人工智能驱动的网络攻击:如何检测、预防和抵御智能威胁

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实施 ISA/IEC 62443:为 OT 系统提供实用的外设和可移动Media 保护

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Industrial 自动化和控制系统(IACS 或 ICS)技术对于关键基础设施和操作技术(OT)环境至关重要。此类系统由多个组件组成,这些组件通过网络协议相互通信,因此很容易受到网络攻击。即使是 IACS 中的空气屏蔽区域,也仍然容易受到通过外围设备和可移动介质进行的恶意软件攻击。 

ISA/IEC 62443 系列网络安全标准是适用于 IACS 和 OT 网络运营商、系统集成商和组件制造商的通用框架。这些标准包括一系列要求、说明、控制和最佳实践,以确保 IACS 的运行、开发、维护和组件制造的安全。 

ISA/IEC 62443 的历史和演变 

ISA/IEC 62443 标准由国际自动化学会(ISA)于 2002 年制定,当时名为 ISA 99,旨在制定标准,确保美国关键基础设施系统和运营免受网络攻击。最终,它被提交给国际电工委员会 (IEC) 以获得全球认可,成为 ISA/IEC 62443 系列标准。 

2021 年 11 月,ISA/IEC62443被国际电工委员会指定为横向标准,成为使用、维护或开发 IACS 的所有行业广泛认可的网络安全基准。目前,ISA/IEC 62443 系列标准内容广泛,涉及面广,超过 800 页。 

ISA/IEC 62443 适用于哪些人? 

ISA/IEC 62443 在上下文中定义了三大主要角色,旨在确定可从中受益的利益相关者:

  • 资产所有者:拥有和运行 IACS 的组织。 
  • 系统集成商:提供系统集成、维护或其他 IACS 相关服务的组织或顾问。 
  • 产品制造商:提供产品以满足安全要求、提供产品组件或生命周期支持的组织。 

ISA/ IEC62443 的组成部分

ISA/IEC 62443 系列分为四个主要部分:总论、政策和程序、系统和组件。每个部分针对不同的主要角色,包含涵盖 ICS 安全的特定方面或阶段的说明和指南。 

ISA/ IEC62443 系列的四个部分 

通用 62443-1 

第一部分包括总体概述,介绍了设计和实施 IACS 网络安全的基本概念、要求、术语和指南。 

它以第 62443-1-1 节开始,定义了整个标准系列中使用的基础术语、概念和参考模型。然后,62443-1-2 列出了整个系列使用的术语和缩略语词汇表,62443-1-3 讨论了评估和衡量系统安全性的安全指标。最后,62443-1-4 提供了解决整个系统网络安全问题应遵循的准则。 

政策与程序 62443-2

第二部分以治理和风险管理为重点,为创建、维护和管理网络安全计划提供指导。 

第 62443-2-1 节介绍了创建、实施和维护 IACS 网络安全管理系统的过程,而第 62443-2-2 节则提供了详细的实施指南,供企业在制定 IACS 安全计划时遵循。然后,62443-2-3 提供了管理软件和固件补丁以维护系统安全的最佳实践,最后,62443-2-4 列出了在工业环境中工作的服务提供商的网络安全要求和最佳实践。

系统 62443-3

本部分为设计和实施安全系统提供指导,并涉及 IACS 的网络安全要求。它包括风险评估、系统安全要求和策略以及系统安全级别。  

第 62443-3-1 节回顾了与 IACS 相关的现有和新兴安全技术。接着,62443-3-2 介绍了在系统设计过程中评估和管理网络安全风险的方法。最后,62443-3-3 规定了详细的系统安全要求,并将其分为四个安全级别 (SL1-SL4)。

组件 62443-4 

本系列的第四部分也是最后一部分介绍了产品开发生命周期。该部分重点介绍 IACS 各个组件的安全性,如 SCADA(监控和数据采集)、PLC(可编程逻辑控制器)和传感器。 

它包括两个部分。62443-4-1 节概述了产品开发生命周期的流程,包括 IACS 组件的设计、开发和维护;62443-4-2 节规定了系统内各个 IACS 组件所需的技术安全要求和能力。 

ISA/IEC 62443 四个主要组件及其在 OT 安全中的作用示意图

基本要求

该系列的第一部分(IEC 62443-1-1)确定了七项基本要求 (FR)。这些基本要求是 ISA/IEC62443 的基石,该系列后续的每个部分都以其为基础,包括侧重于 IACS 系统 (3-3) 和组件 (4-2) 安全要求的部分。 

  1. 识别和认证控制 
  2. 使用控制 
  3. 系统完整性 
  4. 数据保密 
  5. 数据流受限 
  6. 及时应对事件  
  7. 资源可用性 

ISA/IEC 62443 的优势和应用

这些标准已被多个行业采用,包括制造业、关键基础设施、石油和天然气、医疗保健和污水处理。组织利用 ISA/IEC 62443 系列标准的方式取决于组织在特定行业中的角色,是运营、维护、集成还是制造 IACS 组件。

