როგორ ავაშენეთ ვირტუალური ინფრასტრუქტურა ინდუსტრიული კიბერ სწავლებისთვის

წელს ჩვენ დავიწყეთ დიდი პროექტი კიბერ სასწავლო მოედანის შესაქმნელად - პლატფორმა კიბერ ვარჯიშებისთვის სხვადასხვა ინდუსტრიის კომპანიებისთვის. ამისათვის აუცილებელია ვირტუალური ინფრასტრუქტურის შექმნა, რომელიც "იდენტურია ბუნებრივთან" - ისე, რომ ისინი იმეორებენ ბანკის, ენერგეტიკული კომპანიის და ა.შ. ტიპიურ შიდა სტრუქტურას და არა მხოლოდ ქსელის კორპორატიული სეგმენტის თვალსაზრისით. . ცოტა მოგვიანებით ვისაუბრებთ კიბერ დიაპაზონის საბანკო და სხვა ინფრასტრუქტურაზე, დღეს კი ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ მოვაგვარეთ ეს პრობლემა სამრეწველო საწარმოს ტექნოლოგიურ სეგმენტთან მიმართებაში.

რა თქმა უნდა, კიბერ წვრთნებისა და კიბერ სასწავლო მოედნების თემა გუშინ არ გაჩენილა. დასავლეთში დიდი ხანია ჩამოყალიბდა კონკურენტი წინადადებების წრე, კიბერ ვარჯიშებისადმი განსხვავებული მიდგომები და უბრალოდ საუკეთესო პრაქტიკა. ინფორმაციული უსაფრთხოების სამსახურის „კარგი ფორმაა“ კიბერშეტევების პრაქტიკაში მოსაგერიებლად მისი მზადყოფნის პერიოდული პრაქტიკაში პრაქტიკა. რუსეთისთვის ეს ჯერ კიდევ ახალი თემაა: დიახ, არის მცირე მიწოდება და ის წარმოიშვა რამდენიმე წლის წინ, მაგრამ მოთხოვნა, განსაკუთრებით ინდუსტრიულ სექტორებში, თანდათანობით მხოლოდ ახლა დაიწყო. მიგვაჩნია, რომ ამის სამი ძირითადი მიზეზი არსებობს - ეს არის ასევე პრობლემები, რომლებიც უკვე ძალიან აშკარა გახდა.

სამყარო ძალიან სწრაფად იცვლება

სულ რაღაც 10 წლის წინ, ჰაკერები თავს დაესხნენ ძირითადად იმ ორგანიზაციებს, საიდანაც მათ შეეძლოთ ფულის სწრაფად გატანა. ინდუსტრიისთვის ეს საფრთხე ნაკლებად აქტუალური იყო. ახლა ვხედავთ, რომ მათი ინტერესის საგანი ხდება სამთავრობო ორგანიზაციების, ენერგეტიკისა და სამრეწველო საწარმოების ინფრასტრუქტურაც. აქ უფრო ხშირად გვაქვს საქმე ჯაშუშობის მცდელობებთან, მონაცემთა ქურდობასთან სხვადასხვა მიზნით (კონკურენტული დაზვერვა, შანტაჟი), ასევე ინფრასტრუქტურაში ყოფნის პუნქტების მოპოვება დაინტერესებული თანამებრძოლებისთვის შემდგომი გასაყიდად. ისე, თუნდაც ბანალურმა დაშიფვრებმა, როგორიცაა WannaCry, დაიჭირეს საკმაოდ ბევრი მსგავსი ობიექტი მთელს მსოფლიოში. ამიტომ, თანამედროვე რეალობა მოითხოვს ინფორმაციული უსაფრთხოების სპეციალისტებს, გაითვალისწინონ ეს რისკები და შექმნან ახალი ინფორმაციული უსაფრთხოების პროცესები. კერძოდ, რეგულარულად გაიუმჯობესეთ კვალიფიკაცია და ივარჯიშეთ პრაქტიკულ უნარებში. სამრეწველო ობიექტების ოპერატიული დისპეტჩერიზაციის კონტროლის ყველა დონის პერსონალს უნდა ჰქონდეს მკაფიო გაგება, თუ რა ქმედებები უნდა მიიღონ კიბერშეტევის შემთხვევაში. მაგრამ კიბერ ვარჯიშების ჩატარება საკუთარ ინფრასტრუქტურაზე - უკაცრავად, რისკები აშკარად აღემატება შესაძლო სარგებელს.

