OT Security Thực hành tốt nhất: Các bước chính để bảo vệ cơ sở hạ tầng trọng yếu 

Bảo mật OT (Công nghệ vận hành) đề cập đến các chiến lược và công nghệ được sử dụng để bảo vệ các hệ thống công nghiệp và mạng lưới điều khiển như hệ thống SCADA, HMIS, PLC và các phần cứng/phần mềm khác có khả năng phát hiện hoặc gây ra những thay đổi thông qua việc giám sát và điều khiển trực tiếp các thiết bị vật lý.

Không giống như các hệ thống CNTT truyền thống, môi trường OT quản lý các quy trình vật lý trong các nhà máy sản xuất, lưới điện, cơ sở xử lý nước và các cơ sở hạ tầng trọng yếu Để hiểu các khái niệm cơ bản về bảo mật OT, hãy khám phá hướng dẫn toàn diện của chúng tôi về bảo mật OT . Tầm quan trọng của bảo mật OT đã tăng lên đáng kể khi các cơ sở công nghiệp tăng cường kết nối. Các môi trường sản xuất hiện đại tích hợp các thiết bị IoT (Internet vạn vật), hệ thống đám mây và khả năng giám sát từ xa. Kết nối này tạo ra các hướng tấn công mới mà tội phạm mạng tích cực khai thác, tương tự như các thách thức bảo mật ứng dụng trong môi trường CNTT truyền thống.

Một thách thức quan trọng trong việc bảo mật môi trường OT là nhiều hệ thống này được xây dựng từ nhiều thập kỷ trước, sử dụng các thiết bị và công cụ cũ kỹ, chưa bao giờ được thiết kế để bảo mật mạng. Chúng thường thiếu các biện pháp bảo vệ cơ bản như mã hóa, xác thực hoặc giao thức truyền thông an toàn. Tệ hơn nữa, các hệ thống này thường thiếu khả năng hiển thị, với khả năng đo từ xa hạn chế và không có nhật ký tập trung, khiến việc phát hiện và ứng phó với các mối đe dọa trở nên cực kỳ khó khăn. Điều này đặc biệt đáng lo ngại vì các hệ thống OT là nền tảng của nhiều khía cạnh trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, và các cuộc tấn công mạng nhắm vào chúng có thể dẫn đến hậu quả vật lý nghiêm trọng—chẳng hạn như mất điện, chuỗi cung ứng bị gián đoạn, ô nhiễm nguồn nước hoặc an toàn công cộng bị xâm phạm.

Môi trường OT phổ biến trải rộng trên nhiều ngành công nghiệp. Các công ty năng lượng dựa vào OT để sản xuất và phân phối điện. Các công ty tiện ích quản lý việc xử lý và phân phối nước thông qua hệ thống OT. Các cơ sở sản xuất sử dụng hệ thống OT để kiểm soát dây chuyền sản xuất và quy trình đảm bảo chất lượng. Mạng lưới giao thông phụ thuộc vào OT để quản lý giao thông và hệ thống an toàn.

Việc triển khai bảo mật OT hiệu quả đòi hỏi phải hiểu rõ cả các nguyên tắc cơ bản và phương pháp triển khai thực tế. Những yếu tố này kết hợp với nhau để tạo nên các chương trình an ninh mạng OT mạnh mẽ. 

Nguyên tắc cơ bản

• Phòng thủ chuyên sâu: Nhiều lớp kiểm soát bảo mật để bảo vệ chống lại nhiều hướng tấn công khác nhau.
• Phân đoạn và cô lập: Tách biệt mạng OT khỏi mạng IT và cô lập các hệ thống quan trọng.
• Secure theo thiết kế: Xây dựng tính năng bảo mật vào hệ thống OT ngay từ đầu thay vì bổ sung sau.
• Quyền hạn tối thiểu: Chỉ cấp cho người dùng và hệ thống quyền truy cập tối thiểu cần thiết cho chức năng của họ.

