Warum sind Firewall-Geräte entscheidend zum Schutz der industriellen Netzwerkinfrastruktur?

Grundlagen der Sicherheitsherausforderungen in industriellen Netzwerken und die Rolle von Firewall-Geräten

Einzigartige Schwachstellen in der Infrastruktur industrieller Netzwerke

Sicherheitsprobleme in industriellen Netzwerk-Setups sind ganz anders als in normalen IT-Umgebungen. Viele ältere Betriebstechniksysteme laufen noch auf Plattformen, die weit hinter ihrem Bestes liegen und nicht richtig aktualisiert werden können. In der Zwischenzeit konzentrieren sich industrielle Kontrollsysteme eher darauf, die Betriebsabläufe ohne Unterbrechung zu halten, als solide Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren, was natürlich zu Schwachstellen führt. Die meisten industriellen Netzwerke haben auch keine richtige Segmentierung, also wenn etwas hereinkommt, kann es sich ziemlich schnell über das gesamte System ausbreiten. Ein aktueller Branchenbericht aus dem Jahr 2023 zeigte, dass fast sieben von zehn Produktionsstätten im vergangenen Jahr irgendein Cyber-Vorfall hatten, und die meisten dieser Verstöße begannen direkt an den Netzwerkkanten, wo die Sicherheit am schwächsten war. Da Unternehmen ihre IT- und operativen Netzwerke weiterhin zusammenführen, verschlimmert dies die Situation für Sicherheitsteams, die sich vor immer komplexeren Angriffen schützen wollen.

Wie Firewall-Geräte Verteidigungsstrategien in OT-Umgebungen durchsetzen

Firewalls spielen eine Schlüsselrolle bei der Einrichtung von Verteidigungsansätzen für Betriebstechnologie (OT) -Systeme. Sie schaffen Netzwerkzonen und Kontrollpunkte, die verwalten, wie verschiedene Teile des Netzwerks kommunizieren und gleichzeitig den unerwünschten Zugang zu lebenswichtigen Geräten stoppen. Industrielle Firewalls unterscheiden sich von normalen IT-Versionen, weil sie mit spezifischen Protokollen wie Modbus TCP und PROFINET arbeiten. Dies bedeutet, dass Betreiber die Verkehrsströme genau steuern können, ohne Echtzeitprozesse zu verwirren, auf die viele Fabriken angewiesen sind. Der ganze Sinn dieses geschichteten Ansatzes ist Redundanz. Wenn mit einer Schicht Schutz schief geht, stehen noch andere Abwehrmechanismen. Das ist in OT-Umgebungen sehr wichtig, wo Ausfallzeiten Geld kosten und es nicht immer einfache Alternativen für Sicherheitsmaßnahmen gibt.

Entwicklung der Cyberbedrohungen gegen kritische Infrastrukturen

Die Bedrohung unserer kritischen Infrastruktur ist nicht mehr, was sie früher war. Was als einfache Störungen begann, hat sich heutzutage in etwas viel Schrecklicheres verwandelt - in Angriffe, die tatsächlich physischen Schaden anrichten können. Früher ging es bei den meisten Problemen nur darum, Daten zu stehlen oder Dinge für ein paar Stunden offline zu stellen. Jetzt aber wollen die Bösen die eigentlichen Systeme, die unsere Fabriken, Stromnetze und Wasseraufbereitungsanlagen betreiben, verfolgen. Einige staatlich unterstützte Hacker werfen speziell entwickelte Malware herum, die entworfen wurde, um all diese industriellen Sicherheitsmaßnahmen zu umgehen, die wir für so gut hielten. Inzwischen haben Ransomware-Teams herausgefunden, dass die Angriffe auf Energieunternehmen und Hersteller ihnen größere Auszahlungen bringen. Laut dem Critical Infrastructure Threat Report des letzten Jahres gab es einen Anstieg von 88% bei Angriffen, die direkt auf industrielle Kontrollsysteme abzielten. Diese Art von Wachstum bedeutet, dass unsere wesentlichen Dienstleistungen mit Bedrohungen konfrontiert sind, die von Tag zu Tag intelligenter werden.