პროცესების კონტროლის სისტემებისა და IIoT სისტემების გატეხვის თავდამსხმელების რეალური შესაძლებლობების არ გაგება

ეს პრობლემა არსებობს ორგანიზაციების ყველა დონეზე: ყველა სპეციალისტსაც კი არ ესმის, რა შეიძლება დაემართოს მათ სისტემას, რა თავდასხმის ვექტორები არსებობს მის წინააღმდეგ. რა შეგვიძლია ვთქვათ ხელმძღვანელობაზე?

უსაფრთხოების ექსპერტები ხშირად მიმართავენ "საჰაერო უფსკრული", რომელიც, სავარაუდოდ, არ დაუშვებს თავდამსხმელს კორპორატიულ ქსელზე შორს წასვლას, მაგრამ პრაქტიკა აჩვენებს, რომ ორგანიზაციების 90% -ში არის კავშირი კორპორატიულ და ტექნოლოგიურ სეგმენტებს შორის. ამავდროულად, ტექნოლოგიური ქსელების აგებისა და მართვის თვით ელემენტებს ასევე ხშირად აქვთ დაუცველობა, რაც ჩვენ, კერძოდ, აღჭურვილობის შემოწმებისას დავინახეთ. მოქსი и Schneider Electric.

საფრთხის ადეკვატური მოდელის შექმნა რთულია

ბოლო წლების განმავლობაში, მუდმივად მიმდინარეობს ინფორმაციის და ავტომატიზირებული სისტემების სირთულის გაზრდის პროცესი, ისევე როგორც კიბერ-ფიზიკურ სისტემებზე გადასვლა, რაც გულისხმობს გამოთვლითი რესურსების და ფიზიკური აღჭურვილობის ინტეგრაციას. სისტემები იმდენად რთული ხდება, რომ უბრალოდ შეუძლებელია კიბერშეტევების ყველა შედეგის პროგნოზირება ანალიტიკური მეთოდების გამოყენებით. ჩვენ ვსაუბრობთ არა მხოლოდ ორგანიზაციის ეკონომიკურ ზარალზე, არამედ იმ შედეგების შეფასებაზეც, რომლებიც გასაგებია ტექნოლოგისთვის და ინდუსტრიისთვის - ელექტროენერგიის არასაკმარისი მიწოდება, მაგალითად, ან სხვა ტიპის პროდუქტი, თუ ვსაუბრობთ ნავთობსა და გაზზე. ან ნავთობქიმიკატები. და როგორ განვსაზღვროთ პრიორიტეტები ასეთ სიტუაციაში?

სინამდვილეში, ეს ყველაფერი, ჩვენი აზრით, გახდა წინაპირობა რუსეთში კიბერ წვრთნებისა და კიბერ სასწავლო მოედნების კონცეფციის გაჩენისთვის.

როგორ მუშაობს კიბერ დიაპაზონის ტექნოლოგიური სეგმენტი

კიბერ ტესტირების მოედანი არის ვირტუალური ინფრასტრუქტურის კომპლექსი, რომელიც იმეორებს საწარმოების ტიპურ ინფრასტრუქტურას სხვადასხვა ინდუსტრიაში. ეს საშუალებას გაძლევთ "ივარჯიშოთ კატებზე" - ივარჯიშოთ სპეციალისტების პრაქტიკული უნარ-ჩვევები რისკის გარეშე, რომ რაღაც არ წავა გეგმის მიხედვით, ხოლო კიბერ ვარჯიშები ზიანს აყენებს რეალური საწარმოს საქმიანობას. მსხვილი კიბერუსაფრთხოების კომპანიები იწყებენ ამ სფეროს განვითარებას და თქვენ შეგიძლიათ უყუროთ მსგავს კიბერ ვარჯიშებს თამაშის ფორმატში, მაგალითად, Positive Hack Days-ზე.

