تهدیدات سایبری واحدهای صنعتی و چالشهای موجود در امن سازی واحدهای صنعتی

در سالهای اخیر امنیت سایبری صنایع زیرساختی و حساس به موضوعی مهم برای دولتها و نهادهای امنیتی کشورها تبدیل شده است. وجود برنامه ها و نقشه های راه برای امن سازی زیرساختهای حساس و حیاتی در کشورهای پیشرفته گواهی بر این مدعاست. در دهه گذشته رخدادهای سایبری متعددی در صنایع مختلف دنیا رخ داده است. برخی حملات توسط هکرها به صنایعی انجام شده که سیستمهای کنترلی آنها متصل به اینترنت یا شبکه های عمومی دیگر بوده اند. برخی از این حملات سایبری مربوط به صنایعی بوده که اتفاقاً از اینترنت جدا بوده اند، اما با نفوذ یک بدافزار صنعتی به سیستمهای کنترلی آنها مورد حمله قرار گرفته اند. از معروفترین بدافزارهای صنعتی دنیا در سالهای اخیر، می توان به استاکس نت، هاوکس، دوکو، رد دراگون اشاره نمود.

همزمان با مهم شدن مباحث امنیت سایبری صنایع در دنیا، در کشور ما نیز فعالیتهایی جهت بهبود وضعیت امنیتی صنایع مهم توسط نهادهای امنیتی انجام شده است. بعد از وقوع حمله سایبری به استاکس نت به ایران در سال 2010 میلادی یک تلنگر جدی به مدیران و کارشناسان صنایع کشور وارد شد و در پی آن جداسازی شبکه های صنعتی از اینترنت در دستور کار قرار گرفت و تمهیدات اولیه برای کنترل پورت های USB کامپیوترهای مهم صنعت صورت گرفت.

 در وضعیت کنونی یکی از مشکلات اساسی در صنایع کشور عدم وجود ابزارهای امنیت سایبری جهت شناسایی حملات و ثبت رخدادها روی سامانه های کنترلی صنعتی است. با وجود اینکه در چند سال گذشته موارد متعددی از انواع سوانح و اختلالات در صنایع حیاتی و حساس کشور نظیر پالایشگاهها و پتروشیمی ها رخ داده است، اما به دلیل نبودن ابزارهای امنیتی هیچگاه کارشناسان امنیت قادر به بررسی کامل رخداد از دیدگاه سایبری نبوده اند. چه بسا موارد مشابه در صنایع مختلف رخ داده باشد. حال آنکه باید با توجه به شرایط سیاسی دنیا، وقوع حملات سایبری به کشور را بسیار محتمل دانست. متأسفانه از آنجایی که سامانه های کنترل صنعتی کشور ایران با استفاده از تکنولوژیهای وارداتی (عمدتاً اروپایی و ژاپنی) بنا نهاده شده است، لذا کمبود دانش و عدم آگاهی کافی از آسیب پذیریهای آنها به عنوان جدیترین مشکل در امن سازی آنها است. از سوی دیگر مدیران ابزار دقیق که کاربر اصلی این سامانه ها هستند دارای تخصص مهندسی برق و کنترل می باشند و با مقوله تهدیدات سایبری آشنایی ندارند یا آشنایی کمی دارند. با یک بررسی اجمالی در کشورهای صنعتی دنیا یک برنامه اصولی برای کاهش آسیب پذیری و ارتقاء امنیت سایبری صنایع دیده می شود. این برنامه ها دارای 3 بخش عمده می باشند. بخش اول تدوین و پیاده سازی استانداردها و دستورالعملهای مربوط به موضوع امنیت سایبری در صنایع است. بخش دوم آموزش دقیق و هدفمند پرسنل موجود در صنایع و نهایتاً گام سوم به کارگیری و افزودن تجهیزات امنیتی سایبری در صنایع است.

امروزه محصولات مختلف و متنوعی برای جلوگیری از ورود و فعالیت بدافزار در محیطهای صنعتی تولید و به کارگیری می شود و شرکتهای زیادی در این حوزه در حال کار می باشند. در کنار این فعالیتها ساختارهای جدیدی برای برخورد و کمک به رخدادهای سایبری صنعتی موسوم به ICS-CERT ایجاد شده است که در مواقع بحران به کمک حادثه دیدگان بشتابند. همچنین آزمایشگاههای تأیید نمونه و ارزیابی امنیتی گوناگون برای بررسی تجهیزات جدید تولید شده در دنیا قبل از به کارگیری آنها تأسیس شده است.