Fallstudie: Angriff auf das Stromnetz aufgrund unzureichender Netzsegmentierung

Im Jahr 2022 gab es einen großen Sicherheitsbruch, als Hacker über eine unzureichend geschützte Fernüberwachung ein regionales Stromnetz betraten. Da es keine Firewall-Trennung zwischen regulären Geschäftsnetzwerken und den eigentlichen Steuerungssystemen gab, konnten sich diese schlechten Akteure innerhalb des Netzwerks frei bewegen, bis sie die Kernfunktionen der Netzverwaltung erreichten. Was war das Ergebnis? Stromausfälle, die etwa 50.000 Haushalte in der Region betreffen. Ein Rückblick auf das, was schiefgelaufen ist, zeigt deutlich, dass, wenn industrielle Firewalls ordnungsgemäß implementiert worden wären, um verschiedene Teile des Netzwerks zu segmentieren, dieser Angriff wahrscheinlich auf weniger wichtige Bereiche beschränkt geblieben wäre, ohne so große Probleme für die Verbraucher zu verursachen Was wir aus diesem Beispiel aus der realen Welt lernen, ist ziemlich einfach: Die Installation von Firewalls in intelligenten Standorten dient als entscheidender Schutzpunkt, der verhindert, dass sich unbefugter Zugriff auf wesentliche Infrastruktursysteme ausbreitet.

Segmentierung von Industrienetzen mit Firewall-Geräten: Zonen, Leitungen und Verkehrskontrolle

Durchführungsbereiche und -leitungen für den sicheren Datenfluss in ICS-Netzwerken

Wenn es um die Sicherung von industriellen Netzwerken geht, schafft die Segmentierung mit Firewalls diese wichtigen Sicherheitslinien, die verhindern, dass sich schlechte Akteure innerhalb von OT-Systemen frei bewegen. Die IEC 62443-Norm gibt uns dieses Zonen- und Leitungsmodell, das das Netzwerk grundsätzlich in separate Abschnitte aufteilt. Die Kommunikation zwischen diesen Sektionen erfolgt nur auf spezifischen, von den Politiken festgelegten Routen. Indem wir risikoreiche Teile von wichtigen Kontrollsystemen fernhalten, stellen wir sicher, dass sich der Schaden nicht überallhin ausbreitet. Diese Firewalls sitzen an jeder Netzwerkgrenze und dienen als Torwächter, indem sie nur das durchlassen, was erlaubt sein sollte, während sie verdächtigen Datenverkehr stoppen. Dieses Setup baut mehrere Schutzschichten auf, was es Angreifern viel schwerer macht, tief in das System einzudringen.

Statslose und staatliche Filterung in industriellen Netzwerken auf Feldebene

Bei industriellen Firewall-Systemen werden verschiedene Filtertechniken eingesetzt, die speziell für harte Produktionsumgebungen entwickelt wurden. Der staatlose Ansatz betrachtet jedes Paket nach festgelegten Kriterien wie IP-Adressen und Portnummern separat. Diese Methode funktioniert gut in Umgebungen, in denen Geschwindigkeit am wichtigsten ist, wie z.B. Fabriknetzwerke, die innerhalb von Millisekunden Reaktionen benötigen. Auf der anderen Seite verfolgt das stateful Filtern laufende Verbindungen und untersucht das Gesamtbild des Netzwerkverkehrs. Dadurch erhalten Administratoren intelligentere Kontrolloptionen und erkennen Bedrohungen, die grundlegende Filter überschreiten könnten. Natürlich gibt es auch hier einen Kompromiss. Die staatliche Inspektion verbessert zwar die Schutzniveaus, erfordert aber zusätzliche Verarbeitungsbedürfnisse, die kritische Vorgänge verlangsamen können. Die meisten modernen industriellen Firewalls bieten tatsächlich beide Ansätze an, so dass Unternehmen ihre Sicherheitslage je nach den Anforderungen ihrer jeweiligen Geschäftstätigkeit anpassen können.

