Prečo sú firewallové zariadenia kritické pre ochranu infraštruktúry priemyselných sietí?

Pochopenie výziev bezpečnosti priemyselných sietí a úlohy firewallových zariadení

Jedinečné zraniteľnosti v infraštruktúre priemyselných sietí

Bezpečnostné problémy v priemyselných sieťových usporiadaniach sa výrazne líšia od tých, ktoré pozorujeme v bežných IT prostrediach. Veľa starších systémov prevádzkovej techniky stále beží na platformách, ktoré už dávno prekročili svoju životnosť a nie je možné ich riadne aktualizovať. Medzitým priemyselné riadiace systémy často kládli dôraz skôr na nepretržitý chod prevádzky než na implementáciu pevných bezpečnostných opatrení, čo prirodzene vedie k vzniku zraniteľností. Väčšina priemyselných sietí tiež nemá správne segmentovanú štruktúru, takže ak sa niečo dostane dovnútra, môže sa rýchlo šíriť celým systémom. Nedávna odborná správa z roku 2023 ukázala, že takmer sedem z desiatich výrobných závodov zažilo minulý rok nejaký druh kybernetického incidentu a väčšina týchto únikov sa začala práve na okraji siete, kde bola ochrana najslabšia. Keďže spoločnosti stále viac integrujú svoje IT a operačné siete, situácia sa pre bezpečnostné tímy, ktoré sa snažia chrániť pred stále sofistikovanejšími útokmi, len zhoršuje.

Ako zariadenia firewallu vynucujú stratégiu obrany v hĺbke v prostrediach OT

Firewally hrajú kľúčovú úlohu pri nastavovaní prístupov obrany v hĺbke pre systémy operačných technológií (OT). Vytvárajú sieťové zóny a kontrolné body, ktoré riadia spôsob komunikácie jednotlivých častí siete a zároveň zabraňujú nežiadúcemu prístupu k dôležitým zariadeniam. Premyselné firewally sa líšia od bežných IT verzií tým, že podporujú špecifické protokoly ako Modbus TCP a PROFINET. To umožňuje prevádzkovateľom presne riadiť tok dát bez narušenia real-time procesov, na ktoré sa veľa továrn spolieha. Celý zmysel tohto viacvrstvového prístupu spočíva v redundancii. Ak zlyhá jedna vrstva ochrany, stále existujú ďalšie obranné mechanizmy. To je mimoriadne dôležité v OT prostrediach, kde výpadky znamenajú finančné straty a nie sú vždy dostupné jednoduché alternatívy pre opatrenia zabezpečenia.

Vývoj kybernetických hrozieb zameraných na kritickú infraštruktúru

Hrozby pre našu kritickú infraštruktúru už nie sú také, ako boli kedysi. To, čo začalo ako základné narušenia, sa dnes zmenilo na niečo oveľa strašidelnejšie – útoky, ktoré môžu spôsobiť skutočné fyzické poškodenie. V minulosti väčšina problémov bola len o krádeži dát alebo vypnutí systémov na pár hodín. Dnes však páchajúci zameriavajú svoje útoky priamo na systémy, ktoré riadia naše továrne, elektrické siete a čističky odpadových vôd. Niektorí štátom podporovaní hackeri používajú špeciálne vyvinutý škodlivý kód, určený na prenikanie cez priemyselné bezpečnostné opatrenia, ktoré sme si mysleli, že sú také dobré. Zároveň si tímy šíriace ransomware uvedomili, že útoky na energetické spoločnosti a výrobcov im prinášajú vyššie výkupy. Podľa minuloročnej Správy o hrozbách pre kritickú infraštruktúru došlo takmer k 88-percentnému nárastu útokov priamo zameraných na priemyselné riadiace systémy. Takýto rast znamená, že naše nevyhnutné služby čelia hrozbám, ktoré sa z každým dňom stávajú chytrejšími.

