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2018/11/29

智慧製造升高威脅風險 工業資安須解決責任歸屬

廠房機台成資安漏洞 OT安全思維迥異IT防禦

吳明峰
工業自動化與智慧化引入資訊與通訊科技,資安威脅自然也隨之而來。工業生產設施、物聯網、以及關鍵的產業基礎設施,成為駭客新一波鎖定攻擊的目標。
隨著工業4.0、物聯網(IoT)、智慧製造概念的崛起,產業界已開始落實製造自動化,提高營運效率。無論是軟硬體的虛實整合,或機台與機台之間的相互串連,「智慧化」整合都已成為新世代工業自動化系統的必要機制。不過,既然工業自動化與智慧化引入資訊與通訊科技,資安威脅自然也隨之而來。工業生產設施、物聯網以及關鍵的產業基礎設施,成為駭客新一波鎖定攻擊的目標。

近期一家世界級的高科技公司,不慎讓病毒在廠區擴散,生產線被迫停機檢測數日,造成的出貨延遲、營收短少等影響,預估達新台幣數十億元之譜!對這家公司來說,金錢損失事小,商譽受損才是天大的打擊。除了立即與下單客戶密切協商新的交貨時程,儘快追上進度之外,CEO更得親率高階主管站上第一線,對監管機關、分析機構與媒體解釋事件始末和處理進度。

雖然此次事件直接的肇事原因,指向廠區安裝人員沒有按照SOP執行病毒檢測,就把新機台接上廠區內部網路,造成病毒擴散。但其呈現的背後結構性問題,正是OT(Operational Technology)領域,也就是工廠生產製造系統的安全防護難題。

OT思維 vs. IT思維

對製造業而言,常認為只要將工廠生產系統的網段隔開,與辦公OA網路及外部Internet隔離,加個防火牆,就能免於攻擊威脅,但怕就怕禍起蕭牆。現今仍有許多基於Windows XP/Windows 7舊版作業系統的機台設備在生產線上運行。基於生產線穩定性的考量,這些機台設備多半保持當初導入時的設定,不敢輕易將作業系統升級,也未能落實安裝最新的漏洞修補程式,形同毫不設防。一旦攻擊感染源有機會侵入生產網路內部,反而更能恣意肆虐,一發不可收拾!

為什麼廠區內的OT機台設備,不能像IT管理辦公OA環境那樣,及時安裝該有的修補程式呢?這肇因於IT與OT的不同思維。

現今IT領域的軟硬體系統幾乎已經標準化,只要修補檔釋出,IT部門人員就可開始透過標準化的機制快速進行更新,力求防堵最新的攻擊。而且辦公室環境的系統可以允許軟體升級、補強安全漏洞,以及安裝許多資安工具軟體來進行系統監控。甚至在萬不得已的情況下,對於強迫系統重開機這類狀況也有較大的容忍彈性。


▲工業生產設施、物聯網以及關鍵的產業基礎設施,已成為駭客新一波鎖定攻擊的目標。


OT部門的責任卻是確保生產線穩定運作,恨不得24小時不停機,謀求生產效率的極大化,非必要情況下毋須變動,也幾乎不允許變動。況且過往針對OT領域的資安威脅並不大。在這樣的前提下,若為了資安目的,時常將機台設備停下來更新修補程式,對生產效率帶來的負面影響,遠大於系統被攻擊的潛在風險。

責任歸屬成一大阻礙

更進一步說,就算想對OT設備進行安全更新,也不是一件容易的事。由於機台設備採購往往是軟硬體整套購買,包括內部應用軟體、周邊硬體和作業系統。不同廠牌的機台設備常有特殊規格的硬體/韌體元件,其驅動程式只能由原供應商提供,連搭載的作業系統也可能是廠商特製過的嵌入式版本。

為了避免影響設備的效能或功能,以及保固的考量,供應商甚至會鎖死OS權限,禁止客戶自行再安裝其他軟體或工具。即便機台搭載的作業系統已釋出新的修補檔,仍須依賴原供應商來安裝調整,由他們確保作業系統、驅動程式以及應用程式間的相容性,才能劃清更新之後機台正常運作與否的責任歸屬。

