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運維技術的零信任架構:CISA 新指南對您的安全架構有何要求

作者: OPSWAT 發布
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何謂運維(OT)領域的零信任?

針對 OT(營運技術)的「零信任」是一種安全架構,旨在消除工業網路中的隱含信任,要求在授予任何營運系統或實體流程的存取權限之前,必須根據身分、情境及風險,對每位使用者、每台裝置及每次資料傳輸進行持續驗證。與 IT 不同,OT 零信任必須在不干擾持續運作、安全系統,或無法執行現代安全代理程式的舊有設備的情況下運作。

美國五個政府機構:網路安全與基礎設施安全局(CISA)、國防部、能源部、聯邦調查局(FBI)以及國務院,共同發布了迄今為止關於工業網路安全最具權威性的聲明:《將零信任原則應用於營運技術》。其訊息明確無誤。 零信任已不再是僅限於資訊技術環境的框架。如今,無論是能源電網、水處理設施還是政府設施,凡是營運營運技術(OT)系統的組織,都應將其視為理所當然的安全態勢。

如果您是正在閱讀本文的 OT 資安主管,問題不在於「零信任」是否為正確的方向,而在於您該如何彌合政府強制性合規與稽核要求,與設施現狀之間的落差——該設施不僅使用著數十年歷史的設備、團隊人力已捉襟見肘,董事會更不斷追問您對此採取了哪些措施。本文將針對此問題提供解答:CISA 指南在各個支柱中實際要求為何,以及OPSWAT 平台如何對應其中的每一項要求。

該指南列出了每個 OT 零信任計畫必須處理的三大支柱:全面的資產可視性、強健的 IAM(身分與存取管理),以及主動的供應鏈風險管理。該指南還點名了促使此事刻不容緩的攻擊者——例如 Volt Typhoon 這樣的國家級組織,美國網路安全與基礎設施安全局(CISA)已觀察到該組織預先潛伏於 OT 網路中,以維持持久性並等待啟動。

為什麼 OT 領域的零信任與 IT 領域的零信任在根本上有所不同

在營運技術(OT)與資訊技術(IT)領域中,零信任模式有何不同?

在資訊科技領域,零信任架構是透過軟體來實現的——包括身分識別供應商、端點代理程式,以及可在數小時內更新的存取政策。 營運技術(OT)環境受限於諸多因素,使得直接套用 IT 方法行不通:例如使用壽命長達 20 年的舊式可程式邏輯控制器(PLC),無法執行現代驗證代理程式;嚴格的運作時間要求,使得單一偵測封包就可能導致非預期的系統關機;以及網路安全與實體安全之間存在直接關聯,這是 IT 領域所不具備的。

CISA 的指南對這些限制坦率地指出了。要在老舊的工業基礎設施中全面實施零信任架構,需要耗費數年時間並投入巨額資金。這種矛盾確實存在。

這份指南明確指出,威脅環境不會等待這些計畫成熟。隨著營運技術(OT)系統與資訊技術(IT)網路的互聯程度日益加深,且越來越多系統接受遠端監控,傳統的「物理隔離」假設已不再成立。攻擊者早已調整策略。組織當前實施的防護措施——即使是漸進式的——將決定在長期轉型過程中,有多少攻擊面會暴露在外。問題不在於是否要開始,而在於從何處著手。

CISA 的指南指出,在營運技術(OT)領域實施「零信任」有三大優先事項:全面的資產可視性、強健的身分與存取管理,以及主動的供應鏈風險管理。該指南同時點名了具體的威脅行為者——Volt Typhoon 及與國家有關聯的團體——這些團體正利用這些控制措施原本旨在彌補的漏洞。

OPSWAT平台正是為此而打造。無需接觸任何裝置即可進行被動式 OT 資產偵測。Hardware,使整類型的遠端攻擊在物理上成為不可能。在每個檔案傳輸點(包括網路、USB 及資料傳輸)皆應用 Deep CDR™ 技術。在任何連線抵達控制系統之前,即於連線會話層級實施身分識別與存取管控。

第一支柱 — 資產可視性:看不見的東西就無法保護

在 OT 安全領域中,「資產可視性」指的是什麼?