ტიპიური ქსელური ინფრასტრუქტურის დიაგრამა დიდი საწარმოს ან კორპორაციისთვის არის საკმაოდ სტანდარტული სერვერების, სამუშაო კომპიუტერების და სხვადასხვა ქსელური მოწყობილობების კომპლექტი კორპორატიული პროგრამული უზრუნველყოფისა და ინფორმაციის უსაფრთხოების სისტემების სტანდარტული ნაკრებით. ინდუსტრიის კიბერ ტესტირების ადგილი იგივეა, პლუს სერიოზული სპეციფიკა, რომელიც მკვეთრად ართულებს ვირტუალურ მოდელს.

როგორ მივახლოვეთ კიბერ დიაპაზონი რეალობასთან

კონცეპტუალურად, კიბერ ტესტირების ადგილის ინდუსტრიული ნაწილის გარეგნობა დამოკიდებულია რთული კიბერ-ფიზიკური სისტემის მოდელირების არჩეულ მეთოდზე. მოდელირების სამი ძირითადი მიდგომაა:

თითოეულ ამ მიდგომას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. სხვადასხვა შემთხვევაში, საბოლოო მიზნიდან და არსებული შეზღუდვებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია სამივე ზემოთ ჩამოთვლილი მოდელირების მეთოდის გამოყენება. ამ მეთოდების არჩევანის ფორმალიზების მიზნით, ჩვენ შევადგინეთ შემდეგი ალგორითმი:

მოდელირების სხვადასხვა მეთოდის დადებითი და უარყოფითი მხარეები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს დიაგრამის სახით, სადაც y-ღერძი არის კვლევის სფეროების დაფარვა (ანუ შემოთავაზებული მოდელირების ხელსაწყოს მოქნილობა), ხოლო x-ღერძი არის სიზუსტე. სიმულაციის (რეალურ სისტემასთან შესაბამისობის ხარისხი). გამოდის თითქმის გარტნერის მოედანი:

ამრიგად, მოდელირების სიზუსტესა და მოქნილობას შორის ოპტიმალური ბალანსი არის ეგრეთ წოდებული ნახევრად ბუნებრივი მოდელირება (hardware-in-the-loop, HIL). ამ მიდგომის ფარგლებში კიბერ-ფიზიკური სისტემა ნაწილობრივ მოდელირებულია რეალური აღჭურვილობის გამოყენებით, ნაწილობრივ კი მათემატიკური მოდელების გამოყენებით. მაგალითად, ელექტრული ქვესადგური შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რეალური მიკროპროცესორული მოწყობილობებით (რელეს დაცვის ტერმინალები), ავტომატური მართვის სისტემების სერვერები და სხვა მეორადი აღჭურვილობა, ხოლო ელექტრო ქსელში მიმდინარე ფიზიკური პროცესები ხორციელდება კომპიუტერული მოდელის გამოყენებით. კარგი, ჩვენ გადავწყვიტეთ მოდელირების მეთოდი. ამის შემდეგ საჭირო გახდა კიბერ დიაპაზონის არქიტექტურის შემუშავება. იმისთვის, რომ კიბერ სავარჯიშოები მართლაც სასარგებლო იყოს, რეალური რთული კიბერ-ფიზიკური სისტემის ყველა ურთიერთდაკავშირება უნდა იყოს ხელახლა შექმნილი რაც შეიძლება ზუსტად ტესტის ადგილზე. აქედან გამომდინარე, ჩვენს ქვეყანაში, ისევე როგორც რეალურ ცხოვრებაში, კიბერ დიაპაზონის ტექნოლოგიური ნაწილი შედგება რამდენიმე ურთიერთდაკავშირებული დონისგან. შეგახსენებთ, რომ ტიპიური სამრეწველო ქსელის ინფრასტრუქტურა მოიცავს ყველაზე დაბალ დონეს, რომელიც მოიცავს ეგრეთ წოდებულ „პირველ აღჭურვილობას“ - ეს არის ოპტიკური ბოჭკო, ელექტრო ქსელი ან სხვა რამ, რაც დამოკიდებულია ინდუსტრიაზე. ის ცვლის მონაცემებს და აკონტროლებს სპეციალიზებული სამრეწველო კონტროლერები და ისინი, თავის მხრივ, SCADA სისტემებით.

