Digitalisierung, Datenanalyse und IoT Geräte verändern die Fertigung rasant und läuten die Industrie 4.0 ein. Diese vierte industrielle Revolution ist gekennzeichnet durch einen tiefgreifenden Wandel der industriellen Abläufe, der durch Big Data, Cloud Computing, künstliche Intelligenz (KI) und Automatisierung vorangetrieben wird. Dieser Wandel erfordert robuste Sicherheitsrahmenwerke wie IEC 62443 zum Schutz vor sich entwickelnden Bedrohungen.
Bei Industrie 4.0 geht es nicht nur um den Einsatz neuer Technologien, sondern auch darum, wie diese zusammenarbeiten. Das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) hat die Art und Weise, wie diese Technologien miteinander verbunden werden, revolutioniert. Durch die Ermöglichung einer nahtlosen Kommunikation und eines nahtlosen Datenaustauschs zwischen Geräten schafft das IIoT ein riesiges, vernetztes Netz. Dieses Netz steigert die Effizienz und die Entscheidungsfindung, aber es schafft auch neue Schwachstellen und vergrößert die Auswirkungen von Ausfällen und Datenverletzungen.
Um diese kritischen Ressourcen zu schützen, muss der ICS-Cybersicherheit Priorität eingeräumt und es müssen robuste Strategien entwickelt werden, die in dieser neuen Betriebsumgebung funktionieren. Leider sind viele Organisationen im Rückstand - nur 25% haben einen klar definierten IoT Sicherheitsplan. Aufgrund dieser mangelnden Vorbereitung sind sie gefährlichen Cyberangriffen ausgesetzt.
Dieser Artikel befasst sich mit den Herausforderungen moderner industrieller Entwicklungen und bietet praktische Lösungen zur Sicherung dieser Umgebungen, wobei der Schwerpunkt auf der Stärkung der ICS-Cybersicherheit liegt.
ICS-Cybersecurity-Herausforderungen in der Industrie 4.0
Die Industrie 4.0 integriert fortschrittliche Technologien wie KI, IoT und Robotik und schafft immer komplexere Systemarchitekturen. Diese Komplexität verbessert zwar die operativen Fähigkeiten, bringt aber auch erhebliche Herausforderungen für die Cybersicherheit von ICS mit sich. Diese hochentwickelten, miteinander verbundenen Systeme sind voneinander abhängig, was es schwierig macht, Probleme zu isolieren und zu beheben oder einzelne Komponenten aufzurüsten.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Betriebstechnologie (OT) mit einer Vielzahl von Standardprotokollen arbeitet, im Gegensatz zur IT, die weitgehend ein einziges standardisiertes Kommunikationsprotokoll verwendet. Dieses einzigartige Merkmal bedeutet, dass jedes OT-System eine eigene Reihe von Sicherheitsherausforderungen mit sich bringt.
Die zunehmende Konnektivität in Industrie-4.0-Umgebungen schafft eine größere Angriffsfläche. Die Integration von Geräten und Netzwerken führt zu zahlreichen Schwachstellen, die Cyberangriffe wahrscheinlicher machen. Die Einführung von Cloud- und Edge-Computing vergrößert dieses Risiko noch weiter, da Schwachstellen bei der Datenübertragung und potenzielle unbefugte Zugriffspunkte eingeführt werden. Selbst Fernbedienungsfunktionen steigern zwar die Effizienz, stellen aber neue Sicherheitsherausforderungen dar, die Cyberangreifer ausnutzen können.
Schwachstellen in modernen ICS
Moderne ICS sind mit verschiedenen Schwachstellen konfrontiert, insbesondere bei der Anpassung an die sich verändernde Landschaft der Industrie 4.0. Eine der größten Schwachstellen ist ihre erhöhte Exposition gegenüber internetbasierten Bedrohungen. Wenn ICS mit dem Internet oder anderen von außen zugänglichen IT-Netzwerken verbunden sind, werden sie anfällig für eine breite Palette von Cyberangriffen, einschließlich gezielter Zero-Day-Angriffe und ausgeklügelter Phishing-Methoden. Diese Konnektivität ermöglicht es auch Malware und Ransomware, sich einzuschleichen und potenziell wichtige industrielle Abläufe zu stören.
Alt- und Industriebausysteme stellen eine weitere Herausforderung für die Cybersicherheit von ICS dar. Diese älteren Systeme lassen sich oft nur schwer mit neuen, fortschrittlichen Technologien integrieren, was zu funktionalen Unstimmigkeiten und Sicherheitslücken führt. Die regelmäßige Aktualisierung dieser Altsysteme ist schwierig oder sogar unmöglich, so dass sie anfällig für dokumentierte Bedrohungen sind. Im Gegensatz zu IT-Systemen sind OT-Altsysteme oft nicht mit modernen Sicherheitsfunktionen kompatibel. Die empfindliche Natur der OT-Prozesse erschwert die Angelegenheit zusätzlich, da selbst routinemäßige IT-Sicherheitsmaßnahmen den Betrieb stören können.