Steuerung der seitlichen Bewegung durch strategische Verkehrspolitik

Firewall-Geräte implementieren strategische Verkehrsrichtlinien, die helfen, zu kontrollieren, wie Bedrohungen sich seitlich über verschiedene Teile von industriellen Netzwerken bewegen. Diese Sicherheitsmaßnahmen legen genau fest, welche Art von Datenübertragungen zwischen Netzwerksegmenten einschließlich bestimmter verwendeter Protokolle erlaubt sind, woher Informationen kommen und wohin sie gehen und ob sie sich nur in eine Richtung bewegen. Das Ergebnis ist so etwas wie digitale Mauern, die schlechte Akteure davon abhalten, tiefer in das System zu gelangen, sobald sie die ersten Abwehrmechanismen durchbrochen haben. Wenn Unternehmen auf dieser Ebene detaillierte Zugriffskontrollen einrichten, finden sich Angreifer in jedem Teil des Netzwerks, das sie ursprünglich kompromittiert haben, fest, ohne an anderer Stelle kritische Infrastruktur erreichen zu können. Solche Ansätze verringern den Schaden, der verursacht wird, wenn Verstöße auftreten, während moderne Best Practices für Cybersicherheit befolgt werden, die eine ständige Verifizierung erfordern, anstatt nur jemandem zu vertrauen, der irgendwo im Netzwerk verbunden ist.

Strategische Platzierung von Firewall-Geräten über Industrienetzwerk-Schichten

Die Funktionsfähigkeit von Firewall-Geräten bedeutet einen mehrschichtigen Ansatz, der den tatsächlichen Bedürfnissen jedes Teils eines industriellen Netzwerks entspricht. Unten auf Feldebene sind diese transparenten Firewalls der Schicht 2 da, um ältere OT-Systeme zu schützen, ohne ihre zeitlich sensiblen Kommunikationen zu versauen. Diese Einheiten müssen auch ziemlich raue Umgebungen bewältigen, überleben Dinge wie Hitze und ständiges Zittern von Maschinen. Wenn es um Operationen geht, die an verschiedenen Standorten verteilt sind, ist es sinnvoll, kleinere Firewalls direkt an entfernten Standorten und Zellstandorten zu installieren. Sie halten Verbindungen sicher, indem sie zu den Hauptnetzwerken zurückkehren, was oft über drahtlose Weitbandnetze geschieht. Das große Ganze ist auch wichtig. Starke IP-Firewalls befinden sich an den Unternehmensgrenzen und kontrollieren, wie Daten zwischen normalen Computernetzen und Produktionsgeschäften bewegt werden, um sicherzustellen, dass nur autorisierter Datenverkehr durchkommt. Die richtige Balance ist entscheidend, denn niemand möchte, dass Sicherheitsmaßnahmen den Betrieb verlangsamen oder Situationen schaffen, in denen ein defekter Bauteil alles zerstört.

Firewall-Geräte der nächsten Generation und Integration ohne Vertrauen in IIoT-Umgebungen

Verbesserung der Bedrohungserkennung durch Firewall-Funktionen der nächsten Generation (NGFW)

Firewalls der nächsten Generation, oder NGFWs, wie sie allgemein genannt werden, bieten eine viel bessere Bedrohungserkennung als ältere Modelle, wenn es darum geht, die heutigen industriellen IoT-Setups zu schützen. Traditionelle Firewalls betrachten nur Ports und Protokolle, aber NGFWs gehen weit darüber hinaus. Sie sind mit Funktionen wie Deep Packet Inspection, Intrusion Prevention Systemen und Kontrollen ausgestattet, die verstehen, was Anwendungen in Echtzeit tun. Dadurch können die heimtückischen Bedrohungen erkannt werden, die unbemerkt in die industriellen Netzwerke eindringen. Sicherheitsfachleute können diese komplexen Angriffe tatsächlich erkennen und stoppen, bevor sie etwas beschädigen, was normale Firewalls einfach übersehen. Was war das Ergebnis? Viel besserer Schutz für Dinge wie Stromnetze, Produktionsanlagen und andere wesentliche Systeme, auf die wir uns jeden Tag verlassen.

Tiefenpaketinspektion zur Echtzeitüberwachung des Steuerungsnetzwerkverkehrs

Firewalls der nächsten Generation (NGFWs) gehen über herkömmliche Ansätze hinaus, indem sie die Tiefenpaketinspektion (DPI) verwenden, um nicht nur die Header-Informationen, sondern auch den gesamten Inhalt von Netzwerkpaketen zu analysieren. Dadurch erhalten sie die Fähigkeit, den Steuerungsnetzwerkverkehr in Echtzeit zu untersuchen. Mit diesem Detaillierungsgrad können diese fortschrittlichen Firewalls auffällige Aktivitätsmuster erkennen, versteckte Malware aufspüren und unbefugte Befehle identifizieren, die auf einen Sicherheitsvorfall hindeuten könnten. Wenn Firewalls tatsächlich prüfen, was durch das Netzwerk fließt, werden Gefahren sichtbar, die einfache Filter vollständig übersehen. Für Branchen mit kritischen Abläufen macht diese zusätzliche Schutzschicht durch DPI den entscheidenden Unterschied zwischen frühzeitiger Erkennung von Bedrohungen und der Bewältigung schwerwiegender Vorfälle.