Các phương pháp hay nhất

• Tường lửa mạng: Triển khai tường lửa giữa vùng CNTT và vùng OT để kiểm soát luồng lưu lượng.
• Đánh giá rủi ro: Thường xuyên đánh giá các lỗ hổng và mối đe dọa đối với môi trường OT.
• Điốt dữ liệu: Sử dụng cổng đơn hướng để truyền thông một chiều an toàn.
• Xác thực đa yếu tố: Kiểm soát truy cập mạnh mẽ giúp duy trì các quyền phù hợp và ngăn chặn các vụ vi phạm dữ liệu lớn có thể xảy ra do thông tin đăng nhập bị xâm phạm.
• Giám sát liên tục: Khả năng phát hiện và ứng phó mối đe dọa theo thời gian thực.
• Kiểm kê tài sản: Duy trì khả năng hiển thị toàn diện tất cả các thiết bị và hệ thống OT.
• Đào tạo nhân viên: Giải quyết vấn đề con người thông qua các chương trình nâng cao nhận thức về an ninh.

Phân đoạn mạng chia hệ thống thành các vùng để ngăn chặn sự di chuyển ngang của kẻ tấn công. Mô hình Purdue là một khuôn khổ đã được thiết lập tốt, phác thảo năm cấp độ mạng OT, từ quy trình vật lý ở Cấp độ 0 đến hệ thống doanh nghiệp ở Cấp độ 5. Mô hình này thực thi sự cô lập giữa các lớp OT và CNTT.

Mô hình Purdue khuyến nghị triển khai các biện pháp kiểm soát bảo mật giữa mỗi cấp độ. Tường lửa, hệ thống phát hiện xâm nhập và kiểm soát truy cập tại các ranh giới này tạo ra lớp bảo vệ chuyên sâu.

Kiến trúc Zero Trust giả định rằng các mối đe dọa có thể xuất phát từ bất kỳ đâu, kể cả bên trong phạm vi mạng. Phương pháp này yêu cầu xác minh liên tục mọi người dùng và thiết bị cố gắng truy cập hệ thống OT.

• Quyền truy cập ít đặc quyền nhất đảm bảo người dùng và hệ thống chỉ nhận được những quyền tối thiểu cần thiết cho chức năng của họ. 
• Xác minh liên tục giám sát hành vi của người dùng và hệ thống trong suốt phiên làm việc. Các hoạt động bất thường sẽ kích hoạt các yêu cầu xác thực bổ sung như MFA (xác thực đa yếu tố) hoặc hạn chế quyền truy cập. 

Giám sát liên tục cung cấp khả năng hiển thị theo thời gian thực các hoạt động mạng OT và hành vi hệ thống. Khả năng này cho phép phát hiện sớm mối đe dọa và phản ứng nhanh chóng với các sự cố bảo mật.

Hệ thống SIEM (Quản lý Thông tin và Sự kiện Bảo mật) thu thập và phân tích dữ liệu bảo mật từ nhiều nguồn. Các nền tảng này liên kết các sự kiện để xác định các mối đe dọa tiềm ẩn và tự động hóa các hành động ứng phó ban đầu.

IDPS (Hệ thống Phát hiện và Ngăn chặn Xâm nhập) giám sát lưu lượng mạng để phát hiện các hoạt động đáng ngờ. Các hệ thống này có thể phát hiện các kiểu tấn công đã biết và tự động chặn lưu lượng độc hại.

CTEM (Quản lý Tiếp xúc Mối đe dọa Liên tục) cung cấp đánh giá liên tục về bối cảnh mối đe dọa của một tổ chức. Phương pháp này giúp ưu tiên các nỗ lực bảo mật dựa trên mức độ rủi ro hiện tại và thông tin tình báo về mối đe dọa.

Các khuôn khổ đã được thiết lập như IEC 62443, Khung An ninh mạng NIST và các tiêu chuẩn quy định như NERC CIP cung cấp các phương pháp tiếp cận có cấu trúc để bảo mật môi trường OT. Các hướng dẫn này giúp các tổ chức phát triển các chương trình bảo mật toàn diện đáp ứng các yêu cầu của ngành và nghĩa vụ tuân thủ quy định.