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Die hohen Kosten einer mangelhaften ICS-Cybersicherheit
Unzureichende ICS-Cybersicherheit setzt industrielle Abläufe einer Vielzahl von Bedrohungen aus. Cyberangriffe können verheerende Folgen haben und zu kritischen Systemabschaltungen, längeren Ausfallzeiten und Unterbrechungen von Fertigungsprozessen führen. Diese Rückschläge können Produktionspläne durchkreuzen, Lieferungen verzögern und erhebliche finanzielle Verluste verursachen. Darüber hinaus können kompromittierte ICS-Systeme das Vertrauen der Kunden untergraben und, was noch wichtiger ist, zu Sicherheitsrisiken führen, indem sie Fehlfunktionen kritischer Sicherheitssysteme verursachen.
Die Reaktion auf solche Cyber-Vorfälle erfordert oft die Umleitung von Ressourcen, um dringende System- und Datenwiederherstellungen durchzuführen. Die Wiederherstellungsprozesse sind in der Regel zeitaufwändig und verlängern die Zeiten, in denen der Betrieb beeinträchtigt ist.
Stärkung der ICS-Cybersicherheit mit grundlegenden Strategien und IEC 62443
Effektive ICS-Cybersicherheit geht über die Reaktion auf Bedrohungen hinaus; sie setzt auf proaktive Maßnahmen, die mit Industrienormen wie IEC 62443. Herkömmliche Sicherheitsansätze sind oft reaktiv und behandeln Sicherheitsvorfälle, nachdem sie entdeckt wurden. Dieser reaktive Ansatz kann zu Unterbrechungen und Datenverlusten führen. Im Gegensatz dazu konzentrieren sich proaktive ICS-Cybersicherheitsstrategien darauf, Vorfälle gänzlich zu verhindern, negative Auswirkungen zu vermeiden und eine robustere Verteidigung aufzubauen.
IEC 62443 kann Unternehmen dabei helfen, diesen Übergang zu vollziehen, die Einhaltung von Best Practices zu gewährleisten und eine konsistente und effektive Sicherheitslage zu schaffen.
Umsetzung grundlegender Cybersicherheitspraktiken
Die Stärkung der ICS-Cybersicherheit erfordert die Umsetzung grundlegender Sicherheitspraktiken. Diese Kontrollen, die von präventiven Bewertungen bis hin zu betrieblichen Änderungen reichen, sind für den Aufbau einer widerstandsfähigen und sicheren industriellen Umgebung unerlässlich. Sie gewährleisten die Integrität und Kontinuität kritischer Abläufe.
Durchführung einer umfassenden Risikobewertung
Der erste Schritt besteht darin, mit einer umfassenden Risikobewertung eine solide Grundlage zu schaffen. Diese Bewertung identifiziert proaktiv potenzielle Schwachstellen und legt Prioritäten für deren Beseitigung fest. Anhand dieser Informationen können Unternehmen eine gezielte Risikomanagementstrategie entwickeln, die die Grundlage für weitere Sicherheitsmaßnahmen bildet.
Segmentierung der Netzarchitektur
Die Sicherung des Netzwerks ist ein entscheidender Schritt zur Stärkung der Cybersicherheit von ICS. Unternehmen können dies erreichen, indem sie die Netzwerkarchitektur in isolierte Zonen mit kontrollierten Zugangspunkten unterteilen. Diese Segmentierungsstrategie in Verbindung mit Zugangsbeschränkungen minimiert das Potenzial für eine weitreichende Systemkompromittierung bei einem Sicherheitsverstoß.
Vertrauenswürdige Verwaltung des Zugangs
PKI bietet einen robusten Rahmen für die zertifikatsbasierte Authentifizierung innerhalb von ICS. Steuerungen und Geräte erhalten digitale Zertifikate, die als eindeutige Identifikatoren dienen und sicherstellen, dass nur vertrauenswürdige Stellen auf das System zugreifen und mit ihm interagieren können.
Kontinuierliche Überwachung des Systems
Da perfekte Sicherheit eine Illusion ist, spielt die kontinuierliche Überwachung eine wichtige Rolle, da sie die Erkennung von Anomalien und potenziellen Sicherheitsbedrohungen ermöglicht. Schnelle Erkennung und Reaktion minimieren die Auswirkungen von Vorfällen und mögliche Ausfallzeiten.