در جدول زیر چالشهای مربوط به پدافند سایبری صنعتی آمده است.

 

چالشهای موجود در امن سازی واحدهای صنعتی

توانایی محدود برای اندازه گیری و ارزیابی وضعیت امنیت سایبری

نداشتن معیارهای امنیت سایبری سازگار

دشواری اثبات و اندازه گیری تهدیدات

رشد تهدیدات با افزایش سیستمهای متصل به هم

ارتباطات طراحی شده نامناسب بین سیستمهای کنترل و شبکه های سازمانی

نبود الزامات روشن برای طراحی

کاهش عملکرد سیستمهای قدیمی در صورت ارتقا ایمنی آنها

افزایش ابزارهای پیچیده هکرها

اشتراک گذاری ناکافی اطلاعات

هماهنگی ضعیف دولت و صنعت

درک ضعف از خطرات سایبری

تجارب ضعیف سرمایه گذاریهای امنیت سایبری

مدل سازی روابط زیرساختها

برای نمایش مطلب باید رمز عبور را وارد کنید

نظریه پیچیدگی و نقاط اهرمی در وابستگی زیرساختها

یکی از زیربناهای تئوریک مناسب برای بررسی شبکه زیرساختها و وابستگی و تعاملات و رفتارهای آنها ، نظریه پیچیدگی است که در آن ، رفتارهای سامانه های انطباقی پیچیده مورد مطالعه قرار می گیرد . زیرساختها به طور معمول متشکل از اجزای ساده بسیار زیاد و دارای شبکه وابستگی های بسیار پیچیده هستند . براساس اثر پروانه ای که در مباحث نظریه آشوب و پیچیدگی مورد اشاره قرار می گیرد ، یک تغییر بسیار کوچک در شرایط اولیه یک سیستم پویا ، می تواند علت نتایج بسیار بزرگ مطلوب یا نامطلوب را رقم بزنند که آنها را نقاط اهرمی می نامیم . به دلیل ماهیت پیچیده روابط شبکه ای زیرساختها که آنها را موضوعات خوبی برای بررسی در قالب نظریه پیچیدگی قرار می دهد ، امکان شناخت دقیق و روشن همه این نقاط و همه تأثیرات بالقوه ممکن است وجود نداشته باشد . در چنین حالتی ، بررسی پدیده ها و روابط در چهارچوب دسته ای از دوره های زمانی بزرگ و یا گسترده کردن محدوده مکانی مشاهدات و استفاده از تجربیات به دست آمده در نقاط دیگر جهان ، می تواند ما را در شناسایی نقاط اهرمی زیرساختها یاری کند . در واقع ، شبکه زیرساختی کشور ، سیستمی از سامانه هاست که به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد ، پیش بینی رفتار آن دشوار است .

در پستهای بعدی در خصوص مدلسازی این ارتباطات اشاره خواهیم کرد.

انواع شکست ها در زیرساختهای وابسته

 زیرساختها و بویژه زیرساختهای حیاتی دارای پیچیدگی های بسیاری هستند.از جمله ی این پیچیدگی ها که بر وابستگی متقابل آنها نیز موثر است، شبکه ای بودن آنهاست.شبکه ای از اجزا که در کنار هم باید به صورت بی وقفه سرویس دهی نمایند.در این شبکه ها وجود حلقه های بازخورد مختلف برای کنترل سیستم و عدم قطعیت ورودی و خروجیها در زمانهای مختلف و در حوزه های جغرافیایی متفاوت، اختلال و شکست، با گستره ی وسیعی از الگو هایی که پیش بینی آنها غیر معمول و پیچیده هستند، ایجاد می شود.دسته بندی کلی در خصوص این شکستها و اختلال ها به صورت زیر می باشد:

