序。 与供应商接触,让其了解安全建议和寿命结束里程碑;计划更换不再获得安全支持的设备。

4. 进行持续监测

实时可见度进入分配控制环境对于发现显示网络入侵的异常情况至关重要。 部署OT特定安全信息和事件管理系统,从防火墙、SCADA服务器、RTU和网络传感器中吸收日志。 使用基于网络的入侵检测系统,如Zeek或Suricata等工具,与DNP3分析器一起,可以标出错误的包、未经授权的写指令或意外的连接。 除了传统的信息技术方法外,在设备之间实施行为异常检测:模型正常通信模式,并在保护中继器与公司服务器开始通信时发出警报。保留日志至少一年(或按监管要求),以支持法证调查。

5. 强制网络分割和零信任边界

将分配控制网络与企业IT和外部网络隔离,使用防火墙和单向网关. ISA/IEC 62443标准建议一种区和孔迪特模式,即分配管理系统位于安全区,并设有通往其他区的控制管道. 部署工业非军事区(DMZ)托管跳跃箱,代理服务器,以及数据历史学家,以调解所有跨区的通信. 凡信息必须从控制区流向外部系统(例如用于报告),使用单向数据二极管来防止任何进入攻击路径. 对于远程场设备,执行严格的防火墙规则,并要求VPN终止在硬化网关上,然后允许任何访问控制局域网.

6. 外勤人员和供应商安全远程访问

远程维护和监测对于操作效率至关重要, 但经常被利用。 要求所有远程会话都通过一个集中的、 监控的接入网关, 记录每个命令和键盘。 需要为事件后分析记录会话。 将静态 VPN 证书替换为与单个用户的证书认证。 对于第三方供应商, 执行有时限的接入请求, 并设定范围( 例如在特定时间里只使用某些设备 ) 。 执行远程访问蜂蜜壶, 以检测扫描和野蛮的强制尝试。 绝不允许直接远程桌面协议( RDP) 至 SCADA 服务器, 转而通过 bastion 主机 。

7. 加强供应链和供应商安全

分配系统安全性仅强于供应链中最不安全的部件. 对所有硬件和软件供应商进行安全开发操作,包括坚持IEC 62443-4-1(安全产品开发生命周期). 请求软件材料账单(SBOMs)跟踪组件和已知弱点. 对于管理服务或云分配分析,谈判合同安全要求:数据存储,加密标准,事件通知时限,以及独立的第三方审计. 对包括核查工厂违约密码在内的新设备进行验收测试,取消不必要的服务,在部署前及时提供固件.

8. 建立强有力的备份和灾后恢复,以获得控制数据

以OT环境为目标的 Ransomware 可使发行控制系统无法操作。 维护离线、 空加式备份的关键配置文件、 历史进程数据和应用图像。 至少每年测试一次恢复程序, 模拟完整的系统从零开始重建。 考虑不可移动的存储备份量, 即使特权用户也无法修改。 对于实时故障, 设计配送控制网络, 配备冗余硬件、 自动故障, 并维护每个设备类型的“ 黄金图像 ” 。 记录回收序列并确保人员在压力下执行该程序。

培训和事件应对

技术本身无法防止所有违规行为;人的因素起着决定性的作用。针对分销经营者、实地技术人员和工程团队定期开展网络安全意识培训,涵盖社会工程、钓鱼风险、锁定会议的重要性以及敏感数据的适当处理。对于信息技术工作人员来说,应提供针对OT的培训,介绍控制系统架构、实时制约和安全影响。组织模拟控制系统事故的台式演习,如对分销的赎金软件攻击,测试通信渠道、决策和技术反应步骤。至少每年更新事件应对计划,以纳入经验教训、新的威胁情报和基础设施变化。对于信息技术工作人员来说,该培训应确定与当地公用事业、ISAC和执法机构合作的具体程序,同时为法证调查保留证据。

结论

分配系统数字化程度的提高带来了不可否认的效率,但也增加了风险。将安全作为一个持续、会议室一级的优先事项——包括诸如强有力的准入控制、加密、网络分割、远程接入硬化和严格的补丁管理等各种做法——的公用事业将更有利于防止攻击,并在防御系统被突破时迅速恢复。同样重要的是通过培训和对事件作出反应来培养一种安全意识文化。遵循这些最佳做法并跟上不断发展的标准,如NIST SP 800-82 Rev 3( NIST SP 800-82 Rev 3)和IEC 62443( IEC 62443 Series),分配系统所有人能够保护自己的数据和控制基础设施不受最具有攻击性的网络威胁。在相互关联的世界中可靠供电的要求不减。