Dlaczego urządzenia zapory sieciowej są kluczowe dla ochrony infrastruktury sieci przemysłowych?

Zrozumienie wyzwań związanych z bezpieczeństwem sieci przemysłowych i rola urządzeń zapory ogniowej

Unikalne podatności w infrastrukturze sieci przemysłowych

Problemy zabezpieczeń w przemysłowych układach sieciowych są zupełnie inne niż te, z którymi mamy do czynienia w typowych środowiskach IT. Wiele starszych systemów technicznych nadal działa na platformach, które dawno przekroczyły swój okres eksploatacji i nie mogą być odpowiednio aktualizowane. Tymczasem systemy sterowania przemysłowego skupiają się przede wszystkim na ciągłości działania, a nie na wdrażaniu solidnych środków bezpieczeństwa, co naturalnie prowadzi do powstawania luk. Większość sieci przemysłowych nie jest również odpowiednio segmentowana, więc jeśli intruz dostanie się do systemu, może szybko rozprzestrzenić się po całej infrastrukturze. Zgodnie z raportem branżowym z 2023 roku, niemal siedem na dziesięć zakładów produkcyjnych doświadczyło jakiegoś rodzaju incydentu cybernetycznego w ubiegłym roku, a większość tych naruszeń rozpoczęła się właśnie na krawędziach sieci, gdzie zabezpieczenia były najsłabsze. W miarę jak firmy kontynuują łączenie swoich sieci IT i operacyjnych, sytuacja ta jeszcze się pogarsza dla zespołów ds. bezpieczeństwa, które starają się bronić przed coraz bardziej wyrafinowanymi atakami.

W jaki sposób urządzenia zapory sieciowej egzekwują strategie obrony wielowarstwowej w środowiskach OT

Zapory sieciowe odgrywają kluczową rolę przy wdrażaniu podejść wielowarstwowej ochrony dla systemów technologii operacyjnej (OT). Tworzą strefy sieciowe i punkty kontrolne, które zarządzają komunikacją między różnymi częściami sieci, uniemożliwiając jednocześnie nieautoryzowany dostęp do krytycznego sprzętu. Przemysłowe zapory sieciowe różnią się od standardowych wersji IT, ponieważ współpracują z konkretnymi protokołami takimi jak Modbus TCP i PROFINET. To pozwala operatorom precyzyjnie kontrolować przepływy ruchu sieciowego, nie zakłócając przy tym procesów czasu rzeczywistego, na których wiele fabryk jest zależnych. Cały sens tego wielowarstwowego podejścia polega na redundancji. Jeśli jedna warstwa ochrony ulegnie awarii, inne mechanizmy obronne nadal pozostają aktywne. Ma to ogromne znaczenie w środowiskach OT, gdzie przestoje wiążą się ze stratami finansowymi, a środki bezpieczeństwa nie zawsze mają łatwe alternatywy.

Ewolucja zagrożeń cybernetycznych skierowanych przeciwko infrastrukturze krytycznej

Zagrożenia dla naszej krytycznej infrastruktury nie są już takie, jak kiedyś. To, co zaczynało się od podstawowych zakłóceń, przerodziło się w coś znacznie bardziej przerażającego – ataków, które mogą powodować rzeczywiste uszkodzenia fizyczne. Dawniej większość problemów wiązała się jedynie z kradzieżą danych lub tymczasowym wyłączaniem systemów na kilka godzin. Obecnie przestępcy skupiają się na atakach przeciwko rzeczywistym systemom zarządzającym naszymi fabrykami, sieciami energetycznymi i oczyszczalniami ścieków. Niektórzy hakerzy wspierani przez państwa używają specjalnie stworonego złośliwego oprogramowania, które potrafi omijać wszystkie te przemysłowe zabezpieczenia, które uważaliśmy za bardzo skuteczne. Tymczasem grupy zajmujące się programami wymuszającymi okup odkryły, że ataki na firmy energetyczne i producentów przynoszą im większe wpływy. Zgodnie z raportem z ubiegłego roku pt. Critical Infrastructure Threat Report, liczba ataków skierowanych bezpośrednio przeciwko systemom sterowania przemysłowego wzrosła o prawie 88%. Taki wzrost oznacza, że nasze podstawowe usługi stoją przed coraz to bardziej wyrafinowanymi zagrożeniami.