IEC 62443 là tiêu chuẩn quốc tế toàn diện nhất về bảo mật OT, giải quyết vấn đề bảo mật trong toàn bộ vòng đời của hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp.

• Đánh giá rủi ro một cách có hệ thống.
• Áp dụng mức độ bảo mật cho các thành phần OT.
• Đảm bảo an ninh trong suốt vòng đời tài sản.

Tài liệu chung cung cấp các khái niệm và thuật ngữ cơ bản. Tài liệu Chính sách và Quy trình đề cập đến việc quản lý bảo mật của tổ chức. Tài liệu hệ thống bao gồm các yêu cầu bảo mật kỹ thuật. Tài liệu thành phần chỉ định các yêu cầu bảo mật cho từng thành phần hệ thống.

Khung an ninh mạng NIST cung cấp phương pháp tiếp cận dựa trên rủi ro đối với an ninh mạng, tích hợp hiệu quả với môi trường OT, cung cấp ngôn ngữ chung để thảo luận về rủi ro an ninh mạng và các chiến lược giảm thiểu.

• Các cấp triển khai phù hợp cho OT/ICS.
• Tích hợp với đánh giá rủi ro và lập kế hoạch duy trì hoạt động kinh doanh.
• Sự liên kết với quốc gia cơ sở hạ tầng trọng yếu mục tiêu bảo vệ.

Việc triển khai bảo mật OT thành công đòi hỏi phải lập kế hoạch và thực hiện một cách có hệ thống. Danh sách kiểm tra toàn diện này hướng dẫn các tổ chức thực hiện các bước triển khai bảo mật thiết yếu.

Các chương trình bảo mật OT hiệu quả bắt đầu bằng việc kiểm kê tài sản và đánh giá rủi ro kỹ lưỡng. Các tổ chức phải hiểu rõ những hệ thống nào cần được bảo vệ trước khi triển khai các biện pháp kiểm soát bảo mật.

Việc củng cố hệ thống sẽ loại bỏ các dịch vụ và cấu hình không cần thiết có thể tạo ra các hướng tấn công. Quá trình này bao gồm việc vô hiệu hóa các cổng không sử dụng, áp dụng các bản vá bảo mật và cấu hình các giao thức truyền thông an toàn.

Quản lý bản vá duy trì bảo mật hệ thống thông qua các bản cập nhật thường xuyên, đồng thời giảm thiểu gián đoạn hoạt động. Quá trình này đòi hỏi sự lập kế hoạch cẩn thận để cân bằng nhu cầu bảo mật với các yêu cầu vận hành.

Lập kế hoạch ứng phó sự cố giúp các tổ chức ứng phó hiệu quả với các sự cố an ninh. Các kế hoạch được xây dựng tốt sẽ giảm thiểu thiệt hại và rút ngắn thời gian phục hồi khi sự cố xảy ra.

1. Xác định và kiểm kê tất cả tài sản và thiết bị OT.
2. Tiến hành đánh giá rủi ro dựa trên mức độ quan trọng của tài sản và bối cảnh đe dọa.
3. Bảo vệ hệ thống bằng cách vô hiệu hóa các cổng, dịch vụ và giao thức không cần thiết.
4. Triển khai Kiểm soát truy cập với quyền dựa trên vai trò và xác thực.
5. Triển khai Patch Management và duy trì hệ thống theo dõi lỗ hổng.
6. Giám sát và phát hiện mối đe dọa thông qua giám sát mạng liên tục.
7. Kiểm soát luồng dữ liệu giữa mạng CNTT và OT bằng cách phân đoạn phù hợp.
8. Phát triển và thử nghiệm các quy trình ứng phó sự cố toàn diện.
9. Đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh bằng các chiến lược sao lưu với kho lưu trữ dữ liệu doanh nghiệp an toàn.
10. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho nhân viên về các biện pháp bảo mật OT.
11. Tiến hành kiểm tra thường xuyên và đánh giá bảo mật để cải tiến liên tục.

