Sel aastal alustasime suurt projekti küberpolügooni loomiseks – platvormi küberõppusteks erinevate sektorite ettevõtetele. Selleks tuleb luua virtuaalsed infrastruktuurid, mis on "loomulike" - et need kopeeriksid tüüpilist sisemist seadistust panka, energiaettevõtet jne, ning mitte ainult ettevõtte võrgu osas. Hiljem räägime panganduse ja teiste infrastruktuuride küberpolügoonist, kuid täna sellest, kuidas me seda ülesannet tööstusettevõtte tehnoloogia segmendi kontekstis lahendasime.
Muidugi ei ole küberõppuste ja küberpolügoonide teema uus. Läänes on juba pikka aega kujunenud konkurentsivõimelised pakkumised, erinevad lähenemisviidud küberõppustele ja parimad praktikad. "Hea toon" küberjulgeoleku teenistuses on perioodiliselt harjutada valmisolekut küberrünnakutele vastamiseks. Venemaa jaoks on see teema aga veel uus: jah, väike pakkumine on olemas ja see tekkis paar aastat tagasi, kuid nõudlus, eriti tööstussektoris, on hakanud alles nüüd järk-järgult kujunema. Peame seda kolme peamise põhjuse - samuti probleemina, mis on juba märgatav.
Maailm muutub liiga kiiresti
Kümne aasta eest ründasid häkkerid peamiselt neid organisatsioone, kust nad said kiiresti raha välja viia. Tööstuse jaoks oli see oht vähem relevantne. Praegu näeme, et nende huvi keskendub ka riiklike organisatsioonide, energeetika ja tööstusettevõtete infrastruktuuridele. Siin kohtame sagedamini spionaaži katseid, andmete vargusi erinevatel eesmärkidel (konkurentsi luure, välja pressimine), samuti kohaloleku punktide hankimist infrastruktuuris, et hiljem neid huvitatud isikutele müüa. Ka sellised tavalised lunavara tüübid nagu WannaCry on tabanud palju sarnaseid objekte üle kogu maailma. Seetõttu nõuavad tänapäeva tegelikkused, et IT-spetsialistid arvestaksid neid riske ja looma uusi infotehnoloogia turbeprotsesse. Eelkõige peaksid nad regulaarselt tõstma oma kvalifikatsiooni ja harjutama praktilisi oskusi. Kõikide tasemete tööstuslike objektide operatiivkontrolli ja juhtimise personal peaksid selgelt mõistma, milliseid samme astuda küberrünnaku korral. Kuid küberharjutuste läbiviimine oma infrastruktuuris – püüdke mitte, riskid kaaluvad selgelt üles võimalikud kasud.
Arusaamatus pahatahtlike tegelaste tegelikest võimalustest rünnata ASU TP ja IIoT-süsteeme
See probleem eksisteerib kõikidel organisatsioonide tasanditel: isegi mitte kõik spetsialistid ei mõista, mis nende süsteemiga üldse juhtuda võib, millised on selle rünnakuvektorid. Mille kohta siis öelda juhtkonnast.
Turvamehed viitavad sageli „õhuvaheline” lahendusele, mis väidetavalt ei lase pahatahtlikel isikutel ettevõtte võrgust kaugemale minna, kuid praktika näitab, et 90% organisatsioonidest on seos ettevõtte ja tehnoloogilise segmendi vahel. Samuti on tehnoloogia võrkude ülesehituse ja juhtimise elemendid sageli haavatavad, mida me, sealhulgas, nägime teadustööd tehes. ja .
Raske on luua adekvaatset ohtude mudelit
Viimastel aastatel on pidevalt toimunud infotehnoloogiliste ja automatiseeritud süsteemide keerukuse suurenemine ning üleminek küberfüüsilistele süsteemidele, mis hõlmavad arvutusressursside ja füüsilise seadme integreerimist. Süsteemid muutuvad nii keeruliseks, et analüütiliste meetoditega on kõiki küberrünnakute tagajärgi lihtsalt võimatu ennustada. Jutt on mitte ainult organisatsiooni majanduslikest kaotustest, vaid ka tagajärgede hindamisest, mis on arusaadav nii tehnikule kui ka tööstusele – näiteks, elektrienergia alateenus või mõne muu toote, kui räägime nafta ja gaasi või naftakeemia valdkonnast. Kuidas sellises olukorras prioriteete seada?