在 OT 環境中,資產可視性意指透過被動監控方法(此類方法不會產生可能干擾敏感控制系統的流量),來維護工業網路中每台裝置(包括舊式 PLC、RTU(遠端終端單元)及 HMI(人機介面))的完整且持續更新的清單,並包含其韌體版本與通訊協定。

這正是大多數 OT 安全計畫存在最大未解決缺口的所在;而原因在於架構層面,而非組織層面。Industrial 所依賴的設備組成,與 IT 環境相比本質上截然不同。 典型的 OT 網路包含 PLC、RTU、DCS 控制器、感測器、繼電器、HMI、工程工作站,以及日益增多的 IIoT 裝置,每種裝置皆採用其設計時所指定的專用通訊協定進行通訊:Modbus、EtherNet/IP、DNP3、PROFINET、OPC-UA,以及數十種專有變體。 標準的 IT 發現工具無法解析這些通訊協定。它們無法理解 Modbus 功能代碼的語義,無法解讀 DNP3 資料物件,也缺乏判別 EtherNet/IP 隱含訊息交換中何謂正常與異常行為的模型。當這些工具遇到 OT 設備時,要不是返回不完整的資料,就是產生接收設備從未設計過要處理的意外流量。

第二種結果並非假設性的。在 OT 環境中進行主動掃描,已導致生產設施發生非預期的製程中斷及設備鎖定。正因如此,CISA 指南才建議採用被動監控作為 OT 資產發現的適當方法,而在具有嚴格正常運行時間要求的環境中,這項建議更是不容妥協。 透過網路 TAP 或 SPAN 埠部署的被動式蒐集,僅監聽流量而不注入可能干擾敏感控制系統的查詢。它觀察哪些裝置正在通訊、通訊方式為何,以及何謂正常狀態,且完全不觸及受監控網路上的任何裝置。

此方法必須解決的覆蓋範圍問題,因 OT 通訊模式的特性而更加複雜。許多裝置僅在特定的運作事件期間進行通訊:PLC 可能僅在生產週期中傳輸資料,繼電器可能僅在故障狀態下回報,而現場感測器則可能產生間歇性的突發流量,其間穿插著漫長的靜默間隔。 若監控視窗未能涵蓋所有運作模式,將導致資產清單不完整——而清單中遺漏的資產,正是那些無法受到保護、無法進行分段隔離,亦無法被監控的資產。 根據 SANS 2025 年《ICS/OT 網路安全現狀》數據,資產可視性仍是工業組織的首要安全投資重點,然而不到八分之一的組織表示能對其環境實現全面可視性,涵蓋從初始網路存取到對實體製程潛在影響的整個過程。這項差距並非資金問題,而是方法論問題。

Volt Typhoon 正是利用了這個漏洞。該組織已知的作案手法是混入正常的網路運作中——利用合法的通訊協定、授權的路徑以及標準的管理工具——在 OT 環境內建立持久的存取權限。若無法全面掌握網路上的內容以及正常行為的樣貌,這些技術便幾乎難以被察覺。

OPSWAT OT 安全平台MetaDefender Security™ 透過被動式資產偵測與深度 OT 協定分析來解決此問題。該平台透過監聽網路流量(而非產生流量),在不接觸受監控裝置的情況下,建立完整的資產清單與行為基準線,並在單一原生 OT 介面中整合漏洞與修補程式管理以及合規性報告功能。異常連線、意外的裝置通訊以及未經授權的協定互動,皆可在其對營運造成影響之前被偵測出來。

第二支柱 — 身分識別與存取:合法存取已成為新的攻擊途徑

在 OT 零信任架構中,身分識別與存取方面面臨的最大挑戰是什麼?

工業自動化(IAM)領域中最棘手的挑戰在於,攻擊者越來越傾向於利用合法的存取途徑——例如有效的憑證、經授權的遠端連線以及標準工程工具——而非軟體漏洞。聯邦調查局(FBI)與美國網路安全與基礎設施安全局(CISA)近期發布的聯合警示中,描述了與伊朗有關聯的攻擊者,他們透過標準工業通訊埠連接到對外連網的可程式化邏輯控制器(PLC),並以授權操作員的身份與控制系統進行互動。

在 OT 環境中部署最廣泛的遠端存取解決方案——VPN——引入了一種結構性風險,而非配置性風險。VPN 建立直接的網路層級連線,這打破了普渡模型(Purdue Model)的階層式隔離,將第三方供應商直接引入控制網路區段,且缺乏細粒度的連線控制,也沒有執行最小權限原則的機制。 無論是隧道中供應商端遭入侵或安全的裝置,皆能直接連通至生產系統。對於缺乏原生驗證能力的傳統 OT 終端裝置,此風險更為加劇。這些裝置無法記錄存取事件、無法執行連線政策,也無法終止未經授權的連線。任何現有的安全措施若無法完全部署在裝置上游,便等同於不存在。OPSWAT 專為 OT 網路設計的工業防火牆MetaDefender Industrial 能直接解決此分段問題——即使供應商連線已進入網路內部,仍能強制執行基於區域的分段,並控制橫向移動。