Regelmäßige Audits und Schulungen durchführen
Zur Vervollständigung einer ganzheitlichen ICS-Cybersicherheitsstrategie sind solide Prüfungs- und Schulungsprogramme erforderlich. Durch eine konsequente Prüfung wird sichergestellt, dass die Systeme auf dem neuesten Stand sind und mit den bewährten Verfahren übereinstimmen, um sich vor neuen Bedrohungen zu schützen. Regelmäßige Mitarbeiterschulungen sorgen für eine sicherheitsbewusste Belegschaft und verringern das Risiko menschlicher Fehler und die Anfälligkeit für Phishing-Angriffe.
Nutzung der IEC 62443-Normen für zuverlässige Sicherheit
Die Umsetzung der IEC 62443-Normen kann die Cybersicherheit von ICS verbessern und eine umfassende Strategie zur Risikominderung unterstützen, die alle wichtigen Programmbereiche einbezieht.
Physische Sicherheit konzentriert sich auf zwei entscheidende Elemente: hardware Schutz und Zugangskontrolle.
- Hardware Schutz: Durch die Sicherung des physischen Zugangs zu kritischen ICS-Infrastrukturkomponenten wird sichergestellt, dass nur befugtes Personal Zugang zu wichtigen Geräten hat.
- Strenge Zugangskontrolle: regelt und überwacht den physischen Zugang zu ICS-Geräten.
Netzsicherheit bildet das Rückgrat einer robusten ICS-Cybersicherheitsstrategie.
- Sichere Authentifizierung: Implementierung von Technologien wie Infrastruktur für öffentliche Schlüssel (PKI) bietet einen robusten Rahmen, der eine vertrauenswürdige Kommunikation zwischen Geräten gewährleistet.
- Netzsegmentierung: Die Unterteilung des Netzes in isolierte Zonen schränkt den Zugang ein und kontrolliert den Verkehrsfluss innerhalb des Systems.
- Firewalls und Überwachung: Firewalls und kontinuierliche Überwachung arbeiten zusammen, um die Netzwerkgrenzen zu schützen und verdächtige Aktivitäten innerhalb der Netzwerksegmente zu erkennen.
- Verschlüsselung: Die Verschlüsselung mit Hilfe von Zertifikaten sichert die Daten bei der Übertragung und authentifiziert die Kommunikationskanäle, um die Vertraulichkeit der Daten und die Zugangskontrolle zu gewährleisten.
- Anwendungssicherheit: Patches, Aktualisierungen und Kontrollen
Anwendungssicherheit schützt die software Tools, auf denen ICS läuft.
- Konsistente Updates und Patches: Regelmäßige Updates von software und das Einspielen von Patches beheben Schwachstellen umgehend.
- Lebenszyklus-Management für Zertifikate: Das Ausstellen, Erneuern und Widerrufen von digitalen Zertifikaten sichert die Kommunikation und gewährleistet die Integrität und Vertraulichkeit der Daten.
- Benutzerzugriffskontrolle und Berechtigungsverwaltung
Operative Kontrollen die Sicherheit weiter zu erhöhen:
- Granulare Zugriffskontrollen: Fein abgestimmte Zugriffskontrollen beschränken den Zugriff auf autorisiertes Personal und schützen so sensible Ressourcen.
- Geringste Privilegien: Die sorgfältige Zuweisung und Überwachung von Benutzerrechten verhindert unbefugten Zugriff und schützt die Systemintegrität.
Durch die Umsetzung dieser Maßnahmen können Unternehmen das Risiko von Sicherheitsverletzungen und die Auswirkungen kompromittierter Anmeldedaten erheblich reduzieren.
Angleichung an IEC 62443
PKI ist der Eckpfeiler einer robusten ICS-Cybersicherheit gemäß der Norm IEC 62443. PKI spielt im gesamten Sicherheitsrahmen eine wichtige Rolle und bildet eine solide Grundlage:
- Vertrauenswürdige Authentifizierung: PKI sichert die Kommunikation zwischen Geräten durch robuste Authentifizierungsprotokolle.
- Sichere Datenverschlüsselung: Es schützt die Datenübertragung durch Verschlüsselungstechniken.
- Überprüfung der Integrität von Daten: Digitale Signaturen gewährleisten die Integrität und Authentizität von Daten.
Die Automatisierung von PKI-Prozessen ist für ein effizientes Sicherheitsmanagement in ICS-Umgebungen unerlässlich. Die Automatisierung von Aufgaben wie der Ausstellung, Erneuerung und dem Widerruf von Zertifikaten rationalisiert diese komplexen Prozesse, erhöht die Sicherheit und reduziert den Verwaltungsaufwand. Auf diese Weise können Unternehmen eine starke und widerstandsfähige ICS-Cybersicherheitsstruktur aufrechterhalten.
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