El desarrollo de la tecnología de seguridad de la información del sistema de control informático industrial está en constante evolución con el desarrollo del sistema de automatización industrial. La tendencia actual del desarrollo de sistemas de automatización es la digitalización, la inteligencia, las redes y la interacción humano-computadora y, al mismo tiempo, se aplica más tecnología de TI al control lógico tradicional y al control digital. En el futuro, la tecnología de seguridad de la información del sistema de control industrial se basará aún más en la tecnología de TI tradicional para que sea más inteligente y en red y se convierta en una parte indispensable del sistema de control. Similar a la ruta de I + D de productos de seguridad de la información de Internet IP tradicional, los productos de seguridad de la información del sistema de control industrial encontrarán un punto de convergencia entre la seguridad de la información y el control de producción industrial, formando un sistema de producto con características distintivas del sistema de control industrial de entrada segura, control de seguridad, y salida segura. .
La seguridad del control industrial tiene en cuenta la seguridad funcional, física y de la información
Por lo general, la seguridad del sistema de control industrial se puede dividir en tres aspectos, a saber, seguridad funcional, seguridad física y seguridad de la información.
La seguridad funcional es que para lograr las funciones de seguridad del equipo y la planta, las partes relacionadas con la seguridad-del equipo protegido y de control deben realizar sus funciones correctamente, y cuando ocurre una falla o un mal funcionamiento, el equipo o sistema aún debe mantener una condición segura o entrar en un estado seguro.
La seguridad física es la reducción de los peligros causados por factores como descargas eléctricas, incendios, radiación, peligros mecánicos y peligros químicos.
La definición de seguridad de la información para sistemas de control industrial en IEC 62443 es: "Las medidas tomadas para proteger el sistema; el estado del sistema obtenido al establecer y mantener las medidas para proteger el sistema; la capacidad de estar libre de acceso no autorizado a los recursos del sistema y cambio, destrucción o pérdida no autorizados o accidentales; en función de la capacidad del sistema informático, puede garantizar que el personal y los sistemas no autorizados no puedan modificar el software y sus datos, ni acceder a las funciones del sistema, pero garantizar que el personal y los sistemas autorizados no estén bloqueados impedir el acceso a los sistemas de control industrial la intrusión ilícita o perjudicial, o la interferencia en su adecuado y planificado funcionamiento.”
Las definiciones y connotaciones de los tres tipos de seguridad son bastante diferentes.
Seguridad Funcional, el concepto de Niveles de Integridad de Seguridad se ha utilizado durante casi 20 años. Las especificaciones de seguridad funcional requieren que la seguridad de un componente o sistema generalmente se exprese como un solo número, y este número es un factor de protección basado en la tasa de falla del componente o sistema propuesto para proteger la salud humana, la seguridad de producción y la seguridad ambiental.
La seguridad física, los elementos de protección se definen principalmente por una serie de especificaciones de operación de producción de seguridad. Los gobiernos, las empresas y las organizaciones industriales generalmente restringen la estandarización de la operación in situ-de los sistemas industriales a través de procedimientos de operación de producción de seguridad completa, garantizan la trazabilidad de los accidentes y aclaran las responsabilidades del personal relevante. Los factores institucionales y de gestión son las principales formas de proteger la seguridad física. .
El método de evaluación de la seguridad de la información del sistema de control industrial es diferente de la evaluación de la seguridad funcional. Aunque todos son para proteger la salud del personal, la seguridad de producción o la seguridad ambiental, el nivel de integridad de seguridad de uso de seguridad funcional se calcula en función de la posibilidad de falla aleatoria de hardware de un componente o falla del sistema, y los sistemas de seguridad de la información tienen una gama más amplia de aplicaciones. , y muchas más posibles causas y consecuencias. Los factores que afectan la seguridad de la información son muy complejos y difíciles de describir con un simple número. Sin embargo, el concepto de seguridad del ciclo de vida completo de la seguridad funcional también es aplicable a la seguridad de la información, y la gestión y el mantenimiento de la seguridad de la información también deben llevarse a cabo en ciclos.
La diferencia entre la seguridad de control industrial y la seguridad de la información de red
Las diferencias entre la seguridad de la información del sistema de control industrial y la seguridad de la red de información IP tradicional son: 1. Diferentes requisitos de seguridad, 2. Diferencias entre parches de seguridad y mecanismos de actualización, 3. Diferencias en el rendimiento en tiempo real-, y 4. Diferencias en prioridades de protección de seguridad, 5. Diferencias en la adaptabilidad de la tecnología de protección de seguridad.
