什麼是OT Security?概述和關鍵概念
OT (作業技術) 安全是指用於保護工業系統和控制網路的策略和技術,例如 SCADA 系統、HMIS、PLC 以及其他透過直接監控實體裝置來偵測或造成變更的硬體/軟體。
與傳統 IT 系統不同,OT 環境管理製造廠、電網、水處理設施和其他重要基礎設施的實體流程。若要瞭解 OT 安全的基本概念,請參閱我們的OT 安全綜合指南。隨著工業設施連線性的增加,OT 安全的重要性也大幅提升。現代的製造環境整合了 IoT(物聯網)裝置、雲端系統和遠端監控功能。這種連線性創造了網路罪犯積極利用的新攻擊媒介,類似於傳統 IT 環境中的應用程式安全挑戰。
保護 OT 環境安全的一個主要挑戰是,許多這些系統都是數十年前所建,使用的是從未考慮到網路安全的傳統裝置和儀器。它們通常缺乏基本的保護措施,例如加密、驗證或安全通訊協定。更糟的是,這些系統通常缺乏可視性,只有有限的遙測功能,也沒有集中化的日誌記錄,這使得偵測和回應威脅變得極為困難。這種情況尤其令人擔憂,因為 OT 系統是我們日常生活許多方面的基礎,針對這些系統的網路攻擊可能會導致嚴重的實體後果,例如停電、供應鏈中斷、水污染或危害公共安全。
常見的 OT 環境跨越多個產業。能源公司依賴 OT 進行發電與配電。公用事業透過 OT 系統管理水處理與分配。製造廠使用 OT 系統控制生產線和品質保證流程。運輸網路的交通管理和安全系統依賴於 OT。
OT Security 與 IT 安全:主要差異
IT 安全主要關注資料處理、通訊和業務作業,而 OT 安全則著重於保護實體系統和程序,例如驅動關鍵基礎建設和工業環境的閥門、馬達和組裝線。
儘管兩者都以保護系統和資料為目標,但 OT 環境因其作業現實而呈現一系列不同的挑戰:
- 即時作業需要無中斷的持續運行時間。需要系統停機的安全修補程式可能會讓生產停頓數小時,使得傳統的 IT 方法 (例如頻繁重新開機) 變得不切實際。
- 數十年前安裝的舊系統所執行的是過時的作業系統,不再獲得供應商的支援或安全修補程式,因此非常容易受到已知漏洞的攻擊。
- 升級需要大量的資本投資和運作中斷。
- 許多專屬通訊協定在設計時並未考慮安全性,因此容易受到攻擊。標準的 IT 安全工具通常不支援這些專用的工業通訊協定。
- 安全考量意味著安全控管絕對不能影響作業安全,或對工人和大眾造成危險。
Core OT Security 最佳原則與實務
實施有效的 OT 安全需要瞭解基本原則和實用的實施方法。兩者相互配合,才能建立強大的 OT 網路安全計畫。
基本原則
- 深度防禦:多層安全控制以防範各種攻擊媒介。
- 分割與隔離: 將 OT 網路與 IT 網路分離,並隔離關鍵系統。
- 設計Secure :從一開始就在 OT 系統中建立安全性,而不是在之後加入。
- 最小權限:只授予使用者和系統其功能所需的最低存取權限。
最佳實踐
- 網路防火牆:在 IT 和 OT 區域之間部署防火牆,以控制流量。
- 風險評估:定期評估 OT 環境的弱點和威脅。
- 資料二極體:使用單向閘道進行安全的單向通訊。
- 多因素驗證:強大的存取控制有助於維持適當的權限,並防止因憑證外洩而造成的大量資料外洩。
- 持續監控:即時威脅偵測與回應能力。
- 資產清單: 維持所有 OT 裝置和系統的全面可見性。
- 員工訓練:透過安全意識計畫解決人的因素。
網路分割與 Purdue 參考模型
網路分割將系統劃分為不同區域,以防止攻擊者的橫向移動。Purdue Model 是一個完善的架構,概述了 OT 網路的五個層級,從第 0 層的實體程序到第 5 層的企業系統。它強制執行 OT 與 IT 層間的隔離。
Purdue Model 建議在每個層級之間實施安全控制。防火牆、入侵偵測系統和存取控制可在這些邊界建立深度防禦保護。
OT 環境中的零信任原則
零信任架構假設威脅可能來自任何地方,包括網路周界內部。此方法需要持續驗證嘗試存取 OT 系統的每位使用者和裝置。
- 最低權限存取可確保使用者和系統只獲得其功能所需的最低權限。
- 持續驗證會監控使用者和系統在整個會話期間的行為。不尋常的活動會觸發額外的驗證要求,例如 MFA(多因素驗證)或存取限制。
持續監控與威脅偵測
持續監控可提供 OT 網路活動和系統行為的即時可見性。此功能可及早偵測威脅,並快速回應安全事故。
SIEM (Security Information and Event Management,安全資訊與事件管理)系統收集並分析來自多種來源的安全資料。這些平台會將事件關聯起來,以辨識潛在威脅,並自動執行初步回應行動。