针对资产所有者

制定安全协议和运行 IACS 的资产所有者可参考 ISA/IEC 62443 第 2 部分,为系统集成商制定要求。这些准则可帮助他们确定产品中具体需要哪些安全功能。

针对系统集成商

由于要执行集成、维护和类似的 ICS 相关服务,系统集成商主要使用 62443-3 标准来评估资产所有者的安全级别并处理他们的要求。此外,62443-3-3 标准还用于评估产品制造商生产的组件的安全性,并确定这些组件是否包含资产所有者所需的功能。

针对产品制造商

产品制造商建立并维护 SDL(安全开发生命周期),提供满足所需安全级别的产品,提供组件产品,并提供生命周期支持。产品制造商是生产 IACS 硬件和软件组件的公司。产品制造商可将 62443-4 标准作为明确的参考,以确定其产品应包含哪些功能和安全特性。

ISA/IEC 62443-3-3 对关键基础设施保护的重要性

62443-3-3 标准提供了关键技术安全要求和安全级别,可作为实现安全级别的参考。系统集成商使用本节内容来满足其开发系统的标准。

主要安全要求

深入防御

一种需要多层防御技术来防止或减缓网络攻击的技术。例如,安全层可包括物理检查、频繁扫描、确保文件传输安全和使用防火墙。

区域和管道

ISA/IEC-62443 系列利用普渡模型(又称普渡企业参考架构(PERA)),将区域确定为一个功能或物理单元,而管道则是区域之间通信通道的集合。 

风险分析

除了传统的风险分析实践外,ISA/IEC-62443-3-2 还提供了有关 IACS 安全风险评估方法的更多细节。

最低特权

最小权限原则限制用户对系统中特定组件或应用程序的访问,防止不必要的访问,最大限度地减少网络攻击时的攻击面。

利用安全组件

ISA/IEC-62443-3-3 部分并不是一套独立的要求,它还利用了该系列的其他部分。它假定已根据 IEC 62443-2-1 制定了安全计划,并假定将根据 ISA/IEC-62443-4-2 和 ISA/IEC-62443-4-1 部署安全组件,以确保符合要求。

安全等级

所定义的安全级别旨在衡量 OT 和 IACS 系统的强度,并强调任何风险因素。62443-3-3 中定义了四个安全级别,从最低级别 1 到最高级别 4。

安全等级 1

所定义的安全级别旨在衡量 OT 和 IACS 系统的强度,并强调任何风险因素。62443-3-3 中定义了四个安全级别,从最低级别 1 到最高级别 4。

安全等级 2

用于防范不需要特定技能或密集资源的一般网络攻击,如个人黑客。

安全等级 3

内容包括防范使用复杂技术和特定技能的蓄意攻击,动机适中。

安全等级 4

保护系统免受蓄意攻击,这些攻击需要高度复杂的 IACS 特定技能,并能获取更多资源,例如有组织的黑客组织或敌国对高度关键系统的攻击。

系统集成商通常会将 62443-3-3 和 62443-4-2 标准结合起来考虑,因为这些标准为生命周期中每个组件的安全提供了进一步的指导。 

外围和可移动多媒体 保护

USB 和外置硬盘等可移动媒体经常被用作 IACS 和 OT 网络中传输数据的通道,尽管它们会带来巨大的安全风险。由可移动媒体引发的网络攻击屡见不鲜,例如针对伊朗纳坦兹核设施的Stuxnet攻击(2010 年)、印度库丹库拉姆核电站攻击(2019 年)以及通过美国国防部网络传播的Agent.BTZ攻击(2008 年)。 

将外围设备和可移动媒体保护作为纵深防御战略的一部分,可在减轻此类攻击、符合 ISA/IEC 62443 标准、降低数据泄露和系统中断风险方面发挥重要作用。例如,MetaDefender Kiosk™ 等物理解决方案可以使用多个反恶意软件引擎扫描可移动媒体,以确保其安全性。MetaDefender Drive™MetaDefender Media Firewall™MetaDefender Endpoint™MetaDefender Managed File Transfer™等其他解决方案可在提高您的安全级别和深度防御战略方面发挥关键作用。

ISA/IEC 62443 可移动媒体保护的深度防御策略示意图

结论

ISA/IEC 62443 标准被认为是应对 IACS 和 OT 环境网络安全挑战的最全面的网络安全标准。通过 ISA/IEC 62443 系列标准,企业可以系统地识别环境中最有价值的部分,提高可见性,并识别极易受到网络攻击的资产。 

OPSWAT 提供全面的外围设备和可移动媒体安全解决方案,以加强深度防御保护,最大限度地减少攻击面。要了解为什么世界各地的组织、政府和机构都信赖OPSWAT,请立即与我们的专家联系,了解我们如何为您的外设和可移动媒体安全提供帮助。 

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