ჩვენ დავიწყეთ კიბერ საიტის ინდუსტრიული ნაწილის შექმნა ენერგეტიკული სეგმენტიდან, რაც ახლა ჩვენი პრიორიტეტია (ჩვენს გეგმებში შედის ნავთობისა და გაზის და ქიმიური მრეწველობა).

აშკარაა, რომ პირველადი აღჭურვილობის დონის რეალიზება შეუძლებელია რეალური ობიექტების გამოყენებით სრულმასშტაბიანი მოდელირებით. აქედან გამომდინარე, პირველ ეტაპზე შევიმუშავეთ ელექტროსადგურის და ენერგოსისტემის მიმდებარე მონაკვეთის მათემატიკური მოდელი. ეს მოდელი მოიცავს ქვესადგურების ყველა ენერგეტიკულ აღჭურვილობას - ელექტროგადამცემი ხაზები, ტრანსფორმატორები და ა.შ. და შესრულებულია სპეციალურ RSCAD პროგრამულ პაკეტში. ამ გზით შექმნილი მოდელის დამუშავება შესაძლებელია რეალურ დროში გამოთვლითი კომპლექსით - მისი მთავარი მახასიათებელია ის, რომ პროცესის დრო რეალურ სისტემაში და პროცესის დრო მოდელში აბსოლუტურად იდენტურია - ანუ მოკლე ჩართვა რეალურ სისტემაში. ქსელი გრძელდება ორი წამი, მისი სიმულაცია მოხდება ზუსტად იმავე დროის განმავლობაში RSCAD-ში). ჩვენ ვიღებთ ელექტროენერგეტიკული სისტემის "ცოცხალ" განყოფილებას, რომელიც ფუნქციონირებს ფიზიკის ყველა კანონის მიხედვით და გარე გავლენებზეც კი რეაგირებს (მაგალითად, სარელეო დაცვისა და ავტომატიზაციის ტერმინალების გააქტიურება, გადამრთველების გამორთვა და ა.შ.). გარე მოწყობილობებთან ურთიერთქმედება მიღწეული იქნა სპეციალიზებული კონფიგურირებადი საკომუნიკაციო ინტერფეისების გამოყენებით, რაც მათემატიკურ მოდელს საშუალებას აძლევდა ურთიერთქმედდეს კონტროლერების დონესთან და ავტომატური სისტემების დონესთან.

მაგრამ ენერგეტიკული ობიექტის კონტროლერებისა და ავტომატური მართვის სისტემების დონეები შეიძლება შეიქმნას რეალური სამრეწველო აღჭურვილობის გამოყენებით (თუმცა, საჭიროების შემთხვევაში, შეგვიძლია ვირტუალური მოდელებიც გამოვიყენოთ). ამ ორ დონეზე არის, შესაბამისად, კონტროლერები და ავტომატიზაციის აღჭურვილობა (რელეული დაცვა, PMU, USPD, მრიცხველები) და ავტომატური მართვის სისტემები (SCADA, OIK, AIISKUE). სრულმასშტაბიანმა მოდელირებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს მოდელის რეალიზმი და, შესაბამისად, თავად კიბერ ვარჯიშები, რადგან გუნდები ურთიერთქმედებენ რეალურ ინდუსტრიულ აღჭურვილობასთან, რომელსაც აქვს საკუთარი მახასიათებლები, შეცდომები და დაუცველობა.

მესამე ეტაპზე ჩვენ განვახორციელეთ მოდელის მათემატიკური და ფიზიკური ნაწილების ურთიერთქმედება სპეციალიზებული აპარატურის და პროგრამული უზრუნველყოფის ინტერფეისებისა და სიგნალის გამაძლიერებლების გამოყენებით.