Kiến trúc bảo mật OT hiện đại nhấn mạnh các chiến lược phòng thủ chuyên sâu, cung cấp nhiều lớp bảo vệ. Các kiến trúc này xem xét cả các yêu cầu về an ninh mạng và an toàn trong suốt quá trình thiết kế. 

Những thách thức về tích hợp phát sinh khi các tổ chức kết nối hệ thống OT với IIoT và các dịch vụ đám mây. Những kết nối này mang lại lợi ích vận hành nhưng cũng tạo ra những rủi ro bảo mật mới, đòi hỏi phải quản lý cẩn thận. Các tổ chức triển khai kết nối đám mây nên tuân thủ các biện pháp bảo mật ứng dụng đám mây tốt nhất để bảo vệ dữ liệu và hệ thống OT của mình. 

Các xu hướng bảo mật OT trong tương lai bao gồm sự hội tụ CNTT-OT , phát hiện mối đe dọa dựa trên AI và các cải tiến dựa trên tuân thủ. Tự động hóa sẽ hợp lý hóa các tác vụ thường ngày, trong khi các nỗ lực bảo mật chuyển sang bảo vệ đám mây, biên và CPS.

IIoT ( Industrial Các thiết bị Internet vạn vật (IoT) mang lại khả năng kết nối và trí tuệ cho môi trường OT truyền thống. Các thiết bị này thu thập dữ liệu vận hành, cho phép giám sát từ xa và hỗ trợ các chương trình bảo trì dự đoán. 

Rủi ro đặc thù của IIoT xuất phát từ sự kết hợp giữa khả năng truy cập vật lý, kết nối mạng và khả năng bảo mật thường bị hạn chế. Nhiều thiết bị IIoT thiếu các tính năng bảo mật mạnh mẽ do hạn chế về chi phí và ưu tiên thiết kế tập trung vào chức năng. 

Thực hành tốt nhất:

• Cô lập các thiết bị IIoT bằng tường lửa và VLAN.
• Sử dụng xác thực và mã hóa thiết bị.
• Theo dõi hoạt động IIoT để phát hiện bất thường.

Các tổ chức cũng nên triển khai các biện pháp Bảo mật tập tin để bảo vệ dữ liệu hoạt động nhạy cảm cả khi lưu trữ và khi truyền tải.

Việc lựa chọn các công cụ bảo mật OT phù hợp đòi hỏi phải hiểu rằng không có giải pháp đơn lẻ nào có thể đáp ứng hiệu quả tất cả các nhu cầu bảo mật công nghệ vận hành. Bảo vệ OT toàn diện đòi hỏi nhiều khả năng chuyên biệt hoạt động cùng nhau như một nền tảng tích hợp.

Khám phá và kiểm kê tài sản cung cấp khả năng hiển thị tất cả các hệ thống và thiết bị OT. Khả năng này tự động xác định các thiết bị được kết nối, lập danh mục các đặc điểm của chúng và duy trì kiểm kê tài sản chính xác. Bằng cách cung cấp các khả năng khám phá tài sản, giám sát mạng, kiểm kê và quản lý bản vá toàn diện, OPSWAT 'S MetaDefender OT Security mang lại khả năng hiển thị và kiểm soát vô song. 

Phát hiện và phản ứng mối đe dọa chủ động xác định các sự cố bảo mật tiềm ẩn và cho phép phản ứng nhanh chóng. MetaDefender Industrial Firewall Và MetaDefender OT Security phối hợp hoạt động để giám sát lưu lượng mạng, hành vi hệ thống và hoạt động của người dùng, đồng thời bảo vệ các hoạt động và mạng lưới kiểm soát quy trình.  

Secure Quyền truy cập từ xa và quyền chi tiết đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập vào các hệ thống OT quan trọng thông qua các kênh được kiểm soát và bảo mật. Không giống như VPN truyền thống, MetaDefender OT Access bảo vệ các điểm cuối OT bằng cách triển khai AD Server xác thực và kết nối tường lửa chỉ đi ra. Cùng với MetaDefender Endpoint Cổng, hệ thống cô lập các tài sản OT và CNTT để đảm bảo quyền truy cập được kiểm soát vào cơ sở hạ tầng trọng yếu .