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産業用ネットワークのセキュリティ課題とファイアウォール装置の役割について理解する
産業用ネットワークインフラに固有の脆弱性
産業用ネットワーク構成におけるセキュリティ問題は、一般的なIT環境で見られるものとは大きく異なります。多くの古いオペレーショナルテクノロジーシステムは、すでにサポートが終了したプラットフォーム上で動作しており、適切に更新できない状態です。一方で、産業制御システムは、堅牢なセキュリティ対策を実装するよりも、稼働を継続的に維持することに重点を置いています。これにより、当然ながら脆弱性が生じます。また、ほとんどの産業用ネットワークでは適切なセグメンテーションが行われておらず、一度侵入されると、脅威がシステム全体に急速に広がる可能性があります。2023年に発表された業界レポートによれば、昨年、製造工場の約7割が何らかのサイバーインシデントを経験しており、そのほとんどはセキュリティが最も弱いネットワークエッジから侵入が開始されています。企業がITネットワークとオペレーショナルネットワークをさらに統合していく中で、セキュリティチームがますます巧妙化する攻撃から保護しようとする際の負担は、今後さらに増大するばかりです。
ファイアウォール装置がOT環境でディフェンスインデプス戦略をどのように実現するか
ファイアウォールは、オペレーショナルテクノロジー（OT）システムに対してディフェンスインデプス方式を構築する際に中心的な役割を果たします。ネットワークゾーンと制御ポイントを作成することで、ネットワークの各部分がどのように通信するかを管理し、重要な機器への不正アクセスを防止します。産業用グレードのファイアウォールは、Modbus TCPやPROFINETといった特定のプロトコルに対応しているため、一般のIT用ファイアウォールとは異なります。これにより、工場など多くの現場で依存されているリアルタイムプロセスを妨げることなく、正確にトラフィックを制御できます。このような階層化されたアプローチの目的は冗長性にあります。保護のいずれかのレイヤーに問題が発生しても、他の防御が依然として機能するため、安全性が維持されます。これは、ダウンタイムがコストに直結し、セキュリティ対策の代替手段が常に容易ではないOT環境において極めて重要です。
重要インフラを標的としたサイバー脅威の進化
私たちの重要なインフラに対する脅威は、もはや昔とはまったく異なります。かつては単なる混乱で済んでいたものが、今では実際に物理的な損害を引き起こす可能性のある、はるかに恐ろしい攻撃へと変化しています。過去には、ほとんどの問題はデータの盗難や数時間のサービス停止に限られていました。しかし現在、悪意ある攻撃者は工場や電力網、水処理施設を制御する実際のシステムそのものを標的にしています。一部の国家支援を受けたハッカーは、産業用セキュリティ対策を巧みに回避するように設計された特別なマルウェアを使用しています。一方で、ランサムウェアグループは、エネルギー企業や製造業を攻撃することでより大きな身代金を得られることに気づいています。昨年の『重要インフラ脅威レポート』によると、産業制御システムを直接狙った攻撃は、前年比で約88％も増加しました。このような急激な増加は、私たちの社会基盤が日々高度化する危険にさらされていることを意味しています。
ケーススタディ：ネットワークセグメンテーションの不備による電力網への攻撃
2022年に、ハッカーが不十分に保護されたリモート監視システムを経由して地方の電力グリッドに侵入するという重大なセキュリティ侵害が発生しました。通常のビジネスネットワークと実際の制御システムの間にファイアウォールによる分離がなかったため、攻撃者はネットワーク内を自由に移動し、最終的に主要なグリッド管理機能に到達しました。その結果、地域の約5万世帯が停電の影響を受けました。この事故の原因を振り返ると、産業用グレードのファイアウォールを適切に導入してネットワークの各部分を分節化していれば、攻撃は重要性の低い領域に留まり、消費者にこれほど大規模な問題を引き起こすことは避けられた可能性が高いことが明確になります。この現実の事例から得られる教訓は非常に明快です。つまり、戦略的な場所にファイアウォールを設置することは、重要なインフラシステム全体に不正アクセスが広がるのを防ぐための極めて重要な防御手段となるということです。
ファイアウォールデバイスを用いた産業用ネットワークのセグメンテーション：ゾーン、コンジット、およびトラフィック制御
ICSネットワークにおける安全なデータフローのためのゾーンとコンジットの導入