CISA 的指南具體闡明了若放任此問題不管將產生的後果。與國家有關聯的威脅行為者是透過標準的工業通訊埠,而非利用軟體漏洞,來存取並操控對外連網的 PLC;他們僅是像授權操作員那樣進行連線。憑證看似正確,通訊協定也符合預期。由於存取層上沒有任何機制能評估連線的合法性,因此該連線未被標記為可疑。

MetaDefender OT Access 在任何連線抵達 OT 資產之前OT Access 連線層級OT Access 零信任OT Access 。無論是內部工程師、原廠設備製造商(OEM)的排程維護時段,還是首次連線的第三方承包商,每一個遠端連線都會經過個別驗證、限制在最低必要存取範圍內、設有時間限制,並完整記錄。連線會被記錄並持續監控,若行為超出預期參數,可即時終止連線。 除該特定連線明確所需之外,不允許任何常駐網路存取、持久隧道或通往資產的路徑。至於無法參與現代化驗證的舊式設備MetaDefender OT Access 連線管理層OT Access 管控,因此無論設備本身具備何種功能,相關控制措施皆能有效運作。

第三支柱 —Supply Chain 實體入侵:每次檔案傳輸都是一項風險事件

對於營運技術(OT)環境而言,供應鏈風險管理意味著什麼?

在 OT 領域中,供應鏈風險涵蓋數位與實體傳輸事件:透過網路推送的軟體更新、供應商攜入現場的筆記型電腦、從USB 載入的韌體,以及從 IT 系統傳輸至物理隔離控制網路的工程檔案。每種情況都可能導致惡意內容滲入系統,一旦系統遭到入侵,便會直接影響實體製程。

在任何軟體組件抵達 OT 邊界之前,其完整性就應已獲得驗證。MetaDefender Software Chain™ 針對傳輸鏈的 IT 端解決此問題——透過比對 SBOM 資料來驗證供應商提供的工程工具、韌體套件及工業軟體更新,確認組件在傳輸過程中未遭篡改,並在批准傳輸前揭露未知組件。 當檔案抵達Kiosk 點或MFT 工作流程時,它已通過 IT 層的完整性檢查。因此,邊界控制措施只是在強化已做出的決策,而非彌補從未採取的措施

這是基於網路的控制措施無法完全解決的攻擊面——但一旦供應商進入系統內部,網路層的執行仍扮演著關鍵角色。MetaDefender Industrial Firewall 對於檢查每個供應商連線會話的實際工業協定有效載荷Firewall 即使第三方連線已獲授權,防火牆仍會驗證指令是否符合該會話預期的功能代碼與數值範圍——即時阻擋來自遭入侵供應商工具或遭篡改更新的惡意指令。 它同時強制執行嚴格的通訊路徑:與供應商連線的裝置僅能存取其預定範圍內的特定系統,從而遏止任何供應鏈漏洞在橫向擴散至 OT 區域之前。至於 OT 元件中已知但供應商尚未發布修補程式(在 OT 領域往往需時數月)的 CVE,Industrial Firewall 網路層級Firewall 虛擬修補程式,無需觸碰裝置即可阻斷漏洞利用。

MetaDefender 是OPSWAT可移除媒體安全解決方案,能在每項可移除媒體進入安全區域之前,對其進行攔截與檢查。 每個檔案皆會透過 Metascan™Multiscanning 30 種反惡意軟體引擎Multiscanning 由 Predictive Alin AI 進行評估以實現執行前的零日漏洞偵測,最後透過 Deep CDR™ 技術進行處理——該技術能將檔案還原至已知安全狀態,在移除嵌入式威脅的同時,保留技術人員執行工作所需的合法內容。MetaDefender Media Firewall 作為OPSWAT可移除媒體掃描強制執行解決方案,將此機制延伸至終端設備層級的USB ——透過硬體級驗證機制,確保僅有經MetaDefender Kiosk 掃描並核准的可移除媒體Kiosk 連接至受保護的工作站,無論該工作站位於設施內的何處。OPSWAT先進端點防護解決方案MetaDefender 部署於關鍵端點,用於驗證可移除媒體裝置中的檔案是否已由MetaDefender Kiosk 進行初步掃描與處理。此機制確保僅有經過驗證的檔案可被端點開啟、複製或存取,並阻止未經授權或未經掃描的檔案進入關鍵環境。