IDPS (Intrusion Detection and Prevention Systems,入侵偵測與防禦系統) 可監視網路流量中的可疑活動。這些系統可以偵測已知的攻擊模式,並自動封鎖惡意流量。
CTEM(持續威脅曝露管理)可持續評估組織的威脅狀況。此方法有助於依據目前的風險等級和威脅情報,排定安全工作的優先順序。
員工認知與訓練
人為錯誤是造成 OT 安全漏洞的主要原因。最佳做法包括
- 定期進行網路衛生訓練。
- 模擬網路釣魚嘗試。
- 建立 OT 專用的事件回應演練。
OT Security 框架、標準與法規遵循
IEC 62443、NIST Cybersecurity Framework 等既定架構,以及 NERC CIP 等法規標準,提供了保護 OT 環境安全的結構化方法。這些指導方針可協助組織開發符合業界要求與法規遵循義務的全面性安全計畫。
IEC 62443:全球OT Security 標準
IEC 62443 代表了最全面的 OT 安全性國際標準,解決了工業自動化和控制系統整個生命週期的安全問題。
- 有系統地評估風險。
- 將安全層級套用至 OT 元件。
- 確保整個資產生命週期的安全性。
一般文件提供基本概念與術語。政策與程序文件涵蓋組織安全管理。系統文件涵蓋技術安全需求。元件文件指定個別系統元件的安全需求。
適用於 OT 的 NIST 網路安全框架
NIST 網路安全架構提供以風險為基礎的網路安全方法,可與 OT 環境有效整合,提供討論網路安全風險和減緩策略的共同語言。
- 針對 OT/ICS 量身打造的實施層級。
- 與風險評估及業務連續性規劃整合。
- 與國家關鍵基礎設施保護目標一致。
NERC CIP:北美電力行業的監管標準
北美電力信賴性公司的關鍵基礎設施保護 (NERC CIP)標準是北美大宗電力系統營運實體的強制性標準。這些標準特別著重於保護對可靠電力傳輸至關重要的網路資產。
實施OT Security:逐步清單
成功的 OT 安全實施需要有系統的規劃與執行。這份全面的清單可引導組織完成基本的安全實施步驟。
有效的 OT 安全計畫從徹底的資產清單及風險評估開始。組織在實施安全控制之前,必須瞭解他們需要保護哪些系統。
系統強化會移除可能提供攻擊媒介的不必要服務和組態。此程序包括停用未使用的連接埠、套用安全修補程式,以及設定安全通訊協定。
修補程式管理可透過定期更新維護系統安全性,同時將作業中斷降至最低。此流程需要仔細規劃,以平衡安全需求與作業需求。
事件回應規劃可讓組織準備好有效应對安全事件。當事故發生時,完善的計劃可將損害降到最低並縮短復原時間。
OT Security 檢查清單:基本步驟
- 識別和清查所有 OT 資產和裝置。
- 根據資產的關鍵性和威脅狀況進行風險評估。
- 停用不必要的連接埠、服務和協定,以強化系統。
- 以角色為基礎的權限和認證實施存取控制。
- 實施Patch Management並維護弱點追蹤系統。
- 透過持續的網路監控來監控和偵測威脅。
- 透過適當的區隔,控制IT 與 OT 網路之間的資料流量。
- 開發和測試全面的事件回應程序。
- 透過備份策略與安全的企業資料儲存,確保業務連續性。
- 對員工進行 OT 安全實務的訓練並建立相關意識。
- 進行定期稽核和安全檢閱,以持續改善。
OT 環境中的系統加固
透過移除不必要的功能和服務,系統強化可降低 OT 系統的攻擊面。
除非絕對必要,否則停用傳統通訊協定
許多 OT 系統仍然支援過時的通訊協定,例如 Telnet、FTP 或 SMBv1,這些協定缺乏加密且容易受到已知的攻擊。除非這些通訊協定是傳統設備操作的必要條件,否則應該停用這些協定,或以 SSH 或 SFTP 等安全的替代方案取代。
套用供應商驗證的韌體和安全修補程式
與設備供應商協調開發修補程式管理流程,以便在排定的維護視窗期間測試和部署更新。
設定Secure設定
OT 管理員應該變更預設密碼、停用未使用的服務和連接埠、並強制執行強大的驗證。Secure 組態也應該符合公認的基準,例如 CIS (Center for Internet Security) 的基準。
實體安全
使用抽取式媒體或資訊站的組織應該實施媒體安全最佳作法,以防止惡意軟體透過實體裝置導入。
OT Security 架構與新趨勢
現代的 OT 安全架構強調提供多層防護的深度防禦策略。這些架構在整個設計流程中同時考慮網路安全與安全需求。
當組織將 OT 系統連接到 IIoT 和雲端服務時,整合的挑戰就會出現。這些連接可提供作業效益,但也會產生新的安全風險,需要小心管理。實施雲端連線的組織應遵循雲端應用程式安全最佳實務,以保護其 OT 資料和系統。