En general, la seguridad de la red de información IP tradicional se ha convertido en tecnologías y principios de diseño relativamente maduros (autenticación, control de acceso, integridad de la información, separación de privilegios, etc.), que pueden ayudarnos a prevenir y responder a los ataques contra los sistemas de control industrial. Tradicionalmente, sin embargo, la investigación sobre seguridad de la información informática se centra en la protección de la información, y los investigadores no tienen en cuenta cómo afecta un ataque a los algoritmos de evaluación y control y, en última instancia, cómo afecta un ataque al mundo físico.
Varias herramientas de seguridad de la información existentes pueden proporcionar los mecanismos necesarios para la seguridad de los sistemas de control. Estos mecanismos individuales no son suficientes para un control profundo de la protección. Al comprender profundamente el proceso de interacción entre los sistemas de control y el mundo físico real, los investigadores deben desarrollar en el futuro. El trabajo podría ser:
1. Mejor comprensión de las consecuencias de un ataque: Hasta el momento, no se ha realizado un-estudio en profundidad del daño que un atacante puede causar si obtiene acceso no autorizado a algún dispositivo de red controlado.
2. Diseñar un nuevo algoritmo de detección de ataques: al comprender el comportamiento de control del proceso físico y en función de los comandos de control del proceso y las mediciones del sensor, es posible identificar si un atacante está tratando de interferir con los datos del control o del sensor.
3. Diseñar una nueva arquitectura y algoritmo de resiliencia anti-ataque: cuando se detecta un comportamiento de ataque del sistema de control industrial, el comando de control se puede cambiar a tiempo para aumentar la resiliencia del sistema de control y reducir las pérdidas.
4. Diseñar la tecnología de autenticación de identidad y contraseña adecuada para el equipo de campo del sistema SCADA industrial: en la actualidad, algunas tecnologías de contraseña maduras, complejas y robustas generalmente no pueden completar la función de control de acceso en el equipo de campo del sistema de control industrial. La razón principal es que la contraseña es demasiado compleja. Los mecanismos pueden correr el riesgo de dificultar la respuesta rápida de los procedimientos de emergencia en caso de emergencia. Los expertos en el campo del control automático industrial generalmente creen que los mecanismos de contraseña relativamente débiles (como contraseñas predeterminadas, contraseñas fijas e incluso contraseñas vacías, etc.) son más fáciles de adivinar, transmitir, etc. impacto adicional.
5. Desarrollar tecnologías de protección de seguridad del sistema SCADA industrial con mayor compatibilidad de hardware: las tecnologías con fuertes capacidades de protección de seguridad en las redes de datos de TI tradicionales, como la autenticación de identidad, la autenticación, el cifrado, la detección de intrusos y las tecnologías de control de acceso, generalmente enfatizan la ocupación de más redes. Ancho de banda , el rendimiento del procesador y los recursos de memoria, que son muy limitados en los equipos de sistemas de control industrial, que se diseñaron originalmente para realizar tareas de campo específicas, generalmente son dispositivos de bajo-costo y bajo-procesador. Además, algunos procesadores muy obsoletos (como el procesador Intel 8088 fabricado en 1978) todavía se utilizan en los dispositivos de control de los sistemas industriales de energía, como el suministro de petróleo y agua. Por lo tanto, es difícil implementar tecnologías de protección de seguridad de la información convencionales en dichos dispositivos sin degradar significativamente el rendimiento de los dispositivos de control de campo industrial.
6. Desarrollar tecnologías de protección de seguridad compatibles con múltiples sistemas operativos o plataformas de software: Mecanismos de tecnología de seguridad de la información en redes de datos de TI tradicionales, principalmente para resolver problemas de seguridad de la información en plataformas de sistemas operativos de uso general-como Windows, Linux y Unix . En el campo de los sistemas SCADA industriales, los dispositivos de sistemas SCADA industriales en-sitio generalmente usan sistemas operativos no-públicos (a veces llamados firmware), plataformas de software dedicadas (como GE, etc.) desarrolladas de forma independiente por proveedores de equipos (ABB, Siemens, Honeywell, etc.). iFix, etc.) para completar funciones específicas de control de procesos industriales. Por lo tanto, cómo desarrollar, implementar e incluso actualizar las tecnologías de protección de la seguridad de la información en plataformas de software y sistemas operativos no universales es un tema clave que debe resolverse en el futuro de la seguridad de la información del sistema SCADA industrial.
