Осигуряване на сигурността на световните енергийни системи: Цялостно ръководство за киберсигурност

Енергийните системи са жизненоважни за съвременното общество. Те захранват нашите домове, предприятия и критична инфраструктура, като правят възможно всичко – от здравеопазването до транспорта. Нарастващата зависимост от взаимосвързани цифрови технологии обаче е направила тези системи уязвими на кибератаки. Успешна атака срещу енергийна мрежа, например, може да има опустошителни последици, водещи до масови прекъсвания на електрозахранването, икономически сътресения и дори до загуба на човешки живот. Това ръководство предоставя цялостен преглед на предизвикателствата пред киберсигурността на световните енергийни системи и очертава стратегии за изграждане на по-устойчиво и сигурно енергийно бъдеще.

Уникалните предизвикателства пред киберсигурността на енергийните системи

Осигуряването на сигурността на енергийните системи представлява уникален набор от предизвикателства в сравнение с традиционните ИТ среди. Тези предизвикателства произтичат от естеството на самите системи, технологиите, които те използват, и регулаторната рамка, в която работят.

Оперативни технологии (ОТ) срещу Информационни технологии (ИТ)

Енергийните системи разчитат в голяма степен на оперативни технологии (ОТ), които са предназначени да контролират и наблюдават физически процеси. За разлика от ИТ системите, които дават приоритет на поверителността и целостта на данните, ОТ системите често дават приоритет на наличността и производителността в реално време. Тази фундаментална разлика в приоритетите изисква различен подход към киберсигурността.

Да вземем например програмируем логически контролер (PLC) в електроцентрала. Ако дадена мярка за киберсигурност повлияе на производителността му в реално време, което потенциално може да спре работата на централата, тази мярка се счита за неприемлива. За разлика от това, при ИТ система по-бавната производителност е по-приемлива от загубата на данни. Това обяснява защо циклите на прилагане на пачове, които са често срещани в ИТ, често се забавят или пропускат в ОТ, създавайки прозорец за уязвимост.

Наследени системи и протоколи

Много енергийни системи използват наследени технологии и протоколи, които не са проектирани с мисъл за сигурността. Тези системи често нямат основни функции за сигурност, като удостоверяване и криптиране, което ги прави уязвими на експлоатация.

Например протоколът Modbus, широко използван в индустриалните контролни системи (ICS), е разработен през 70-те години на миналия век. Той няма вградени механизми за сигурност, което го прави податлив на подслушване и манипулация. Модернизирането на тези наследени системи често е скъпо и разрушително, което създава значително предизвикателство за енергийните оператори.

Разпределена архитектура и взаимосвързаност

Енергийните системи често са разпределени на големи географски територии, с множество взаимосвързани компоненти. Тази разпределена архитектура увеличава повърхността за атака и затруднява наблюдението и защитата на цялата система.

Една слънчева ферма, например, може да се състои от стотици или хиляди отделни слънчеви панели, всеки със собствена система за управление. Тези системи често са свързани с централна станция за наблюдение, която от своя страна е свързана с по-широката мрежа. Тази сложна мрежа създава множество потенциални входни точки за нападателите.

Недостиг на умения и ограничени ресурси

Сферата на киберсигурността е изправена пред глобален недостиг на умения, като енергийният сектор е особено засегнат. Намирането и задържането на квалифицирани специалисти по киберсигурност с опит в сигурността на ОТ може да бъде предизвикателство.

По-малките енергийни компании в частност може да не разполагат с ресурсите за внедряване и поддържане на стабилни програми за киберсигурност. Това може да ги направи уязвими на атаки и потенциално да създаде слабо звено в по-широката енергийна мрежа.

Сложност на регулациите

Регулаторната рамка за киберсигурността в енергетиката е сложна и се развива. Различните държави и региони имат различни регулации и стандарти, което затруднява енергийните компании да спазват всички приложими изисквания.