• شکستهای آبشاری : شکست آبشاری زمانی روی می دهد که اختلال در یکی از زیرساختها منجر به خرابی یکی از اجزای زیر بنایی دیگر شود ، امری که اختلال در  زیرساخت دوم را هم در پی خواهد داشت . به عنوان مثال یک قطعی در شبکه توزیع گاز طبیعی (مثل زلزله ، طوفان ، سیل و غیره) و یا خرابکاری تعمدی ، می تواند منجر به خرابی (قطعی) یک واحد تولیدی نیروگاه برق شود که در مسیر خدماتی این سیستم گازی قرار دارد . این واقعه به نوبه خود می تواند به کسری تولید برق در آن منطقه بیانجامد ، امری که می تواند موجب قطعی برق شود (به این نوع قطعی آبشاری از زیرساخت گاز طبیعی به زیرساخت برقی می گویند) . ادامه این حادثه قطعی برق می تواند به نوبه خود به خرابی و قطعی در سایر امور زیربنایی بیانجامد.منظور از شکستهای آبشاری در شبکه زیرساخت ها ، اختلال در عملکرد سایر زیرساختها ، در نتیجه آسیب ، خرابی یا اختلال در عملکرد یک زیرساخت است . دامنه این آسیب می تواند در لایه های مختلف زیرساختی منتشر شده و در بخش های مختلف ، موجب توقف یا اختلال در عملکرد شود . آنچه در یک زیرساخت اتفاق می افتد ، می تواند به صورت مستقیم یا غیرمستقیم ، زیرساختهای دیگر را و مناطق جغرافیایی وسیع را تحت تأثیر قرار داده و امواجی را در سراسر اقتصاد ملی و اقتصاد جهانی منتشر کند . به عنوان مثال ، خاموشی گسترده در کالیفرنیا ، منجر به ایجاد و انتشار اختلالهایی در زیرساختها شد ، حمل و نقل ، خدمات دولتی ، ارتباطات و مخابرات ، بهداشت و درمان ، تأمین غذا ، خدمات مالی ، خدمات اضطراری ، امور بازرگانی و کسب و کار ، تأسیسات آب ، فاضلاب ، نفت و نیروگاههای هسته ای و ساختمان از اختلال در تأمین برق تأثیر پذیرفتند. اگر بخواهیم روابط و وابستگی های بین زیرساختها را به طور همه جانبه نشان دهیم ، به مجموعه روابطی خواهیم رسید که الزاماً جریان یک سویه نخواهد داشت ، به عبارت دیگر روابط علت و معلولی موجود بین کارکرد یا اختلال زیرساختهای مختلف ، نه یک جریان یک طرفه که مجموعه پیچیده ای از روابط همه جانبه و رفت و برگشتی است که در بعضی موارد ، یک اختلال معلول ، بر علت خود اثر تشدید کننده دارد . مدل سازی پیچیدگی روابط بین زیرساخت ها با استفاده از یک چارچوب پویا ، می تواند این پیچیدگی ها را بهتر به تصویر بکشد . 
• خرابی فزاینده : زمانی روی می دهد که خرابی موجود در یکی از زیرساختها ، اختلال مستقلی را در یکی دیگر از زیرساختها تشدید کند . این موضوع معمولن به شکل افزایش شدت خرابی یا طولانی تر شدن زمان ترمیم  و بازسازی ظهور پیدا می کند . به عنوان مثال ، یک قطعی در شبکه مخابراتی ، می تواند به علت قطعی یا اختلال در شبکه حمل و نقل جاده ای و در نتیجه تأخیر در رسیدن گروه تعمیرات و ابزار جایگزین تشدید شود .
• شکست به علت مشترک : این نوع خرابی زمانی روی می دهد که یک یا چند شبکه زیربنایی به طور همزمان قطع شوند . در این حالت ، یک علت مشترک موجب از کار افتادن همه این شبکه ها می شود . قرار گرفتن در یک فضای فیزیکی (وابستگی جغرافیایی) یا گستردگی علت ریشه ای (مثل بلایای طبیعی همچون زلزله یا سیل یا فجایع ساخته دست بشر مانند عملیات تروریستی) می تواند شبکه های زیرساختی مختلفی را به طور هم زمان تحت تأثیر قرار دهد . به عنوان مثال خطوط مخابرات (سیم یا فیبر نوری) و یا خطوط انتقال برق معمولاً از حریم خطوط ریلی استفاده می کنند ، امری که یک وابستگی متقابل جغرافیایی را بین زیربناهای حمل و نقل ، مخابرات و برق ایجاد می کند ، بنابراین یک حادثه مثل خروج قطار از ریل می تواند خطوط ارتباطی و برقی را که در این کریدورها قرار دارند نیز تخریب کرده و منجر به اختلال در خدمات این زیرساختها شود .