Establecer un sistema de protección antes-del evento, durante-y después-del evento
La connotación, los requisitos y las características objetivo de la seguridad de la información del sistema de control industrial determinan la necesidad de algunas tecnologías y medidas especiales de seguridad de la información. En el proceso de producción industrial, IED, PLC, RTU, controladores, procesadores de comunicación, sistemas SCADA y varios tipos prácticos, utilizados o configurados en varios tipos de equipos digitales programables para lograr el objetivo de la función de seguridad de garantizar la producción, el control y la gestión del control industrial. sistemas La tecnología básica de seguridad de la información de todos los sistemas de control automático es el control de acceso y la autenticación de la identidad del usuario. Sobre esta base, se desarrollan algunas tecnologías para proteger la seguridad de los paquetes de datos de comunicación por medio de sondas, encriptación de canales, verificación y autenticación de paquetes de datos. Para realizar la seguridad de la información del sistema de control industrial bajo la premisa de la seguridad funcional, es necesario construir un sistema integral de tecnología de protección de seguridad y gestión integral para la seguridad de la información del sistema de control industrial antes, durante y después del evento.
1. Tecnología de defensa avanzada
La tecnología de pre-defensa es una parte importante del sistema de tecnología de protección de la seguridad de la información de control industrial. En la actualidad, existen muchas tecnologías básicas maduras que se pueden utilizar: control de acceso/cortafuegos dedicado de control industrial, autenticación de identidad, equipo de identificación, tecnología de identificación basada en biometría-, módems seguros, tecnología de cifrado, infraestructura de clave pública (PKI) , red de área local virtual (VPN).
2. Tecnología de respuesta en el evento
La tecnología de detección de intrusos (IDS) es muy eficaz para identificar operaciones internas erróneas y atacantes externos que intentan obtener acceso interno. Es capaz de detectar e identificar la intención de usuarios internos o externos de interrumpir la red. Los IDS vienen en dos formas comunes: sistemas de detección de firmas digitales y sistemas de detección de irregularidades. Los intrusos suelen atacar las firmas digitales para obtener acceso al sistema o comprometer la integridad de la red. El sistema de detección de firmas digitales compara las características de ataque actuales con la base de datos de características de ataque conocidas y finalmente determina el resultado de la comparación de acuerdo con la sensibilidad seleccionada. Luego, de acuerdo con el resultado de la comparación, se determina la ocurrencia del comportamiento de ataque, para bloquear el comportamiento de ataque y notificar al administrador del sistema que el sistema actual está bajo ataque. La tecnología de detección de irregularidades determina la ocurrencia de intrusiones y alerta a los administradores del sistema al comparar la diferencia entre el comportamiento del sistema en ejecución y el comportamiento normal del sistema. Por ejemplo, IDS puede detectar una actividad anormal del sistema a medianoche o un acceso intenso a un puerto de E/S desde la red externa. Cuando ocurre una actividad anormal, IDS puede bloquear ataques y alertar a los administradores del sistema.
Ambos sistemas IDS anteriores tienen sus ventajas y desventajas, sin embargo, todos tienen el mismo problema - cómo configurar la sensibilidad de detección. La alta sensibilidad provocará falsas alarmas de intrusión y el IDS realizará las acciones correspondientes del sistema para cada alarma de intrusión. Por lo tanto, demasiadas alarmas de intrusión falsas no solo destruirán algunas funciones necesarias del sistema normal, sino que también causarán muchos daños al sistema. carga adicional. La baja sensibilidad hará que IDS no pueda detectar la ocurrencia de algunos comportamientos de intrusión, por lo que IDS hará la vista gorda ante algunos comportamientos de intrusión, de modo que el intruso pueda ingresar con éxito al sistema y causar pérdidas impredecibles.
3. Tecnología forense posterior-a eventos
El mecanismo de registro de auditoría es un archivo que registra la información de autenticación y otra información característica de los usuarios legales e ilegales, y es una de las principales tecnologías forenses post-eventos para la seguridad de la información del sistema de control industrial. Por lo tanto, cada acceso al sistema y sus acciones asociadas deben documentarse. Al diagnosticar y auditar si se ha producido una intrusión electrónica en la red, el diario de auditoría es uno de los criterios de juicio esenciales. Además, el registro del comportamiento del sistema también es una tecnología común para la seguridad de la información de los sistemas SCADA industriales.
Estas son algunas tecnologías convencionales y de uso común en la seguridad de la información de los sistemas de control informático industrial, y existen algunas tecnologías clave especiales en el proceso de implementación de la seguridad de la información del sistema de control industrial.
