重要的开采基础设施 — — 扩大石油和天然气设施、采矿作业、化工厂和发电点 — — 构成了现代工业经济体的支柱。 这些资产日益依赖于相互连接的流程控制、远程监测和运营效率数字系统。 然而,这种数字化转型也使它们面临新的网络威胁浪潮,这些威胁可以停止生产、造成灾难性的环境破坏和危及人的生命。 网络安全已不再是一个后台问题;它是一个保护国家安全、经济稳定和公共安全的前沿。 本条探讨了开采基础设施所面临的独特的网络安全挑战、捍卫这些基础设施所需的战略以及需要不断警惕的威胁环境。

了解关键采掘业基础设施

关键提取基础设施是指自然资源发现、开采、加工和运输所涉及的实物和网络资产,包括上游石油和天然气钻探平台、中游管道、炼油厂、采矿作业(包括地表和地下)和化学加工厂,这些设施往往是管理从阀门位置到高压交换装置的大型工业控制系统(ICS)和业务技术网络的一部分。 与典型的公司信息技术系统不同,OT环境将可用性和安全性置于高于保密性之上,使它们特别容易受到网络干扰。 IT和OT的聚合虽然有利于数据分析和效率,但扩大了攻击表面,迫使安全小组采用新的模式。

许多这些网站在偏远或恶劣的环境中运作,连接有限,依赖可能已经存在几十年的遗留硬件。 更新这些系统成本高昂,往往有运行时滞的风险。 结果,提取基础设施在网络安全成熟时往往落后于其他行业,成为寻求最大影响力的威胁行为体的有吸引力的目标。

日益增长的网络威胁景观

近些年来,针对开采基础设施的网络威胁急剧升级。 国家行为者、网络犯罪集团和黑客都把这些资产视为高价值目标。 Ransomware攻击可以锁定控制系统,停止生产并引发昂贵的停产。 数据违反可以暴露专有地质数据或业务蓝图,破坏安全系统可能导致物理灾难。

最臭名昭著的例子是2021年殖民管道赎金器械袭击,它扰乱了整个美国东部的燃料供应。 殖民管道是一个管道运营商,而同样的攻击媒介——钓鱼、无保障的远程进入和薄弱的分区——适用于开采地点。根据CISA,能源部门面临着来自高级持久性威胁的持续和复杂的威胁,这些威胁针对的是ICS/OT环境,以收集情报或准备破坏。同样,在Dragos 2024年回顾中,专门针对工业组织的赎金器械团体有所增加,采矿和能源部门受到严重影响。

常见的攻击媒介包括针对能够进入OT网络的雇员的网页电子邮件、利用监督控制和数据获取系统(SCADA)中未标的弱点以及利用管理下的服务提供者进行远程维护的妥协。 越来越多的使用互联网的Tthings传感器进行环境监测和资产跟踪也引入了必须加以保护的其他切入点。

采掘基础设施网络安全核心战略

捍卫关键提取基础设施需要多层次的方法,既要解决信息技术环境,也要解决OT环境。 以下战略构成了具有复原力的网络安全方案的基础。

网络分割和访问控制

分离IT和OT网络是基本的最佳做法。防火墙、非军事区和单向二极管防止从公司系统向处理控制网络的横向移动。在OT环境中,进一步的分割可以限制任何单一妥协的爆炸半径。访问控制应遵循最少特权的原则,对所有远程和当地访问实施基于角色的许可和多要素认证。跳槽或堡垒主机应用于进入关键资产。

不断监测和威胁的发现

可见度对于早期发现异常现象至关重要. 部署了解OT协议的网络监测工具(如Modbus, DNP3和OPC),使安全小组能够识别异常的交通模式,未经授权的命令,或设备故障. 安全信息和事件管理系统可以将IT和OT来源的警报联系起来. 此外,现在通过无剂监测或专用传感器,为遗留的工业系统提供了终点检测和反应解决方案. 实施强力记录和警报,基于 NIST网络安全框架帮助各组织在威胁升级前发现威胁.