Studium przypadku: Atak na sieć energetyczną spowodowany niewystarczającym segmentowaniem sieci

W 2022 roku doszło do poważnego naruszenia bezpieczeństwa, gdy hakery dostali się do regionalnej sieci energetycznej poprzez niedostatecznie chronione zdalne urządzenie monitorujące. Ponieważ nie istniało oddzielenie zapory sieciowej między zwykłymi sieciami firmowymi a rzeczywistymi systemami sterowania, sprawcy mogli swobodnie poruszać się wewnątrz sieci, aż dotarli do kluczowych funkcji zarządzania siecią. Wynik? Przerwy w dostawie energii elektrycznej, które dotknęły około 50 tysięcy gospodarstw domowych na tym obszarze. Analiza popełnionych błędów wyraźnie pokazuje, że gdyby odpowiednio zaimplementowano przemysłowe zapory sieciowe w celu segmentacji różnych części sieci, atak ten najprawdopodobniej pozostałby ograniczony do mniej istotnych obszarów i nie spowodowałby tak poważnych problemów dla konsumentów. To, czego uczymy się z tego przykładu z życia, jest dość proste: umieszczenie zapor sieciowych w strategicznych miejscach stanowi kluczowy punkt ochrony, który uniemożliwia rozprzestrzenianie się nieautoryzowanego dostępu w systemach krytycznej infrastruktury.

Segmentacja sieci przemysłowych przy użyciu urządzeń zapory: Strefy, kanały i kontrola ruchu

Wdrażanie stref i kanałów dla bezpiecznego przepływu danych w sieciach ICS

Gdy chodzi o zabezpieczanie sieci przemysłowych, segmentacja za pomocą zapór tworzy ważne bariery bezpieczeństwa, które uniemożliwiają złym aktorom swobodne poruszanie się wewnątrz systemów OT. Standard IEC 62443 dostarcza nam modelu stref i kanałów, który w praktyce dzieli sieć na oddzielne sekcje. Komunikacja między tymi sekcjami odbywa się wyłącznie poprzez określone trasy ustalone przez polityki. Oddzielając części o wysokim ryzyku od kluczowych systemów sterowania, zapewniamy, że jeśli jedno obszar zostanie zhakowany, szkody nie rozprzestrzenią się na inne części. Zapory te znajdują się na każdym granicznym punkcie sieci, działając jak strażnicy, przepuszczając tylko dozwolony ruch i blokując podejrzane połączenia. Taka konfiguracja tworzy wiele warstw ochrony, znacznie utrudniając atakującym penetrację głęboko w systemie.

Filtrowanie bezpołączeniowe a połączeniowe w sieciach przemysłowych na poziomie pól

Systemy zapór przemysłowych wykorzystują różne techniki filtrowania zaprojektowane specjalnie do pracy w trudnych warunkach produkcyjnych. Podejście bezpołączeniowe analizuje każdy pakiet oddzielnie, zgodnie z ustalonymi kryteriami, takimi jak adresy IP i numery portów. Ta metoda dobrze sprawdza się w środowiskach, gdzie najważniejsza jest szybkość działania, na przykład w sieciach działów produkcyjnych, które wymagają odpowiedzi w ciągu milisekund. Z kolei filtrowanie stanowe śledzi trwające połączenia i analizuje szerszy kontekst ruchu sieciowego. To daje administratorom bardziej zaawansowane opcje kontroli oraz pozwala wykryć zagrożenia, które mogłyby prześlizgnąć się przez podstawowe filtry. Oczywiście istnieje tu również kompromis. Inspekcja stanowa rzeczywiście poprawia poziom ochrony, ale wiąże się z większym obciążeniem procesora, co może spowolnić krytyczne operacje. Większość współczesnych zapór przemysłowych oferuje oba podejścia, dzięki czemu firmy mogą dostosować swój poziom bezpieczeństwa do bieżących potrzeb swoich operacji.