産業用ネットワークのセキュリティを確保する際、ファイアウォールによるセグメンテーションは、悪意のある攻撃者がOTシステム内を自由に移動するのを防ぐ重要なセキュリティラインを構築します。IEC 62443標準が提供するこのゾーンおよびコンジットモデルは、基本的にネットワークを個別のセクションに分割するものです。これらのセクション間の通信は、ポリシーによって定められた特定の経路でのみ行われます。リスクの高い部分を重要な制御システムから隔離することで、万一あるエリアがハッキングされた場合でも、被害が他の場所に広がるのを防ぐことができます。これらのファイアウォールは各ネットワーク境界に設置され、ゲートキーパーとして機能し、許可された通信のみを通過させ、疑わしいトラフィックを遮断します。この構成により、複数の防御層が形成され、攻撃者がシステムの奥深くまで侵入することは非常に困難になります。
フィールドレベルの産業ネットワークにおけるステートレス対ステートフルフィルタリング
産業用ファイアウォールシステムは、過酷な製造環境に特化して設計されたさまざまなフィルタリング技術を採用しています。ステートレス方式では、IPアドレスやポート番号などの固定基準に基づき、各パケットを個別に検査します。この方法は、ミリ秒単位での応答が求められる工場内のネットワークなど、速度が最も重要な環境で効果を発揮します。一方、ステートフルフィルタリングは、接続の状態を追跡し、ネットワークトラフィックの全体像を分析します。これにより、管理者はより高度な制御が可能になり、基本的なフィルターをすり抜けてしまう脅威を検出できます。もちろん、ここにはトレードオフも存在します。ステートフル検査はセキュリティ保護レベルを向上させますが、その分処理負荷が増加するため、重要な業務の速度が低下する可能性があります。実際、最近の産業用ファイアウォールの多くは両方の方式を備えており、企業は日々の業務要件に応じてセキュリティ対策を調整できるようになっています。
戦略的な交通規制により横方向の移動を制御する
ファイアウォールデバイスは、産業用ネットワークの異なる部分間で脅威が横方向に拡散するのを制御するための戦略的なトラフィックポリシーを実装します。これらのセキュリティ対策では、ネットワークセグメント間で許可されるデータ転送の種類（使用される特定のプロトコル、情報の送信元および送信先、一方向通信かどうか）を正確に定義しています。その結果、初期防御が突破された後でも悪意ある攻撃者がシステム内部へさらに侵入できないような、まるでデジタル上の壁のような効果が得られます。企業がこのレベルで詳細なアクセス制御を設定することで、攻撃者は最初に侵害したネットワークの一部に閉じ込められ、他の重要なインフラに到達できなくなります。このようなアプローチにより、侵害が発生した場合の被害範囲を小さく抑えることができるとともに、ネットワーク上に接続されている存在を無条件に信用するのではなく、常に検証を行う必要があるという現代のサイバーセキュリティのベストプラクティスにも準拠しています。
産業用ネットワーク層におけるファイアウォール装置の戦略的配置
ファイアウォール装置を適切に機能させるには、産業ネットワークの各部分が実際に必要としていることに合った多層的なアプローチが必要です。フィールドレベルでは、透過型のレイヤー2ファイアウォールが、タイミングに敏感な通信を損なうことなく、古いOTシステムを保護する役割を果たします。これらの装置は過酷な環境にも耐えなければならず、高温や機械からの継続的な振動などにも耐える必要があります。複数の異なる場所にまたがる運用を扱う場合、リモートサイトや基地局に小型のファイアウォールを直接設置するのが合理的です。これにより、無線広域ネットワーク（WWAN）を介して本社ネットワークへ戻る接続の安全性が保たれます。全体像を捉えることも重要です。企業の境界点には強力なIPファイアウォールを配置し、一般のコンピューターネットワークと生産現場との間のデータのやり取りを制御することで、許可された通信のみが通過できるようにします。バランスを適切に取ることは極めて重要です。なぜなら、誰もセキュリティ対策によって運用が遅くなったり、ひとつの故障したコンポーネントが全体の停止を引き起こすような状況を望んでいないからです。
次世代ファイアウォールデバイスとIIoT環境におけるゼロトラスト統合
次世代ファイアウォール（NGFW）機能による脅威検出の強化