萬一當初的設備供應商已經不再為早期機台設備提供技術支援,甚至是供應商公司已經停止營業,那OT部門就只能勉力維持現狀,不敢輕舉妄動。若是IT部門貿然對OT的機台設備動手更新,一旦出現問題,責任可是任誰也扛不起的。

物聯網安全也應關注

其實,工業資安攻擊不只出現在工廠生產環境,也發生在實際運轉中的基礎設施系統,甚至是人們日常生活中使用到的智慧化IoT設備之中。

2010年,伊朗位於Natanz核設施工廠的西門子自動化設備被植入了Stuxnet病毒,控制了提煉濃縮鈾的離心機,表面上回報狀況正常,實際上卻操控離心機使其高速運轉而損壞,也因此導致伊朗Buschehr核電廠啟動時程延誤數月之久。


▲ 想做好工業資安,當然應該徹底了解工業界的現況與常見的挑戰,方能對症下藥。「Security attacks on industrial control systems (對工業控制系統的安全攻擊)」研究報告可協助讀者建立更完整的視野。


2015年,克萊斯勒汽車傳出Jeep Cherokee越野車存在安全漏洞,駭客可入侵無線通訊系統,不但能隨意調控冷氣溫度、收音機音量以及雨刷等功能,還能操控方向盤及控制車速、追蹤行車路線。克萊斯勒被迫耗費巨資召回在美國售出、裝設有「uConnect」系統的140萬輛車,並對軟體進行更新。找出該漏洞的網路安全專家Charlie Miller則發文嘲諷:「到底是把車輛設計得更安全比較便宜?還是出事後才將車輛召回比較便宜?」

瞭解攻擊手法才能知己知彼

想做好工業資安,當然應該徹底了解工業界的現況與常見的挑戰,方能對症下藥。在「Security attacks on industrial control systems (對工業控制系統的安全攻擊)」一文中分析了對工業界的ICS(工業控制系統)、SCADA(資料蒐集與監控系統)、PLC(可程式邏輯控制器)常見的攻擊手法,並建議完整的防禦之道,可協助讀者在工業資安這個議題上有更完整的視野。

一般而言,現代SCADA系統攻擊的途徑,首先可透過人工,或是讓SCADA控制主機感染病毒,植入未經授權的控制程式。再來是對SCADA設備所在網段的通訊封包下手,因為SCADA使用的控制協議不具備加密機制,這可以讓攻擊者透過發送命令去控制SCADA設備。

目前常見的攻擊 SCADA方式有:

‧ 緩衝區溢位(Buffer Overflows)攻擊

‧ 魚叉式網路釣魚(Spear Phishing)攻擊

‧ SQL資料隱碼(SQL Injection)攻擊

‧ 分散式阻斷服務(DDoS)攻擊

‧ 存取控制(Access Controls)等等

而在ICS系統保護方面,重要的防禦方向包含詳細定義ICS相關的網路架構、應用程式、資料庫等等;阻絕任何可能的外部的侵入途徑,包含不安全的磁碟機、USB埠、無線網路、第三方網路等;加強存取控制,除非經過事先允許,否則不應該容許任何外界網路接觸到ICS網路;使用點對點IPSec或SSL技術,透過VPN保護所有遠端瀏覽;管控ICS功能,只留下最必要的,減少出錯機會;部署縱深防禦安全方案,例如威脅管理與下一代防火牆等方案;針對ICS關鍵應用部署監控和日誌記錄;管理並記錄所有的配置更改;定期監管;定期備份,建立快速回復機制;以及導入入侵偵測與預防系統(IDPS)解決方案。

台灣產業因應對策

電子資通領域與自動化機械乃是台灣科技與製造業的強項,實不能輕忽工業資安對明星產業可能造成的危害。藉由近期這個事件,反而是重新審視工業資安威脅的契機。

台灣的產業切不可只求短線解決「工廠資安」的問題,應思考如何從源頭的產品設計、中間的生產環境、到後期產品實際應用情境,均將安全防禦思維融入其中,同時為攻擊造成損害之後應採取的事件回應SOP預做準備,才能從工業體系全局考慮整體的安全策略,將可能發生的威脅損失降至最低。

<本文作者:吳明峰現為IBM資安防禦經理>

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