Štúdia prípadu: Útok na elektrickú sieť kvôli nedostatočnému segmentovaniu siete

V roku 2022 došlo k vážnemu porušeniu bezpečnosti, keď sa hackeri dostali do regionálnej elektrickej siete prostredníctvom nedostatočne chráneného diaľkového monitorovacieho systému. Keďže medzi bežnými firemnými sieťami a skutočnými riadiacimi systémami neexistovalo oddelenie pomocou brány firewall, týmto zlým aktérom sa podarilo vo vnútri siete voľne pohybovať, až kým nedosiahli kľúčové funkcie riadenia siete. Výsledkom boli výpadky elektriny, ktoré postihli približne 50 tisíc domácností v danej oblasti. Po analýze toho, čo sa stalo, je zrejmé, že keby boli správne implementované priemyslové brány firewall na segmentáciu rôznych častí siete, útok by sa pravdepodobne obmedzil na menej dôležité oblasti a nevyvolal by také rozsiahle problémy pre spotrebiteľov. Z tohto reálneho príkladu sa môžeme naučiť niečo jednoduché: umiestnenie brán firewall na strategické miesta pôsobí ako kľúčové ochranné body, ktoré zabraňujú šíreniu neoprávneného prístupu do kritickej infraštruktúry.

Segmentácia priemyselnej siete pomocou zariadení firewall: Zóny, kanály a riadenie prevádzky

Implementácia zón a kanálov pre zabezpečený tok dát v sieťach ICS

Keď ide o zabezpečenie priemyselných sietí, segmentácia pomocou brán firewall vytvára dôležité bezpečnostné hranice, ktoré zabraňujú útočníkom voľne sa pohybovať v rámci OT systémov. Štandard IEC 62443 nám poskytuje model zón a kanálov, ktorý v podstate rozdeľuje sieť na samostatné časti. Komunikácia medzi týmito časťami prebieha len po špecifických cestách stanovených politikami. Oddelením vysokej rizikovosti častí od kritických riadiacich systémov zabezpečujeme, že ak je napadnutá jedna oblasť, škoda sa nešíri do ostatných častí. Tieto firewally sú umiestnené na každej sieťovej hranici a fungujú ako strážcovia, ktorí pustia iba to, čo je povolené, a blokujú podozrivú prevádzku. Toto nastavenie vytvára viacvrstvovú ochranu, ktorá výrazne zvyšuje náročnosť pre útočníkov dostať sa hlboko do systému.

Bezstavové a stavové filtrovanie v priemyselných sieťach na úrovni polí

Priemyselné brány používajú rôzne techniky filtrovania navrhnuté špeciálne pre náročné výrobné prostredia. Bezstavový prístup skúma každý paket samostatne podľa pevných kritérií, ako sú IP adresy a čísla portov. Táto metóda dobre funguje v prostrediach, kde je najdôležitejšia rýchlosť, napríklad v sieťach výrobných podláh, ktoré potrebujú reakcie v priebehu milisekúnd. Na druhej strane stavové filtrovanie sleduje aktuálne spojenia a skúma celkový obraz sieťového prenosu. To poskytuje správcom inteligentnejšie možnosti ovládania a zachytí hrozby, ktoré by mohli prejsť jednoduchými filtrami. Samozrejme, aj tu existuje kompromis. Stavová kontrola síce zvyšuje úroveň ochrany, ale sprevádza ju vyšší výpočtový výkon, ktorý môže spomaliť kritické operácie. Väčšina súčasných priemyselných brán v skutočnosti ponúka oba prístupy, takže firmy môžu upraviť svoju úroveň zabezpečenia v závislosti od toho, čo vyžadujú ich konkrétne prevádzkové potreby deň po dni.