事件应对和恢复规划

没有任何安全态势是完美的,因此为不可避免的事件做好准备至关重要。 采掘操作人员应制定并测试覆盖OT环境的专用事件应对计划,包括人工超载程序。与IT和操作团队的桌面演练有助于明确角色和通信渠道。回收计划必须考虑到恢复遗留系统的困难和离线备份的潜在需求。常规演练确保人员能够在压力下迅速作出反应,以尽量减少操作故障时间和身体伤害。

劳动力培训和安全文化

人为错误仍然是破坏安全的主要原因。 全面的培训计划应该教各级员工识别钓鱼企图,报告可疑行为,并遵循安全的远程访问程序。 培训必须针对直接与OT系统合作的操作人员 — — 他们需要理解,一个似乎不小心插入控制板的USB驱动器会造成破坏。 建立一个网络安全是每个人的责任的文化,从炼油厂到会议室都是如此。

保障采掘地点的独特挑战

即使有强有力的战略,开采基础设施也面临使网络安全工作复杂化的明显挑战。

Legacy Systems and Supports: 许多工业控制系统都是几十年前设计的,远在网络安全成为关注的年代之前,这些系统经常运行在专有,无支持的操作系统上,无法不中断操作而补丁. 供应商可能不再提供安全更新,迫使运营商依赖网络分割和严格监控等补偿性控制.

远地和哈什环境:[ 采掘地点经常位于沙漠,近海平台,或北极条件. 连接性可能不可靠,难以保持一致的安全更新或进行远程监测. 实体安全在广阔,空旷的地区也更难执行,增加了设备被篡改的风险.

监管和合规压力:[ 取决于管辖权,提取操作者必须遵守NIST SP 800-82,IEC 62443等标准或当地强制性报告要求. 导航这些重叠的监管,同时保持运行效率是一种不断的杂乱行为. 不遵守会引发巨额罚款和声誉损害.

供应链风险: 采掘基础设施依赖全球的硬件、软件和服务供应链,压缩的部件——如假冒传感器或受感染的固件更新——可在网络内深处造成弱点,审查供应商和要求安全证明正在成为采购的必要部分。

遵守和标准的作用

遵守公认的网络安全标准为风险管理提供了一种结构化的方法。ISA/IEC 62443系列是工业自动化和控制系统安全的主要框架。它涉及业主、系统集成商和组件制造商的安全,提供包括风险评估、安全设计和持续维护在内的生命周期方法。对于美国运营商来说,技术安全局于2022年发布了石油和天然气管道安全指令,要求采取事故报告和网络安全措施。许多国家现在都对提取基础设施规定了类似的要求。合规不应被看作是一个核对箱操作,而应看作是一个安全方案的基础,以减少风险,并向监管者和投资者表明应有的谨慎。

未来方向:AI、自动化和复原力

随着威胁的演化,也必须进行防御。 人工智能和机器学习越来越多地用于分析网络流量和发现人类分析师可能错过的微妙异常。 自动反应能力 — — 如隔离一个受损装置而不进行人类干预 — — 能够控制几秒钟内的事件。 然而,这些技术也带来了新的风险,包括对AI模型的对抗攻击和可能破坏操作的假阳性。

量子计算可能有一天会打破当前的加密标准,但也为耐量子加密和安全通信提供了潜力。 目前,提取操作者应该优先关注基本的网络卫生、资产库存和深度防御。 最终目标不仅仅是防止攻击,而是建立复原力 — — 即能够预测、承受和迅速从网络事件中恢复,同时保持关键功能。

结论

网络安全是保护关键提取基础设施的重要组成部分。 信息技术和OT的融合、尖端威胁行为者的崛起以及业务中断的高度利害关系要求采取积极主动、全面的方法。 通过实施网络分割、持续监测、事件应对计划以及强大的安全文化 — — 同时应对遗留的系统挑战和监管需求 — — 挖掘操作者可以大幅降低风险。 随着技术的不断进步,保持知情和适应性将是确保现代世界的系统安全、安全和可靠性的关键。