Seda kõike peame me meie arvates küberharjutuste ja küberpolügoonide kontseptsiooni tekkimise eeldusteks Venemaal.
Kuidas on üles ehitatud küberpolügooni tehnoloogiline segment
Küberpolügoon on virtuaalsete infrastruktuuride kompleks, mis kordab erinevate valdkondade ettevõtete tüüpilisi infrastruktuure. See võimaldab "harjutada kasside peal" – arendada spetsialistide praktilisi oskusi ilma riskita, et midagi läheb valesti ja küberharjutused kahjustavad reaalse ettevõtte tegevust. Suured infotehnoloogia- ja küberturbeettevõtted hakkavad seda suunda arendama ning näha saab selliseid küberharjutusi mängulises vormis näiteks Positive Hack Days.
Tüüpiline võrguinfrastruktuuri skeem tinglikul suurel ettevõttel või korporatsioonil on piisavalt standardne komplekt servereid, töötavaid arvuteid ja erinevaid võrgu seadmeid, millel on tüüpiline komplekt ettevõtte tarkvarast ja infotehnoloogia kaitsesüsteemist. Tööstusharu küberpolügoon on kõik see pluss tõsine spetsiifika, mis keerukalt muudab virtuaalset mudelit.
Kuidas me küberpolügooni reaalsusele lähemale viisime
Kontseptuaalselt sõltub küberpolügooni tööstuslik välimus valitud meetodist keerulise küberfüüsilise süsteemi modelleerimiseks. Peamised lähenemisviisid modelleerimiseks on kolm:
Igal nendel lähenemisviisidel on omad eelised ja puudused. Erinevates olukordades, sõltuvalt lõppeesmärgist ja olemasolevatest piirangutest, võivad kõik kolm ülaltoodud modelleerimisviisi rakenduda. Selle valiku formaliseerimiseks koostasime järgmise algoritmi:
Erinevate modelleerimismeetodite plusse ja miinuseid saab esitada diagrammina, kus y-axil on uurimisvaldkondade katvus (st pakutud modelleerimise tööriista paindlikkus) ja x-axil modelleerimise täpsus (kui hästi see vastab tegelikule süsteemile). Tulemuseks on peaaegu Gartneri ruut:
Seega on modelleerimise täpsuse ja paindlikkuse parim suhe nii-öelda poollooduslik modelleerimine (hardware-in-the-loop, HIL). Selle lähenemise raames modelleeritakse küberfüüsiline süsteem osaliselt reaalse varustuse abil ja osaliselt matemaatiliste mudelitega. Näiteks võib elektrialajaama esindada reaalsete mikroprotsessorite seadmete (releekaitsete terminalide), automatiseeritud juhtimissüsteemide serverite ja muu teisese varustusega, samal ajal kui füüsilised protsessid, mis juhtuvad elektrivõrgus, teostatakse arvutimudeli abil. Okei, oleme modelleerimismeetodiga paika saanud. Pärast seda tuli välja töötada küberpolügooni arhitektuur. Et küberõppused oleksid tõeliselt kasulikud, peavad kõik keeruka küberfüüsilise süsteemi omavahelised seosed olema polügoni peal maksimaalselt täpselt taastatud. Seetõttu koosneb küberpolügooni tehniline osa, nagu ka reaalses elus, mitmest omavahel töötavast tasemest. Meenutan, et tüüpiline tööstuslike võrkude infrastruktuur hõlmab kõige madalamat taset, mille alla kuulub nii-öelda „esmaklassiline seadmed” — see on valguskaabel, elektrivõrk või midagi muud — sõltuvalt tööstusharust. See vahetab andmeid ja seda juhivad spetsialiseeritud tööstuslikud kontrollerid, mille omakorda haldavad SCADA-süsteemid.
Alustasime küberpolügooni tööstusliku osa loomist energiasegmendiga, mis on meie jaoks praegu prioriteet (plaane on ka nafta- ja gaasitööstuse ning keemiatööstuse jaoks).