Например стандартите за защита на критичната инфраструктура (CIP) на Северноамериканската корпорация за надеждност на електроенергията (NERC) са задължителни за производителите на електроенергия, собствениците на преносни мрежи и доставчиците на разпределение в Северна Америка. Други региони имат свои собствени регулации, като например Директивата на ЕС за мрежова и информационна сигурност (NIS). Справянето с тази сложна регулаторна рамка може да бъде значително предизвикателство за енергийните компании с глобални операции.

Често срещани заплахи за киберсигурността на енергийните системи

Енергийните системи са изправени пред широк спектър от заплахи за киберсигурността, от сложни атаки от страна на държави до прости фишинг измами. Разбирането на тези заплахи е от решаващо значение за разработването на ефективни защити.

Държавни участници

Държавните участници са сред най-сложните и упорити кибер противници. Те често разполагат с ресурсите и възможностите да извършват силно насочени атаки срещу критична инфраструктура, включително енергийни системи. Мотивите им могат да включват шпионаж, саботаж или прекъсване на дейността.

Атаката от 2015 г. срещу украинската електропреносна мрежа, приписвана на хакери, подкрепяни от руското правителство, демонстрира потенциалното въздействие на атаките от държавни участници. Атаката доведе до масово прекъсване на електрозахранването, което засегна стотици хиляди хора.

Киберпрестъпници

Киберпрестъпниците са мотивирани от финансова печалба. Те могат да атакуват енергийни системи с атаки с рансъмуер, като изискват плащане на откуп в замяна на възстановяване на достъпа до критични системи. Те могат също така да крадат чувствителни данни и да ги продават на черния пазар.

Атака с рансъмуер срещу оператор на тръбопровод, например, може да наруши доставките на гориво и да причини значителни икономически щети. Атаката срещу Colonial Pipeline в САЩ през 2021 г. е ярък пример за разрушенията, които рансъмуерът може да причини.

Вътрешни заплахи

Вътрешните заплахи могат да бъдат злонамерени или неумишлени. Злонамерените вътрешни лица могат умишлено да саботират системи или да крадат данни. Неумишлените вътрешни лица могат по невнимание да въведат уязвимости поради небрежност или липса на осведоменост.

Недоволен служител, например, може да заложи логическа бомба в контролна система, която да причини неизправност на по-късна дата. Служител, който кликне върху фишинг имейл, може по невнимание да даде достъп на нападателите до мрежата.

Хактивисти

Хактивистите са лица или групи, които използват кибератаки, за да насърчават политическа или социална програма. Те могат да атакуват енергийни системи, за да нарушат дейността им или да повишат осведомеността по екологични въпроси.

Хактивисти могат да атакуват електроцентрала на въглища с атака за отказ на услуга (DoS), нарушавайки нейната работа и привличайки внимание към противопоставянето си на изкопаемите горива.

Често срещани вектори на атака

Разбирането на често срещаните вектори на атака, използвани за насочване към енергийни системи, е от съществено значение за разработването на ефективни защити. Някои често срещани вектори на атака включват:

• Фишинг: Подлъгване на потребителите да разкрият чувствителна информация или да кликнат върху злонамерени връзки.
• Зловреден софтуер (Malware): Инсталиране на зловреден софтуер в системи с цел кражба на данни, нарушаване на операции или получаване на неоторизиран достъп.
• Експлоатиране на уязвимости: Възползване от известни слабости в софтуера или хардуера.
• Атаки за отказ на услуга (DoS): Претоварване на системи с трафик, което ги прави недостъпни за легитимни потребители.
• Атаки „човек по средата“ (Man-in-the-Middle): Прихващане на комуникацията между две страни с цел кражба или промяна на данни.

Добри практики за киберсигурност на енергийните системи

Внедряването на стабилна програма за киберсигурност е от съществено значение за защитата на енергийните системи от кибератаки. Тази програма трябва да включва комбинация от технически, административни и физически контроли за сигурност.

Оценка и управление на риска

Първата стъпка в разработването на програма за киберсигурност е да се извърши задълбочена оценка на риска. Тази оценка трябва да идентифицира критичните активи, потенциалните заплахи и уязвимости. Резултатите от оценката на риска трябва да се използват за приоритизиране на инвестициите в сигурността и за разработване на стратегии за смекчаване на риска.