შედეგად, ინფრასტრუქტურა ასე გამოიყურება:

ყველა სატესტო საიტის მოწყობილობა ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან ისევე, როგორც რეალურ კიბერ-ფიზიკურ სისტემაში. უფრო კონკრეტულად, ამ მოდელის შექმნისას გამოვიყენეთ შემდეგი აღჭურვილობა და გამოთვლითი ხელსაწყოები:

• კომპლექსური RTDS-ის გამოთვლა „რეალურ დროში“ გამოთვლების განსახორციელებლად;
• ოპერატორის ავტომატური სამუშაო სადგური (AWS) დაყენებული პროგრამული უზრუნველყოფით ტექნოლოგიური პროცესის მოდელირებისთვის და ელექტრო ქვესადგურების პირველადი აღჭურვილობით;
• კარადები საკომუნიკაციო აღჭურვილობით, სარელეო დაცვისა და ავტომატიზაციის ტერმინალებით და ავტომატური პროცესის კონტროლის მოწყობილობებით;
• გამაძლიერებლის კარადები შექმნილია ანალოგური სიგნალების გასაძლიერებლად RTDS სიმულატორის ციფრულ-ანალოგური გადამყვანის დაფიდან. გამაძლიერებლის თითოეული კაბინეტი შეიცავს გამაძლიერებელი ბლოკების განსხვავებულ კომპლექტს, რომლებიც გამოიყენება შესასწავლი რელეს დაცვის ტერმინალებისთვის დენის და ძაბვის შეყვანის სიგნალების შესაქმნელად. შეყვანის სიგნალები გაძლიერებულია სარელეო დაცვის ტერმინალების ნორმალური მუშაობისთვის საჭირო დონემდე.

ეს არ არის ერთადერთი შესაძლო გამოსავალი, მაგრამ, ჩვენი აზრით, ოპტიმალურია კიბერ ვარჯიშების ჩასატარებლად, რადგან ის ასახავს თანამედროვე ქვესადგურების აბსოლუტური უმრავლესობის რეალურ არქიტექტურას და ამავდროულად შესაძლებელია მისი მორგება ისე, რომ ხელახლა შეიქმნას. რაც შეიძლება ზუსტად კონკრეტული ობიექტის ზოგიერთი მახასიათებელი.

დასასრულს

კიბერ დიაპაზონი უზარმაზარი პროექტია და ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაოა წინ. ერთის მხრივ, ჩვენ ვსწავლობთ ჩვენი დასავლელი კოლეგების გამოცდილებას, მეორეს მხრივ, ბევრი რამის გაკეთება გვიწევს კონკრეტულად რუსულ ინდუსტრიულ საწარმოებთან მუშაობის გამოცდილებიდან გამომდინარე, რადგან არა მხოლოდ სხვადასხვა ინდუსტრიებს, არამედ სხვადასხვა ქვეყნებსაც აქვთ სპეციფიკა. ეს ერთდროულად რთული და საინტერესო თემაა.
მიუხედავად ამისა, ჩვენ დარწმუნებული ვართ, რომ ჩვენ რუსეთში მივაღწიეთ იმას, რასაც ჩვეულებრივ უწოდებენ "სიმწიფის დონეს", როდესაც ინდუსტრიას ასევე ესმის კიბერ ვარჯიშების საჭიროება. ეს ნიშნავს, რომ მალე ინდუსტრიას ექნება საკუთარი საუკეთესო პრაქტიკა და ჩვენ ვიმედოვნებთ, რომ გავაძლიერებთ უსაფრთხოების დონეს.

ავტორები

ოლეგ არხანგელსკი, ინდუსტრიული კიბერ ტესტის საიტის პროექტის წამყვანი ანალიტიკოსი და მეთოდოლოგი.
დიმიტრი სიუტოვი, ინდუსტრიული კიბერ ტესტის საიტის პროექტის მთავარი ინჟინერი;
ანდრეი კუზნეცოვი, "ინდუსტრიული კიბერ ტესტირების ადგილის" პროექტის ხელმძღვანელი, წარმოების ავტომატური პროცესის კონტროლის სისტემების კიბერუსაფრთხოების ლაბორატორიის ხელმძღვანელის მოადგილე.

წყარო: www.habr.com