وابستگی زیرساخت ها

برای نمایش مطلب باید رمز عبور را وارد کنید

طبقه بندی زیرساخت ها

زیرساخت ها را می توان بر اساس کارکرد و حوزه خدمات رسانی شان طبقه بندی کرد.اما اصلی ترین طبقه بندی بر اساس ماهیت خروجی آنها صورت می گیرد و بنابراین به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

1. زیرساخت هایی که تولید محصول می کنند مانند پالایشگاه و نیروگاه و ...
2. زیرساخت هایی که خروجی آنها یک خدمت رسانی است مانند راه، فرودگاه و پل..

زیرساخت های تولید کننده محصول خود به دو دسته مهم تقسیم می شوند:

• زیرساخت های دارای بافر که در آنها امکان نگهداری و انبارش محصول وجود دارد یا تا حدی امکان پذیر است مانند شبکه ی گازرسانی
• زیر ساخت های بدون بافر که در آنها امکان نگهداشت و انبارش محصول وجود ندارد مانند شبکه برق رسانی

حساسیت زیرساخت های تولید محصول بدون بافر در مقابل اختلال و توقف در فعالیت از بقیه زیرساخت ها بیشتر می باشد.

 

اجزای اصلی زیرساخت های حیاتی عبارتند از:

• ارتباطات
• سامانه های برقرسانی
• سیستم های سوخت رسانی و ذخیره سازی آنها
• راه و ترابری
• سیستم های بانکداری و مالی
• خدمات پزشکی، پلیس، آتش نشانی و امداد و نجات
• تندیس های ملی و میراث بشری
• سدها
• منابع بازرگانی حیاتی

زیرساخت ها

زیرساخت ها بسترهای مهم زندگی، رشد و پویایی جوامع هستند.برخورداری از زیرساخت های قدرتمند با توزیع مناسب در هر کشور ضامن توسعه پایدار و ارتقای کیفیت زندگی و افزایش سطح امنیت می باشد.زیر ساخت ها سرمایه های ملی هستند که برای ایجاد و توسعه ی آنها هزینه های سنگینی صورت گرفته و برای بازدهی مناسب  این هزینه ها، زیرساخت ها می بایست بتوانند در شرایط عادی و اضطراری با قابلیت اطمینان بالا در دسترس بوده و مورد بهره برداری قرار گیرند.در هر زیرساخت دارایی های کلیدی وجود دارد که منابع آن زیرساخت را تشکیل می دهند.فرهنگ وبستر2017 زیرساخت را «سیستمی از تاسیسات عمومی یک کشور، ایالت یا منطقه و نیز منابع (کارکنان، ساختمان یا تجهیزات) مورد نیاز برای انجام یک فعالیت و نیز شالوده اساسی و چارچوب بنیادی یک سیستم یا سازمان» تعریف کرده است.کمیسیون حفاظت از زیرساخت های حیاتی آمریکا زیرساخت را«شبکه ای از سامانه هاو فرآیندهای مستقل، اغلب در مالکیت بخش خصوصی و ساخته دست بشر برای تولید و توزیع جریان پیوسته ای ازکالا و خدمات ضروری که به صورت مشارکتی و سینرژیک عمل می کنند» تعریف نموده است.

یکی از اهداف مهم ملاحظات پدافند غیرعامل حفاظت از زیرساخت ها در برابر تهدیدات دشمن است.همچنین نگهداری و پاسداری از زیرساختها در برابر تهدیدات طبیعی نیز باید در استراتژی های مدیریت بحران هر کشور قرار داشته باشد.آسیب پذیری زیرساخت ها در هر کشور می تواند صدمات جبران ناپذیری به قدرت اداره و حاکمیت هر کشور وارد نماید. زیرساخت ها ی حیاتی بویژه می بایست مورد توجه خاص قرار گیرند.زیرساخت های حیاتی زیرساخت هایی هستند که اختلال یا توقف در آنها موجب اختلال در زیرساخت های دیگر و توقف فعالیت های حیاتی در کشور شود.