Например, една енергийна компания може да проведе оценка на риска, за да идентифицира критичните системи, които са от съществено значение за поддържане на стабилността на мрежата. След това тя ще оцени потенциалните заплахи за тези системи, като например атаки от държавни участници или рансъмуер. Накрая, тя ще идентифицира всички уязвимости в тези системи, като например непачнат софтуер или слаби пароли. Тази информация ще бъде използвана за разработване на план за смекчаване на риска.

Архитектура и дизайн на сигурността

Добре проектираната архитектура на сигурността е от съществено значение за защитата на енергийните системи. Тази архитектура трябва да включва множество слоеве на защита, като защитни стени, системи за откриване на прониквания и контроли за достъп.

• Сегментация: Разделяне на мрежата на по-малки, изолирани сегменти, за да се ограничи въздействието на успешна атака.
• Защита в дълбочина: Внедряване на множество слоеве на контрол за сигурност, за да се осигури резервираност и устойчивост.
• Най-малка привилегия: Предоставяне на потребителите само на минималното ниво на достъп, необходимо за изпълнение на техните служебни задължения.
• Сигурна конфигурация: Правилно конфигуриране на системи и устройства, за да се минимизират уязвимостите.

Управление на уязвимостите

Редовното сканиране за и прилагане на пачове за уязвимости е от съществено значение за предотвратяване на кибератаки. Това включва прилагане на пачове на операционни системи, приложения и фърмуер на всички системи, включително ОТ устройства.

Енергийните компании трябва да създадат програма за управление на уязвимостите, която включва редовно сканиране за уязвимости, прилагане на пачове и управление на конфигурацията. Те също така трябва да се абонират за потоци от разузнавателна информация за заплахи, за да бъдат информирани за най-новите уязвимости и експлойти.

Реакция при инциденти

Дори и с най-добрите контроли за сигурност, кибератаки все пак могат да се случат. От съществено значение е да имате добре дефиниран план за реакция при инциденти, за да можете бързо и ефективно да реагирате на инциденти със сигурността.

Този план трябва да очертава стъпките, които трябва да се предприемат в случай на инцидент със сигурността, включително идентифициране на инцидента, ограничаване на щетите, премахване на заплахата и възстановяване на системите. Планът трябва редовно да се тества и актуализира.

Обучение за повишаване на осведомеността по сигурността

Обучението за повишаване на осведомеността по сигурността е от съществено значение за обучението на служителите относно заплахите за киберсигурността и добрите практики. Това обучение трябва да обхваща теми като фишинг, зловреден софтуер и сигурност на паролите.

Енергийните компании трябва да осигуряват редовно обучение за повишаване на осведомеността по сигурността на всички служители, включително персонала на ОТ. Това обучение трябва да бъде съобразено със специфичните рискове и заплахи, пред които е изправен енергийният сектор.

Сигурност на веригата за доставки

Енергийните системи разчитат на сложна верига за доставки от доставчици и подизпълнители. От съществено значение е да се гарантира, че тези доставчици и подизпълнители разполагат с адекватни контроли за сигурност за защита от кибератаки.

Енергийните компании трябва да извършват надлежна проверка на своите доставчици и подизпълнители, за да оценят тяхното ниво на сигурност. Те също така трябва да включват изисквания за сигурност в договорите си с доставчици и подизпълнители.

Физическа сигурност

Физическата сигурност е важен компонент на цялостната киберсигурност. Защитата на физическия достъп до критични системи и съоръжения може да помогне за предотвратяване на неоторизиран достъп и саботаж.

Енергийните компании трябва да внедрят контроли за физическа сигурност като системи за контрол на достъпа, камери за наблюдение и оградни съоръжения, за да защитят своите обекти.

Нововъзникващи технологии за киберсигурност на енергийните системи

Няколко нововъзникващи технологии помагат за подобряване на киберсигурността на енергийните системи. Тези технологии включват:

Изкуствен интелект (ИИ) и машинно обучение (МО)

ИИ и МО могат да се използват за откриване и реагиране на кибератаки в реално време. Тези технологии могат да анализират големи количества данни, за да идентифицират аномалии и модели, които могат да показват злонамерена дейност.