對於跨越網路區域的資料傳輸——例如從 IT 網路進入 OT 網路,或從雲端連線系統進入隔離的OPSWAT資料二極體解決方案MetaDefender Diode™ 可提供由硬體強制執行的單向資料流。這包括從 OT 網路流向 IT 系統、分析平台或雲端基礎架構以進行監控與報告的營運資料,例如歷史資料值、感測器遙測資料及製程資料。 任何入站指令、連線請求、軟體更新或有效載荷皆無法逆向穿越此邊界。此安全保證無需依賴正確的配置、定期修補的軟體或存取憑證的完整性,因為這些軟體層面的因素皆無任何途徑能繞過硬體限制。 對於那些運作著無法升級、無法執行端點代理程式,且無法承受因安全問題導致停機的舊式控制系統的組織而言,這正是 CISA 指南與更廣泛的工業安全社群所共識的、作為適當技術解決方案的架構。

MetaDefender File Transfer™ (MFT) 專為需要於不同區域間傳輸營運檔案,並要求具備全面檢查、稽核記錄及工作流程控制功能的組織,提供結構化傳輸解決方案。該系統在每次傳輸事件中皆執行內容驗證,確保檔案傳輸路徑本身不會成為未受監控的入侵點。

並非所有邊界都能透過政策來保護。有些邊界需要物理層面的防護。跨域解決方案(CDS)在 OT 與 IT 網路之間建立硬體層級的邊界,確保無論是軟體設定錯誤、憑證遭竊,還是零日漏洞,都無法開啟任何入侵路徑。MetaDefender Optical Diode MetaDefender 安全閘道™ 均通過通用標準 EAL4+ 認證,並[支援符合 NERC CIP、IEC 62443、 NRC 5.71、NIST 800-82 及 ISO 27001](opswat) —— 涵蓋能源、核能、化工及國防等關鍵基礎設施的完整規範框架。

OPSWAT CISA 零信任 OT 框架

CISA 指南與 NIST CSF(網路安全框架)2.0 的六大功能——治理、識別、保護、偵測、應對、復原——相符。下表將各項要求對應至相關的OPSWAT :

CISA 零時差攻擊(ZTOT)要求

OPSWAT

NIST CSF 2.0 功能

被動式 OT 資產清單

MetaDefender OT Security

識別

OT 行為基準建立與異常偵測

MetaDefender OT Security

偵測

IT/OT 邊界監控

MetaDefender OT Security

偵測

HMI/工程工作站上的Endpoint

MetaDefender Endpoint

偵測

LOTL 技術偵測

MetaDefender Endpoint MetaDefender OT Security

偵測

OT 網路區域分割

MetaDefender Industrial Firewall

保護

微分段搭配細粒度的協定控制

MetaDefender Industrial Firewall

保護

針對未修補的舊系統進行虛擬修補

MetaDefender Industrial Firewall

保護

事件遏制期間的軟性分區

MetaDefender Industrial Firewall

回覆

Hardware單向資料流

MetaDefender Optical Diode

保護

Secure — 多重身份驗證 (MFA)、即時身份驗證 (JIT)、最小權限原則

MetaDefender OT Access

保護

權限存取管理 (PAM)

MetaDefender OT Access

保護

第三方/供應商存取控制

MetaDefender OT Access

治理

在封鎖期間實施邏輯存取限制

MetaDefender OT Access

MetaDefender Industrial Firewall

回覆

可移除媒體的檢查與清除

MetaDefender Kiosk

保護

臨時性網路資產保護

MetaDefender Drive

保護

終端裝置的USB 管控

MetaDefender 多媒體防火牆

MetaDefender Endpoint

保護

供應商連線的Industrial 指令驗證

MetaDefender Industrial Firewall

保護

系統側向移動限制

MetaDefender Industrial Firewall

保護

在營運技術(OT)領域中,「零信任」並非一種可直接購買的產品。CISA 的指南對此點已明確指出——工具與技術固然必要,但僅靠它們並不足夠。 組織真正需要的,是一個專為「可用性、安全性與合規性皆不可妥協」的環境所打造的平台。OPSWAT MetaDefender™ 平台能貫徹 CISA 規範的完整範疇,提供此種架構——從初始存取始於的收件匣,到對關鍵系統的指令終止於的硬體強制邊界。

如上表所示OPSWAT 單一OPSWAT NIST CSF 2.0 所有六大功能中,所有符合 CISA 標準的控制類別——這是一般專注於 OT 的供應商無法比擬的廣度。您準備好評估您的 OT 環境在 CISA 零信任框架下的現況了嗎?