Kontrola ruchu bocznego za pomocą strategicznych polityk ruchu

Urządzenia zapory sieciowej implementują strategiczne polityki ruchu, które pomagają kontrolować, w jaki sposób zagrożenia rozprzestrzeniają się w poziomie przez różne części sieci przemysłowych. Te środki bezpieczeństwa dokładnie określają, jakie rodzaje przesyłania danych są dozwolone między segmentami sieci, w tym używane protokoły, źródła i miejsca docelowe informacji oraz to, czy przesyłanie odbywa się w jednym kierunku. Efektem są coś w rodzaju cyfrowych barier, które uniemożliwiają złym aktorom zagłębianie się w systemie po pokonaniu pierwszych zabezpieczeń. Gdy firmy konfigurują szczegółowe kontrole dostępu na tym poziomie, atakujący zostają uwięzieni w tej części sieci, którą pierwotnie naruszyli, i nie mogą dotrzeć do krytycznej infrastruktury w innych miejscach. Takie podejścia ograniczają zakres szkód w przypadku naruszeń bezpieczeństwa, jednocześnie przestrzegając współczesnych najlepszych praktyk cyberbezpieczeństwa, które wymagają ciągłej weryfikacji zamiast ślepego zaufania wszystkim podłączonym do sieci.

Strategiczne rozmieszczenie urządzeń zapory sieciowej w warstwach sieci przemysłowych

Właściwe wykorzystanie urządzeń zapory ogniowej oznacza zastosowanie wielowarstwowego podejścia dostosowanego do rzeczywistych potrzeb poszczególnych części sieci przemysłowej. Na poziomie polowym przezroczyste zapory warstwy 2 chronią starsze systemy OT, nie zakłócając przy tym komunikacji wrażliwej na opóźnienia. Urządzenia te muszą również wytrzymywać dość trudne warunki środowiskowe, takie jak upał czy ciągłe wstrząsy pochodzące od maszyn. W przypadku operacji rozproszonych w różnych lokalizacjach sensowne jest instalowanie mniejszych zapór bezpośrednio w lokalizacjach zdalnych i stacjach komórkowych. Zapewniają one bezpieczeństwo połączeń zwracających się do głównych sieci, co często odbywa się poprzez bezprzewodowe sieci rozległe. Ważne są również kwestie ogólne. Mocne zapory IP znajdują się na granicach przedsiębiorstwa i kontrolują przepływ danych pomiędzy zwykłymi sieciami komputerowymi a halami produkcyjnymi, zapewniając, że tylko upoważniony ruch może przejść. Kluczowe jest znalezienie właściwego balansu, ponieważ nikt nie chce, by środki bezpieczeństwa spowalniały działania operacyjne ani aby jedna awarijna składowa doprowadziła do całkowitego zastojenia.

Urządzenia zapory ogniowej nowej generacji i integracja modelu zero trust w środowiskach IIoT

Wzmacnianie wykrywania zagrożeń za pomocą funkcji zapory nowej generacji (NGFW)

Zapory nowej generacji, często nazywane NGFW, oferują znacznie lepsze wykrywanie zagrożeń niż starsze modele, jeśli chodzi o ochronę współczesnych systemów przemysłowych IoT. Tradycyjne zapory analizują jedynie porty i protokoły, ale NGFW idą daleko dalej. Są wyposażone w takie funkcje jak inspekcja głęboka pakietów, systemy zapobiegania włamaniom oraz mechanizmy kontroli umożliwiające rozumienie działania aplikacji w czasie rzeczywistym. To pozwala wykrywać przebiegłe zagrożenia próbujące przeniknąć niezauważone do sieci przemysłowych. Specjaliści ds. bezpieczeństwa mogą skutecznie wykrywać i blokować te złożone ataki przed ich spowodowaniem szkód — czego zwykłe zapory po prostu nie są w stanie zrobić. Rezultat? Znacznie lepsza ochrona takich systemów jak sieci energetyczne, zakłady produkcyjne czy inne kluczowe infrastruktury, od których codziennie zależymy.

Inspekcja głęboka pakietów w celu monitorowania ruchu w sieci sterowania w czasie rzeczywistym

Zapory nowej generacji (NGFW) idą dalej niż tradycyjne podejścia, wykorzystując inspekcję głęboką pakietów (DPI), aby analizować wszystkie dane zawarte w pakietach sieciowych, a nie tylko informacje nagłówkowe. Dzięki temu mogą one analizować ruch w sieci sterowania w trakcie jego przepływu, w czasie rzeczywistym. Taki szczegółowy przegląd pozwala zaawansowanym zapocom analizować nietypowe wzorce aktywności, wykrywać ukryte złośliwe oprogramowanie oraz przechwytywać nieautoryzowane polecenia, które mogą wskazywać na naruszenie bezpieczeństwa. Gdy zapory rzeczywiście analizują to, co przepływa przez sieć, ujawniają zagrożenia, które całkowicie omijają proste filtry. Dla branż prowadzących krytyczne operacje ta dodatkowa warstwa ochrony oferowana przez DPI stanowi różnicę między wcześniejszym wykryciem zagrożeń a koniecznością radzenia sobie z poważnymi incydentami później.