Anwendung von Zero-Trust-Prinzipien und Mikrosegmentierung mithilfe von Firewall-Geräten

Die Zero-Trust-Sicherheit basiert auf einer einfachen Idee: Niemand erhält automatisch Zugriffsrechte, unabhängig davon, ob es sich um Personen oder Maschinen handelt, die mit dem Netzwerk verbunden sind. Stattdessen muss alles ständig überprüft werden, bevor es Zugriff auf andere Teile des Systems erhält. Firewalls unterstützen diesen Ansatz mithilfe von Micro-Segmentation. Im Wesentlichen teilen sie große industrielle Netzwerke in kleinere, separate Zonen auf, zwischen denen nur bestimmte Kommunikationswege erlaubt sind. Was bewirkt das? Es erschwert Angreifern erheblich, Schaden anzurichten, denn falls ein Problem in einem Bereich auftritt, bleibt es dort eingegrenzt und breitet sich nicht auf andere wichtige Infrastrukturen aus. Das Ergebnis ist ein deutlich verbesserter Schutz vor Cyber-Bedrohungen.

Integration von Firewall-Geräten in WLANs, die mobile IIoT-Aggregate unterstützen

Industrieanlagen greifen zunehmend auf drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) zurück, um ihre mobilen Geräte des industriellen Internets der Dinge (IIoT), wie AGVs, Handscanner und mobile Arbeitsstationen, auf der gesamten Produktionsfläche zu steuern. Bei der Einrichtung dieser drahtlosen Systeme ist es mittlerweile nicht mehr nur empfehlenswert, sondern praktisch zwingend notwendig, Firewall-Geräte hinzuzufügen, um eine angemessene Sicherheit zu gewährleisten. Diese Firewalls fungieren als Torwächter für alle drahtlos übertragenen Daten im Netzwerk und setzen Sicherheitsregeln einheitlich durch, unabhängig davon, ob die Verbindungen aus kabelgebundenen oder drahtlosen Quellen stammen. Der Vorteil? Die Anlagen erhalten einen zuverlässigen Schutz vor Cyber-Bedrohungen, ohne dass die Mobilität der Mitarbeiter eingeschränkt wird, die sich frei in den Fertigungsbereichen bewegen müssen. Viele Fabriken berichteten nach der Einführung dieses integrierten Ansatzes von weniger Sicherheitsvorfällen.

FAQ

Warum sind industrielle Netzwerke anfälliger für Sicherheitsbedrohungen als herkömmliche IT-Netzwerke?

Industrielle Netzwerke laufen oft auf veralteter Technologie, die nicht ordnungsgemäß aktualisiert werden kann, priorisieren den Betriebsfortbestand gegenüber der Sicherheit und verfügen über keine angemessene Segmentierung, wodurch sie anfällig für weitreichende Sicherheitsverletzungen sind.

Wie tragen Firewalls zu Tiefenverteidigungsstrategien in OT-Umgebungen bei?

Firewalls erzeugen sichere Netzwerkzonen und Kontrollpunkte zur Kommunikationsverwaltung, ermöglichen den nahtlosen Einsatz bestimmter Protokolle, ohne den Betrieb zu stören, und gewährleisten somit Redundanz in den Schutzschichten.

Welche Bedeutung hat die Netzwerksegmentierung in industriellen Netzwerken?

Die Netzwerksegmentierung schafft klar abgegrenzte Zonen und Verbindungen, die die Bewegung innerhalb des Netzwerks einschränken, verhindern, dass Sicherheitsverletzungen auf kritische Bereiche übergreifen, und erhöhen die allgemeine Cybersicherheit durch die gezielte Anwendung von Sicherheitsrichtlinien.

Wie verbessern Next-Generation-Firewalls die Bedrohungserkennung?

Next-Generation-Firewalls umfassen erweiterte Funktionen wie Deep Packet Inspection und Intrusion-Prevention-Systeme, die eine Echtzeitanalyse der Netzwerkaktivität ermöglichen, um anspruchsvolle Sicherheitsbedrohungen zu erkennen und abzuwehren.