Ovládanie bočného pohybu prostredníctvom stratégií riadenia premávky

Zariadenia firewall implementujú strategické politiky prenášania dát, ktoré pomáhajú kontrolovať, ako hrozby postupujú pozdĺž rôznych častí priemyselných sietí. Tieto bezpečnostné opatrenia presne určujú, aké druhy prenosu dát sú povolené medzi jednotlivými segmentmi siete vrátane konkrétnych použitých protokolov, zdroja a cieľa informácií a toho, či sa dáta pohybujú iba v jednom smere. Výsledkom sú akési digitálne múry, ktoré bránia útočníkom v hlbšom proniknutí do systému po prekonaní počiatočnej obrany. Keď spoločnosti nastavia na tejto úrovni podrobné ovládanie prístupu, útočníci sa ocitnú uväznení v tej časti siete, ktorú pôvodne kompromitovali, a nemôžu tak dosiahnuť kritickej infraštruktúre inde. Takéto prístupy obmedzujú škody spôsobené pri únikoch údajov a zároveň dodržiavajú moderné najlepšie postupy v oblasti kybernetickej bezpečnosti, ktoré vyžadujú neustále overovanie namiesto slepej dôvery k tomu, kto je práve pripojený niekde v sieti.

Strategické umiestnenie zariadení firewallu cez jednotlivé vrstvy priemyselnej siete

Správne fungovanie zariadení firewallu znamená viacvrstvový prístup, ktorý zohľadňuje skutočné potreby jednotlivých častí priemyselnej siete. Na úrovni poľa slúžia transparentné firewally vrstvy 2 na ochranu starších OT systémov bez narušenia ich časovo citlivých komunikácií. Tieto zariadenia musia odolávať aj pomerne náročným podmienkam prostredia, ako je napríklad extrémne teplo alebo trvalé otrasy od strojov. Pri prevádzkach rozprestrených na rôznych miestach je rozumné inštalovať menšie firewally priamo na vzdialených lokalitách a v bunkách. Zabezpečujú bezpečné spojenia späť do hlavných sietí, ktoré sa často uskutočňujú cez bezdrôtové siete s veľkým dosahom. Dôležitý je aj celkový pohľad. Silné IP firewally sa nachádzajú na hraniciach spoločnosti a riadia tok dát medzi bežnými počítačovými sieťami a výrobnými priestormi, čím zabezpečujú, že povolený prenos majú len oprávnené komunikácie. Je kriticky dôležité nájsť správnu rovnováhu, pretože nikto nechce, aby opatrenia zabezpečenia spomaľovali prevádzku ani vytvárali situácie, keď jeden zlyhavší prvok spôsobí kolaps celej siete.

Zariadenia ďalšej generácie brány a integrácia nulovej dôvery v prostrediach IIoT

Zvyšovanie detekcie hrozieb pomocou funkcií brány novej generácie (NGFW)

Braný novej generácie, alebo NGFW, ako sa im bežne hovorí, ponúkajú oveľa lepšiu detekciu hrozieb ako staršie modely, pokiaľ ide o ochranu súčasných priemyselných nastavení IoT. Tradičné brány sa jednoducho pozrú na porty a protokoly, ale NGFW idú oveľa ďalej. Sú vybavené funkciami, ako je hlboká kontrola paketov, systémy prevencie vtrhnutia a ovládacie prvky, ktoré v reálnom čase rozumejú tomu, čo aplikácie robia. To pomáha odhaliť tieto záludné hrozby, ktoré sa pokúšajú preplaziť do priemyselných sietí nepovšimnuté. Odborníci na bezpečnosť môžu tieto komplexné útoky skutočne zachytiť a zastaviť, ešte predtým, ako spôsobia škody – niečo, čo bežné brány jednoducho prehliadajú. Výsledkom je oveľa lepšia ochrana vecí, ako sú elektrické siete, výrobné závody a iné nevyhnutné systémy, na ktorých každodenne závisíme.

Hĺbková kontrola balíkov pre monitorovanie prevádzky riadiacej siete v reálnom čase

Firewaly novej generácie (NGFW) presahujú tradičné prístupy použitím Deep Packet Inspection alebo DPI na preskúmanie všetkého vnútri sieťových balíkov, nielen informácií o hlavičke. To im dáva schopnosť analyzovať prevádzku riadiacej siete v reálnom čase. Vďaka tejto úrovni detailov môžu tieto pokročilé firewaly odhaliť zvláštne aktivity, nájsť skryté malware a zachytiť neoprávnené príkazy, ktoré môžu signalizovať narušenie bezpečnosti. Keď firewaly skutočne kontrolujú, čo sa cez sieť prenáša, odhalia nebezpečenstvá, ktoré jednoduché filtre úplne prehliadajú. Pre priemyselné odvetvia, ktoré vykonávajú kritické operácie, táto dodatočná vrstva obrany poskytnutá DPI robí rozdiel medzi raným odhaľovaním hrozieb a riešením väčších incidentov neskôr.