Stosowanie zasad zerowego zaufania i mikrosegmentacji przy użyciu urządzeń zapory

Zabezpieczenia typu zero trust opierają się na prostym założeniu: nikt nie otrzymuje automatycznych uprawnień dostępu, niezależnie od tego, czy chodzi o osoby, czy urządzenia połączone z siecią. Zamiast tego wszystko musi być stale weryfikowane przed umożliwieniem interakcji z innymi częściami systemu. Zapory sieciowe pomagają wdrożyć to podejście, wykorzystując tzw. mikrosegmentację. W praktyce oznacza to podział dużych sieci przemysłowych na mniejsze, oddzielne strefy, w których dozwolone są wyłącznie określone komunikacje między nimi. Do czego to prowadzi? Uniemożliwia to atakującym swobodne poruszanie się w sieci, ponieważ w przypadku problemu w jednym z segmentów pozostaje on ograniczony do tej strefy i nie może się rozprzestrzenić na inne, kluczowe elementy infrastruktury. Efektem jest znacznie lepsza ochrona przed zagrożeniami cybernetycznymi.

Integrowanie urządzeń zapory w sieci WLAN obsługujące mobilne aktywa IIoT

Obiekty przemysłowe coraz częściej sięgają po bezprzewodowe sieci lokalne (WLAN) w celu zarządzania mobilnym sprzętem Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT), takim jak AGV, skanery ręczne czy mobilne stanowiska robocze na hali produkcyjnej. Podczas konfigurowania tych systemów bezprzewodowych dodawanie urządzeń zapory ogniowej nie jest już tylko zalecane – praktycznie stało się niezbędnym elementem odpowiedniej ochrony bezpieczeństwa. Zapory te działają jako strażnicy dla wszystkich danych przesyłanych bezprzewodowo przez sieć, egzekwując zasady bezpieczeństwa jednolicie, niezależnie od tego, czy połączenia pochodzą ze źródeł przewodowych czy bezprzewodowych. Jaki jest efekt? Zakłady uzyskują solidną ochronę przed zagrożeniami cybernetycznymi, nie tracąc przy tym mobilności, której pracownicy potrzebują, aby swobodnie poruszać się po halach produkcyjnych. Wiele fabryk zgłasza mniejszą liczbę incydentów związanych z bezpieczeństwem po wdrożeniu tego rodzaju zintegrowanego podejścia.

Często zadawane pytania

Dlaczego sieci przemysłowe są bardziej narażone na zagrożenia bezpieczeństwa niż standardowe sieci IT?

Sieci przemysłowe często działają na przestarzałych technologiach, które nie mogą być odpowiednio aktualizowane, priorytetem jest ciągłość działania zamiast bezpieczeństwa, a brakuje również odpowiedniego segmentowania, co czyni je narażonymi na powszechne naruszenia.

W jaki sposób zapory sieciowe przyczyniają się do strategii obrony wielowarstwowej w środowiskach OT?

Zapory tworzą bezpieczne strefy sieciowe i punkty kontroli umożliwiające zarządzanie komunikacją, pozwalając konkretnym protokołom działać sprawnie bez zakłócania operacji, zapewniając tym samym nadmiarowość warstw ochrony.

Jakie jest znaczenie segmentacji sieci w sieciach przemysłowych?

Segmentacja sieci tworzy oddzielne strefy i kanały ograniczające poruszanie się w obrębie sieci, powstrzymując rozprzestrzenianie się naruszeń bezpieczeństwa do obszarów krytycznych oraz wzmacniając ogólną cyberbezpieczeństwo poprzez stosowanie strategicznych polityk bezpieczeństwa.

W jaki sposób zaawansowane zapory nowej generacji poprawiają wykrywanie zagrożeń?

Zapory ogniowe nowej generacji obejmują zaawansowane funkcje, takie jak inspekcja głęboka pakietów i systemy zapobiegania włamaniom, które oferują analizę w czasie rzeczywistym aktywności sieciowej w celu identyfikowania i neutralizowania zaawansowanych zagrożeń bezpieczeństwa.