OT 安全的未來趨勢包括IT-OT 匯流、AI 驅動的威脅偵測,以及合規性驅動的強化。自動化將簡化例行任務,而安全工作則轉向雲端、邊緣和 CPS 保護。
保護 OT 環境中的Industrial IoT
IIoTIndustrial 聯網) 裝置為傳統 OT 環境帶來連線性與智慧。這些裝置可收集作業資料、實現遠端監控,並支援預測性維護計劃。
獨特的 IIoT 風險來自實體存取、網路連線,以及通常有限的安全能力。許多 IIoT 裝置由於成本限制和設計優先順序著重於功能,因此缺乏強大的安全功能。
最佳做法:
- 使用防火牆和 VLAN 隔離 IIoT 裝置。
- 使用裝置驗證及加密。
- 監控 IIoT 活動以找出異常。
組織也應該實施檔案安全措施,以保護靜止和傳輸中的敏感作業資料。
OT Security 架構:設計原則
有效的 OT 安全架構遵循既定的設計原則,以因應作業技術環境的獨特需求。分層防禦策略可在架構的不同層級提供多重安全控制,確保在一個控制失效時,其他控制仍可繼續提供保護。彈性與備援可確保安全控制不會影響作業可用性,即使個別元件失效或受到攻擊,仍可繼續運作。
比較OT Security 工具與功能
要選擇適當的 OT 安全工具,必須了解沒有任何單一解決方案可以有效解決所有作業技術安全需求。全面的 OT 保護需要多種專門功能,以整合平台的方式共同運作。
OT Security 工具的三個Core 功能
資產發現與庫存提供所有 OT 系統與裝置的可視性。此功能可自動識別已連接的裝置、將其特性編入目錄,並維持精確的資產清單。OPSWAT的MetaDefender OT Security 提供全面的資產發現、網路監控、清單和修補程式管理功能,提供無與倫比的可見性和控制。
主動式威脅偵測與回應可識別潛在的安全事故,並實現快速回應。MetaDefender Industrial Firewall 和MetaDefender OT Security 可同時監控網路流量、系統行為和使用者活動,並保護作業和流程控制網路。
Secure 遠端存取和細分權限可確保只有授權使用者才能透過受控的安全管道存取關鍵的 OT 系統。與傳統的 VPN 不同,MetaDefender OT Access 透過實施 ADServer 認證和僅限出境的防火牆連接,保護 OT 端點。連同MetaDefender Endpoint Gateway,該系統隔離了 OT 和 IT 資產,以確保對關鍵基礎設施的受控存取。
保護關鍵 OT 與網路物理系統
對於尋求完整 OT 安全涵蓋範圍的組織而言,OPSWAT 的MetaDefender for OT & CPS Protection可主動防禦進階持續性威脅和零時差漏洞,同時維持最佳效能與安全性。透過利用整合資產可視性、網路保護、安全遠端存取及安全資料傳輸的整合式模組化解決方案,您可獲得保護 OT 及 CPS 環境的工具,並有信心面對當今威脅環境中不斷演變的挑戰。
常見問題 (FAQ)
問:什麼是 OT 安全? | OT 安全可保護在工業環境中控制實體流程的作業技術系統。這包括可程式邏輯控制器 (PLC)、監控與資料擷取 (SCADA) 系統,以及用於製造、能源、公用事業和運輸部門的分散式控制系統 (DCS)。 |
問:什麼是核心 OT 安全最佳作法? | 主要的最佳實務包括網路分割、零信任原則、存取控制、即時監控和員工訓練。 |
問:有哪些主要的 OT 安全標準? | 主要的 OT 安全標準包括 IEC 62443 (工業自動化安全的全球標準)、NIST Cybersecurity Framework (以風險為基礎的方法) 和 ISO 27001 (資訊安全管理)。 |
問:OT 安全工具的三個核心功能是什麼? | 這三項核心功能分別是資產發現與清查(識別所有 OT 系統並將其編目)、威脅偵測與回應(監控安全事故並實現快速回應),以及政策執行與法規遵循(確保系統依照安全政策與法規運作)。 |
問:什麼是 OT 安全政策? | 定義應如何存取、監控及維護 OT 系統以將風險降至最低的政策。 |
問:OT 安全的標準是什麼? | IEC 62443 被公認為全球 OT 安全標準。它針對工業自動化和控制系統整個生命週期的安全問題,提供不同安全層級和系統元件的詳細要求。 |
問:OT 環境的系統強化需求為何? | 停用未使用的服務、執行安全通訊協定,並定期套用修補程式。 |
問:如何執行 OT 安全? | 採用分層策略,包括資產清查、風險評估、系統加固和即時威脅監控。 |