Uplatňovanie zásad nulovej dôvery a mikrosegmentácie pomocou zariadení firewallu

Bezpečnosť s nulovou dôverou funguje na základe jednoduchej myšlienky, že nikto nedostane automatické prístupové práva, či už sú to ľudia alebo stroje pripojené k sieti. Namiesto toho všetko musí byť neustále kontrolované, kým sa mu umožní komunikovať s ostatnými časťami systému. Firewaly pomáhajú implementovať tento prístup pomocou niečoho, čo sa nazýva mikrosegmentácia. V podstate rozdeľujú veľké priemyselné siete na menšie, oddelené zóny, kde je medzi nimi povolená iba špecifická komunikácia. Čo sa tým dosiahne? No, to robí veci oveľa ťažšie pre hackerov, pretože ak je problém v jednej sekcii, zostáva tam, namiesto toho, aby sa rozšíril a poškodil iné dôležité časti infraštruktúry. Výsledkom je výrazne zlepšená ochrana pred kybernetickými hrozbami.

Integrácia zariadení firewolu do WLAN podporujúcich mobilné IIoT aktíva

Priemyselné zariadenia sa čoraz častejšie obracajú na bezdrôtové lokálne siete (WLAN) na správu svojich mobilných zariadení priemyselného internetu vecí (IIoT), ako sú AGV, ručné skenery a mobilné pracovné stanice v závode. Pri nastavení týchto bezdrôtových systémov, pridanie firewallových zariadení už nie je len odporúčané, ale je prakticky nevyhnutné pre správnu bezpečnosť. Tieto firewaly fungujú ako brány pre všetky bezdrôtové údaje, ktoré sa pohybujú cez sieť, a dôsledne presadzujú bezpečnostné pravidlá bez ohľadu na to, či sú pripojenia odvodené z drôtových alebo bezdrôtových zdrojov. Aký to má prospech? Závody získajú pevnú ochranu pred kybernetickými hrozbami bez toho, aby sa obetuje mobilita pracovníkov, ktorí sa musia voľne pohybovať v výrobných priestoroch. Mnohé továrne po implementácii tohto typu integrovaného prístupu hlásili menej bezpečnostných incidentov.

Často kladené otázky

Prečo sú priemyselné siete zraniteľnejšie voči bezpečnostným hrozbám ako bežné IT siete?

Priemyselné siete často bežia na zastaraných technológiách, ktoré nemožno správne aktualizovať, dáva prioritu prevádzkovej kontinuite nad bezpečnosťou a chýba im správna segmentácia, čo ich robí náchylnými na rozsiahle porušenia.

Ako bránky prispievajú k stratégiám hĺbkovej obrany v prostredí OT?

Brány firewall vytvárajú bezpečné sieťové zóny a kontrolné body pre správu komunikácie, čo umožňuje, aby špecifické protokoly fungovali bez problémov bez narušenia prevádzky, čím sa zabezpečuje redundancia v ochranných vrstvách.

Aký význam má segmentácia sietí v priemyselných sieťach?

Segmentácia siete vytvára odlišné zóny a kanály, ktoré obmedzujú pohyb v rámci siete, bránia šírenia porušení bezpečnosti do kritických oblastí a zvyšujú celkovú kybernetickú bezpečnosť uplatňovaním strategických bezpečnostných politík.

Ako brány firewall novej generácie zlepšujú detekciu hrozieb?

Firewaly novej generácie obsahujú pokročilé funkcie, ako sú systémy hlbokej kontroly balíkov a prevencie narušenia, ktoré ponúkajú analýzu aktivity siete v reálnom čase na identifikáciu a zmiernenie sofistikovaných bezpečnostných hrozieb.