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常見問題

什麼是 CISA 的「零信任」營運技術(OT)指南?

由美國網路安全與基礎設施安全局(CISA)偕同國防部、能源部、國務院及聯邦調查局(FBI)於2026年4月發布的《將零信任原則應用於營運技術指南》,為將零信任安全架構應用於工業及營運技術(OT)環境提供了框架。該指南闡明了三大核心支柱——資產可視性、身分與存取管理,以及供應鏈風險管理——並與美國國家標準與技術研究院(NIST)的CSF 2.0框架相銜接。

零信任架構是否適用於無法進行修補的舊有營運技術(OT)系統?

是的——而 CISA 的指南也特別針對這項挑戰提出了對策。對於無法支援現代驗證機制或端點代理程式的舊有系統,應採用補償性控制措施:不接觸裝置的被動監控、透過硬體強制實施的網路隔離,以及嚴格的實體媒體管控,以防止惡意軟體在軟體安全措施無法觸及的環節滲入。

電子郵件安全與 OT Zero Trust 之間有何關聯?

電子郵件是竊取憑證及取得初始存取權限的主要途徑,最終將危及 OT 環境。若零信任 OT 架構未能處理為遠端存取及 VPN 系統提供支援的身分識別層,便存在根本性的漏洞。防止透過網路釣魚導致的憑證外洩,是 OT 零信任鏈中的首要防護環節。

有哪些法規要求對營運技術(OT)實施零信任控制措施?

CISA 指南符合 NIST CSF 2.0 標準,並參照 NIST SP 800-82 Rev. 3。相關框架中,有以下幾項強制要求或強烈建議採用特定 OT 控制措施:NERC CIP(能源部門)、NRC RG 5.71(核能)、IEC 62443(工業控制系統)以及 NIS2(歐盟範圍)。 其中若干框架特別提及針對高安全區域採用硬體強制實施的單向閘道。

組織在實施「零信任」營運技術(OT)時,應從何處著手?

CISA 建議從資產可視化著手——若未對資產進行盤點,便無法對其套用存取政策或落實零信任原則。在不干擾營運的情況下建立基準的被動式 OT 網路監控,是風險最低的第一步,也是所有其他控制措施所依賴的基礎。

什麼是 Volt Typhoon?它為何對 OT 安全至關重要?

Volt Typhoon 是一個由中華人民共和國政府資助的威脅組織,美國網路安全與基礎設施安全局(CISA)觀察到該組織已預先滲透至美國關鍵基礎設施的操作技術(OT)網路內部——並利用合法憑證、授權路徑及標準管理工具,而非軟體漏洞,來維持持續存取權限。 該組織已記錄的作戰手法,正是 CISA《零信任 OT 指南》強調資產可視性、行為基準設定及會話層級存取管控的核心原因:傳統的邊界防護與基於簽名的控制措施,無法偵測那些與合法操作員行為難以區分的活動。

資料二極體與單向安全閘道之間有何差異?

兩者皆在網路區域之間強制實施硬體層級的單向資料流。資料二極體是基礎的光學硬體元件,物理上僅允許單向傳輸。單向安全閘道則是以資料二極體為核心建構的完整系統,其整合了協定轉換、應用層複製及管理軟體,使營運資料(歷史記錄值、感測器遙測資料)能夠從 OT 安全地複製至 IT,同時不暴露任何入站路徑。OPSWAT MetaDefender Optical Diode MetaDefender Unidirectional Security Gateway 通用標準 EAL4+ 認證。

實施「零信任」OT 需要多久時間?
CISA 的指南坦率指出,要在老舊的工業基礎設施中全面實施「零信任」架構,需要數年的時間和龐大的投資。該指南建議不要等待全面轉型完成才採取行動——在風險最高的入口點(遠端存取、可移除媒體、IT/OT 邊界檔案傳輸)實施漸進式控制措施,可在數月內有效縮小攻擊面,同時並行進行更長期的架構調整工作。

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