Например, ИИ може да се използва за откриване на аномални модели на мрежовия трафик, които могат да показват атака за отказ на услуга. МО може да се използва за идентифициране на зловреден софтуер въз основа на неговото поведение, дори ако е неизвестен досега вариант.

Блокчейн

Блокчейн технологията може да се използва за защита на данни и трансакции в енергийните системи. Блокчейн може да предостави защитен от манипулации запис на събитията, което затруднява нападателите да променят или изтриват данни.

Например, блокчейн може да се използва за защита на данни от интелигентни измервателни уреди, като се гарантира, че информацията за фактуриране е точна и надеждна. Може също да се използва за осигуряване на сигурността на веригата за доставки на критични компоненти, предотвратявайки въвеждането на фалшив или компрометиран хардуер.

Разузнаване на киберзаплахи (CTI)

CTI предоставя информация за настоящи и нововъзникващи киберзаплахи. Тази информация може да се използва за проактивна защита срещу атаки и за подобряване на възможностите за реакция при инциденти.

Енергийните компании трябва да се абонират за потоци от CTI и да участват в инициативи за споделяне на информация, за да бъдат информирани за най-новите заплахи. Те също така трябва да използват CTI, за да информират своите оценки на риска и контроли за сигурност.

Архитектура на нулево доверие

Нулево доверие е модел за сигурност, който приема, че по подразбиране не се вярва на нито един потребител или устройство, дори ако са вътре в мрежата. Този модел изисква всички потребители и устройства да бъдат удостоверени и оторизирани, преди да могат да получат достъп до каквито и да било ресурси.

Внедряването на архитектура на нулево доверие може да помогне за предотвратяване на достъпа на нападатели до чувствителни системи, дори ако са компрометирали потребителски акаунт или устройство.

Бъдещето на киберсигурността на енергийните системи

Пейзажът на киберсигурността непрекъснато се развива, а предизвикателствата пред енергийните системи стават все по-сложни. С нарастването на взаимосвързаността и зависимостта на енергийните системи от цифровите технологии, необходимостта от стабилни мерки за киберсигурност ще продължи да расте.

Бъдещето на киберсигурността на енергийните системи вероятно ще включва:

• Повишена автоматизация: Автоматизиране на задачи за сигурност като сканиране за уязвимости, прилагане на пачове и реакция при инциденти.
• По-голямо сътрудничество: Споделяне на разузнавателна информация за заплахи и добри практики между енергийните компании и правителствените агенции.
• По-проактивна сигурност: Преминаване от реактивна към проактивна позиция по отношение на сигурността, с фокус върху предотвратяване на атаките, преди те да се случат.
• По-строги регулации: Правителствата по света вероятно ще въведат по-строги регулации за киберсигурността на енергийните системи.

Заключение

Осигуряването на сигурността на световните енергийни системи е критично предизвикателство, което изисква съвместни усилия от страна на правителствата, индустрията и академичните среди. Като разбираме уникалните предизвикателства, прилагаме добри практики и възприемаме нововъзникващи технологии, можем да изградим по-устойчиво и сигурно енергийно бъдеще за всички.

Ключови изводи:

• Енергийните системи са изправени пред уникални предизвикателства в киберсигурността поради естеството на ОТ средите и наследените технологии.
• Често срещаните заплахи включват държавни участници, киберпрестъпници и вътрешни заплахи.
• Добрите практики включват оценка на риска, архитектура на сигурността, управление на уязвимостите и реакция при инциденти.
• Нововъзникващи технологии като ИИ, блокчейн и CTI могат да подобрят сигурността.
• Проактивният и съвместен подход е от съществено значение за осигуряване на бъдещето на енергийните системи.

Това ръководство предоставя основа за разбиране и справяне с киберсигурността на енергийните системи. Непрекъснатото учене и адаптиране са от решаващо значение в този постоянно развиващ се пейзаж. Информираността за най-новите заплахи, уязвимости и добри практики е от съществено значение за защитата на критичната инфраструктура, която захранва нашия свят.