次世代ファイアウォール、通称NGFWは、今日の産業用IoT環境を保護する際、従来モデルよりもはるかに優れた脅威検出能力を提供します。従来のファイアウォールはポートとプロトコルのみを確認するのに対し、NGFWはそれらをはるかに超えます。NGFWには、ディープパケットインスペクション、侵入防止システム、リアルタイムでアプリケーションの動作を理解できる制御機能などの機能が備わっています。これにより、産業用ネットワークに不正に侵入しようとする巧妙な脅威を検出できます。セキュリティ担当者は、このような複雑な攻撃を実際に発見・阻止でき、通常のファイアウォールでは見逃されがちな損害を未然に防ぐことができます。その結果、電力網、製造工場、その他私たちの日常生活に不可欠なシステムに対して、はるかに優れた保護が実現します。
制御ネットワークトラフィックのリアルタイム監視のためのディープパケットインスペクション
次世代ファイアウォール（NGFW）は、従来のアプローチを超越し、ネットワークパケットのヘッダー情報だけでなくその内部すべてを検査するディープパケットインスペクション（DPI）を活用します。これにより、制御ネットワークトラフィックをリアルタイムで分析する能力が得られます。このような詳細な検査により、高度なファイアウォールは異常な活動パターンを検出し、隠れたマルウェアを発見し、セキュリティ侵害を示唆する不正なコマンドを検出できます。ファイアウォールが実際にネットワークを通過するデータを検査することで、単純なフィルターでは完全に見逃されてしまう危険性が明らかになります。重要な業務を運営する業界にとって、DPIによって提供されるこの追加の防御レイヤーは、脅威を早期に発見できるかどうか、あるいは後で重大なインシデントに対処する必要があるかどうかの違いを生み出します。
ファイアウォール装置を用いたゼロトラスト原則の適用とマイクロセグメンテーション
ゼロトラストセキュリティは、ネットワークに接続している人または機械のいずれであれ、自動的にアクセス権を得ることはないという単純な考え方に基づいています。代わりに、システム内の他の部分と相互作用する前に、すべてのものに対して常に継続的な検証が必要です。ファイアウォールは、マイクロセグメンテーションと呼ばれる仕組みを用いてこのアプローチを実現します。基本的に、大規模な産業用ネットワークを小さな独立したゾーンに分割し、それらの間で許可された特定の通信のみを可能にします。これにより何が達成されるでしょうか？それは、ハッカーにとって攻撃が非常に困難になるということです。あるセクションで問題が発生しても、それがインフラの他の重要な部分に広がって損害を与えるのではなく、その場所で封じ込められるためです。その結果、サイバー脅威に対する保護が大幅に強化されます。
モバイルIIoT資産をサポートするWLANへのファイアウォール装置の統合
産業施設では、AGVやハンドヘルドスキャナー、モバイルワークステーションなど、工場内の移動型産業用IoT（IIoT）機器を管理するために、無線LAN（WLAN）の導入が進んでいます。このような無線システムを構築する際、ファイアウォール装置の追加はもはや推奨事項ではなく、適切なセキュリティを確保する上で事実上必須となっています。これらのファイアウォールは、ネットワークを通過するすべての無線データのゲートキーパーとして機能し、有線または無線のいずれからの接続であっても一貫してセキュリティルールを適用します。そのメリットとは？工場は、従業員が製造現場内を自由に移動できる機動性を損なうことなく、サイバー脅威から堅固な保護を得られることです。多くの工場で、このような統合型アプローチを導入した後、セキュリティインシデントが減少したと報告されています。
よくある質問
なぜ産業用ネットワークは一般的なITネットワークよりもセキュリティ脅威に対して脆弱なのでしょうか？
産業用ネットワークは、適切に更新できない古くなった技術上で動作しており、セキュリティよりも運用の継続性を優先し、適切なセグメンテーションが欠如しているため、広範な侵害を受けやすくなります。
ファイアウォールはOT環境におけるインデプス防御戦略にどのように貢献しますか？
ファイアウォールは安全なネットワークゾーンと管理ポイントを作成し、通信を制御することで、特定のプロトコルを運用を妨げることなく円滑に機能させ、保護層の冗長性を確保します。
産業用ネットワークにおけるネットワークセグメンテーションの重要性は何ですか？
ネットワークセグメンテーションは、ネットワーク内の移動を制限する個別のゾーンと経路を作成し、セキュリティ侵害が重要な領域に拡大するのを防ぎ、戦略的なセキュリティポリシーを適用することで全体的なサイバーセキュリティを強化します。
次世代ファイアウォール（NGFW）は、脅威検出をどのように向上させますか？
次世代ファイアウォールには、パケットの深層検査や侵入防止システムといった高度な機能が含まれており、ネットワーク活動をリアルタイムで分析して、複雑なセキュリティ脅威を特定し、対処することができます。