過去三年的全球疫情造成影響不可小覷，成為推動台灣製造業數位轉型的強大動力。財團法人資訊工業策進會資安科技研究所（資策會資安所）資深工程師黃鼎傑觀察，當工廠開始朝向智慧製造邁進，首要做法是在老舊機台上增加安裝感測器等，或者在網路攝影機運行影像辨識，建構工業物聯網（IIoT），藉此提高生產力與保障產品品質。惡意攻擊者亦可循此途徑入侵OT營運場域，散佈勒索軟體，要求支付贖金否則讓產線停擺。
黃鼎傑認為，連通性打破了過往IT與OT的隔閡，有助於把傳統手工藝轉換為數位化。根據HMS Networks最新發布的「2023年工業協定市場分布」調查，採用TCP/IP協定的工業乙太網，佔全球工廠自動化新安裝節點市場的68%（去年為66%）。前述的節點，即為連接到工業現場網路的機器或設備。其次是PROFINET和EtherNet/IP之間的競爭依然激烈，市場份額各為18%，但是EtherCAT也持續強勁增長，以12%的市場份額穩居第三。
值得留意的還有無線通訊技術。HMS Networks的調查報告指出，2023年由於在工廠自動化中引入了更多的無線工業網路解決方案，無線增長加速至22%。典型的應用場景包括替代電纜的應用、無線機器接入以及與移動工業設備的連接。
然而，隨著聯網裝置數量增多，許多裝置依循TCP/IP標準規範時，也為駭客提供了更多滲透入侵的機會。
工業通訊協定的轉變
傳統的工業通訊協定正經歷著一個轉變期。黃鼎傑以Modbus舉例，它由原本依賴RS232的實體線路傳輸，演進到Modbus over TCP，透過TCP封包增添表頭，以提高穩定性和可靠性。儘管傳統協定仍然存在，但現在大多需要具備「Over TCP」的能力。除非是特定關鍵基礎設施如核電廠等，由於其更新週期長達數十年，可能仍依賴舊有技術。為了即時收集資料和掌握運行狀態，連通性成為必須解決的問題，舊技術將被逐漸淘汰。
在數位化的浪潮下，台灣的製造業正積極尋求轉型。隨著工業的數位化、優化，乃至數位轉型，工控場域安全性成為一個不可忽視的要素。這不僅涉及到工廠操作的效率，更是關乎到生產線的穩定性與安全性。
台灣的製造業，特別是中小型廠商，因經濟考量往往仍使用較為老舊的機具。過去，這些機具多不具備連線功能，難以即時監控其運行狀態。然而，現在為了提升效率和可控性，許多廠商選擇在這些機具上加裝感測器。通過感測器搭配Wi-Fi等無線通訊技術，廠商能夠蒐集機台的運行數據。
這種方式可以視為數位化的過渡期策略。舉例來說，某些廠商使用感應式電壓或電流監測，來掌握機台的用電量和運作狀況。此外，還有廠商為了避免刀具老化影響產品品質，增添外掛設備進行量測，達到預測性維護的效果。
制定IIoT場域安全策略
儘管無線傳輸資料為製造業帶來便利，但工廠環境中的無線訊號干擾成為一個挑戰。此時，第五代行動通訊（5G）的引進，為解決這個問題提供了可能性。5G的高頻寬和低延遲特性，可能成為工業4.0時代的選項之一。
不論IIoT場域採用的是工業乙太網、無線傳輸技術、5G支持大量裝置的連接，皆意味著網路的攻擊面擴大，可能面臨更多的安全威脅。在這個情況下，工廠必須採取措施，以確保數據的安全和隱私。
在進行數位轉型的過程中，IIoT場域安全策略的重要性不容忽視，須建立一個全面的保護體系。黃鼎傑指出，首先，需要確保感測器和其他連接裝置的安全，包括定期檢查和更新設備零件，以及使用加密機制來保護資料的傳輸。其次，企業應該加強網路安全，例如部署防火牆、入侵檢測系統來保護工廠網路。
偵測精準度為工控場域安全指標
由國際自動化學會（ISA）提出的普渡模型，如今已成為關鍵基礎設施的常識。黃鼎傑過去六年來實際觀察，製造業在理解普渡模型的概念上已有所進步，且資安相關技術供應商也會依循普渡模型論述。
黃鼎傑說明，普渡模型是一個描述工控系統層次結構的模型，從Level 0到Level 5。Level 0包含基本的實體控制流程，如感測器和致動器，它們通常透過雙絞線或單芯線進行通訊。Level 1是基礎控制層，包含控制致動器的邏輯。在這一層，可程式化邏輯控制器（PLC）是核心元件。
過去，Level 1的PLC通常是封閉式運行，與Level 0之間沒有網路連線。隨著數位化的應用，PLC開始具備網路連接功能，例如通過Modbus over TCP等外掛模組。這使得Level 1成為潛在的網路攻擊目標。
Stuxnet蠕蟲和Triton/Trisis病毒是兩個著名的工控系統攻擊案例。Stuxnet是一種針對伊朗核電廠的蠕蟲，而Triton/Trisis病毒成功滲透並控制製程安全系統。這些攻擊不僅可能導致工業操作的中斷，還可能威脅到人員的安全。
美國非營利組織MITRE的Engenuity ATT&CK評估計畫，正是基於Triton病毒的攻擊手法、技巧與程序（TTP），制定了102個測試項目，以評估工控場域的防護機制是否具有足夠的效力。
「MITRE的評估計畫強調偵測精準度。對工控場域而言，過度的阻擋措施可能會干擾正常的工作流程，因此，偵測精準度成為重要的指標。當系統偵測到異常活動時，重要的是及時通報，而不是立即採取阻擋措施。這使得現場工程師和資安專家能夠根據具體情況，做出明智的判斷，選擇最適合的應對策略。」黃鼎傑說。
資策會資安所資深工程師黃鼎傑指出，隨著聯網裝置數量增多，透過TCP/IP標準規範溝通，也為駭客提供了更多滲透入侵的機會。企業可從強化威脅偵測能力著手，緩解潛在資安風險。
為了強化台灣工控場域的安全等級，資安所團隊也首次參加評測，展示自主研發的技術如何有效偵測威脅。資安所開發了工業物聯網威脅偵測系統（ICTD），結合人工智慧（AI）和規則基礎模型來解析網路流量，並識別潛在的攻擊特徵。透過技術移轉，資安所已開始協助本土廠商提升研發能力，將這些模組整合到他們的解決方案中。
實際上，工控場域的工作流程通常較為單純，可使用白名單策略，僅允許特定的應用程式運行，從而降低被惡意軟體感染的風險。ICTD系統採用規則基礎模型可快速設置白名單，並利用AI模型深入解析行為，以洞察潛在的資安風險，有助於增進工控場域面對複雜威脅的抵禦能力。