Ilmselt ei ole primaarse varustuse taset võimalik saavutada reaalsete objektide abil läbi naturaalse modelleerimise. Seetõttu oleme esimeses etapis töötanud välja matemaatilise mudeli energiapunktist ja sellega seotud energiasüsteemi alast. See mudel sisaldab kõiki alajaamade võimsusseadmeid – elektriülekandelõike, transformaatoreid jne, ja see on rakendatud spetsiaalses RSCAD tarkvarakompleksis. Nii loodud mudelit saab töödelda reaalajas arvutuskeskuse abil – selle põhifunktsioon seisneb selles, et protsessi kestus reaalses süsteemis ja mudelis on täiesti ühesugused – st, kui reaalses võrgus kestab lühisekord kaks sekundit, siis modelleeritakse seda RSCAD-s täpselt sama kaua. Me saame "elava" elektrienergiasüsteemi osa, mis töötab vastavalt füüsika seadustele ja reageerib isegi välismõjudele (näiteks releekaitse ja automatiseerimise terminalide aktiveerimine, lülitite väljalülitamine jne). Suhtlemist välisseadmete vahel õnnestus saavutada spetsialiseeritud kohandatavate suhtlusrakenduste abil, mis võimaldavad matemaatilisel mudelil suhelda kontrollerite ja automatiseeritud süsteemide tasemega.
Kontrollerite ja energiapunkti automatiseeritud juhtimissüsteemide tasemed saab luua kasutades reaalset tööstuslikku varustust (kuigi vajadusel saame kasutada ka virtuaalseid mudeleid). Nendel kahel tasandil asuvad vastavalt kontrollerid ja automatiseerimise vahendid (RZA, PMU, USPD, loendurid) ning automatiseeritud juhtimissüsteemid (SCADA, OIK, AIISKU). Naturaalse modelleerimise abil on võimalik oluliselt suurendada mudeli realistlikkust ja seega ka küberharjutuste kvaliteeti, kuna meeskonnad suhtlevad reaalse tööstusliku varustusega, millel on oma eripärad, vead ja haavatavused.
Kolmandas etapis rakendasime matemaatilise ja füüsilise mudeli osade vastastikust toimet spetsialiseeritud riist- ja tarkvaraliste liidestega ning signaalivõimenditega.
Seetõttu näeb infrastruktuur välja umbes nii:
Kõik polügooni seadmed suhtlevad omavahel nagu reaalsetes küberfüüsilistes süsteemides. Kui rääkida konkreetselt, kasutasime selle mudeli loomisel järgmisi seadmeid ja arvutusressursse:
- RTDS arvutikompleks reaalajas arvutuste tegemiseks;
- Ooperatori automatiseeritud töökoht (АРМ) koos tarkvaraga tehnoloogilise protsessi ja elektri alajaamade esmase varustuse modelleerimiseks;
- Suhtlusseadmete kapid, RZA terminalid ja TPP automaatika seadmed;
- Mikrofoni võimendite kapid, mis on mõeldud analoogsignaalide võimendamiseks RTDS simulaatori D/A muunduri plaadilt. Igas võimendite kapis on erinev võimendite komplekt, mida kasutatakse RZA terminalide jaoks voolu ja pingesignaalide genereerimiseks. Sisendsignaalid võimendatakse tasemeni, mis on vajalik RZA terminalide normaalseks tööks.
See pole ainus võimalik lahendus, kuid meie arvates on see optimaalne küberõppuste läbiviimiseks, kuna see peegeldab enamiku tänapäevaste alajaamade tegelikku arhitektuuri ja seda saab kohandada nii, et oleks maksimaalselt täpselt taastatud konkreetse objekti omadused.
Kokkuvõtteks
Küberpolügoon on tohutu projekt ja ees on veel palju tööd. Ühelt poolt uurime lääne kolleegide kogemusi, kuid teisalt tuleb palju teha, toetudes meie kogemusele just Venemaa tööstusettevõtetega, kuna erinevused on mitte ainult tööstusharudes, vaid ka riikides. See on keeruline ja huvitav teema.
Küll aga oleme kindlad, et Venemaal oleme saavutanud, nagu tavaliselt öeldakse, "valmiduse taseme", kus ka tööstusel on arusaam küberõppuste vajadusest. See tähendab, et peagi ilmuvad tööstusele oma parimad praktikud ja loodetavasti tugevneme kaitsetasemes.
Autorid
Oleg Arhangelski, projekti "Industriaalne küberpolügoon" juhtiv analüütik-metoodik.
Dmitri Siutov, projekti "Industriaalne küberpolügoon" peainsener;
Andrei Kuznetsov, projekti juht "Tööstuslik küberpolügon", küberjulgeoleku labori asejuht ASU TP tootmise alal
Allikas: habr.com
