ICS網路安全意識的典範轉移:從合規到實戰韌性
ICS網路安全意識的反思正逐漸要求我們擺脫以IT為中心的傳統安全視角,關鍵組織不再僅僅依賴合規性,而是選擇獲取威脅情報,並在營運過程中融入實踐培訓,幫助第一線團隊了解對手不斷採用和使用的攻擊策略。當前網路威脅格局深受國家支持且以地緣政治因素為動機的攻擊者影響,這使得傳統防禦模式難以有效應對。
高階主管們專注於如何透過意識計畫來消除人們對安全會擾亂營運的看法,並將網路安全作為日常工廠文化的一部分。在整個工廠層級打造以網路安全為中心的文化,首先要將安全視為一項保障安全和持續性的措施,而非事後才需要解決的問題。當網路韌性融入工廠DNA時,營運團隊會將組織防禦視為確保工作不間斷的必要步驟。這種轉變的核心在於,將網路安全視為安全和持續性的推動者,而非營運的障礙。
另一方面,工業控制系統 (ICS) 組織可以部署基於角色的動態感知程序,這些程序由機器學習驅動,以對抗人工智慧驅動的虛假資訊和虛假資訊。這些方法靈活應變,與攻擊者利用複雜AI技術領先一步的方式相對應。
最後,與遵循《聯邦資訊安全管理法》(FISMA) 的聯邦IT系統不同,工業控制系統(ICS)沒有廣泛的跨行業網路安全法律要求。雖然能源等產業有強制性標準(例如NERC CIP),但大多數工業控制系統營運商自願採用NIST SP 800-82或ISA/IEC 62443等框架。除非政策和實踐明確解決感測器真實性、繼電器配置保護和物理級監控等問題,否則工業控制系統網路安全仍將無法解決民族國家已經展現的各種動能攻擊。
ICS與IT的根本差異:安全、物理學與工程學的優先順位
要理解ICS網路安全,必須先釐清它與傳統IT環境的根本差異,這差異源自於核心優先順序與風險情境的不同。
核心優先順序:安全至上
IT安全的核心是保護資料的機密性、完整性和可用性(CIA),最壞的結果是資料外洩或財務損失。然而,ICS環境將安全(Safety)置於首位,其次才是可用性和完整性。營運上的最壞情況可能導致物理設備損壞、環境災難,甚至人員傷亡,即所謂的動能後果。這種基礎差異徹底改變了風險情境,ICS的風險與物理學和工程學緊密相連,例如不當的渦輪機速度或被惡意更改的化學配方,而非業務邏輯或詐欺。
威脅與偵測的技術鴻溝
ICS環境的威脅不僅來自傳統的惡意軟體,更常見的是對控制器邏輯的惡意操縱或對製程感測器的未經身份驗證的改變。這些針對底層物理控制系統的攻擊,往往無法被專注於網路流量分析的傳統IT或OT安全工具偵測到。當底層的感測器或執行器被欺騙(如震網Stuxnet事件所示),操作員在介面上看到的仍是「正常」數據,但設備實際上可能正被驅向故障。這種假的安全感,是ICS環境中最致命的威脅之一。
環境異質性與專業知識需求
ICS環境的缺乏標準化是一個巨大的挑戰。IT系統的組成相對統一(伺服器、端點、雲服務),並有成熟的教育體系。但ICS部署因行業差異極大,如汽車製造商的機器人組裝線與製藥潔淨室的需求截然不同。這使得培訓難以通用,ICS網路安全問題往往與獨特的工業流程和硬體級物理特性相關。
此外,OT/ICS安全市場規模較小,缺乏標準化解決方案,專業人員需要跨越工程學和網路安全之間的文化和知識鴻溝。IT環境中常見的「快速修補」或「網路分段」等做法,在必須優先考慮正常運行時間和安全性的ICS環境中可能極其危險,甚至可能導致停機或事故。
國家級威脅的升級:從間諜活動到物理破壞的演變
ICS網路安全意識的轉變,是為了應對以國家為背景、地緣政治為動機的威脅升級。這些對手不再滿足於資料竊取,而是尋求造成長期的物理破壞。
攻擊目標的動能化
從早期的震網到後來的Industroyer和TRISIS,攻擊事件證明了攻擊者正將焦點轉向控制系統的物理機制。他們不僅攻擊IT網路,更瞄準控制系統的物理學原理,旨在模仿設備故障,造成連鎖性的物理損壞。例如,2023年針對丹麥能源部門的攻擊,以及「Volt Typhoon」對美國電力設施的針對性攻擊,都突顯了國家級攻擊對關鍵基礎設施的巨大經濟和生命影響。
虛假資訊與AI的對抗部署
國家級攻擊工具的精妙之處在於,它們被設計成模仿合法的流程,並向操作員提供虛假數據,使得威脅行為幾乎隱形。這種欺騙戰術是利用人工智慧(AI)來生成虛假資訊和虛假信息來實現的,使得攻擊者能夠保持領先地位。
為此,ICS組織應部署基於機器的動態感知程序:
模擬與監測: 這些程序能模擬真實的威脅場景,並監測員工的反應行為。
即時調整: 根據觀察到的行為數據,利用機器學習即時調整培訓內容,使其與員工的實際脆弱性水平相關。
降低社交工程風險: 有效減少對網路釣魚等社交工程攻擊的敏感度,並提高實時威脅偵測的能力。
這種靈活性是應對不斷演變的AI驅動欺騙戰術的必要手段。
供應鏈風險的升高
IT與OT網路的日益融合,使得供應鏈風險成為一個關鍵的脆弱點。攻擊者可以通過滲透承包商、SaaS供應商和軟體供應商來進入ICS環境。因此,組織必須加強對所有供應鏈環節的審查和風險管理,將安全設計、部署和運營原則融入到供應鏈的每一個步驟中,以增強整體韌性。
實戰培訓的實施:從檢查清單到行為改變
將ICS網路安全意識從單純的「合規」轉變為真正的「安全態勢」,核心在於推動行為改變和文化融入。
定制化、情境化的實戰訓練
意識計畫必須服務於組織的核心任務,而非依賴一概而論的規範。將培訓內容精確地定制到組織的具體資產和流程上,是轉變的關鍵:
結果導向的培訓: 培訓應著重於後果驅動,將網路風險與物理危害和安全後果直接聯繫起來,例如,展示未鎖定工作站可能導致的設備損壞風險。
故事敘事與實操: 透過分享過去ICS洩露事件的「故事」,並進行動手實操演習來模擬攻擊,讓員工意識到安全行為能減少實際營運風險。
獎勵機制: 實施獎勵安全行為的認可計畫,使良好習慣成為常態,這有助於將網路安全討論融入每日的工具箱會議或換班交接中。
持續評估與績效衡量
ICS網路安全意識的成效必須透過持續的指標來衡量,而非單次的培訓結果。評估指標應包括:網路事件發生率的減少、事件反應速度的加快,以及員工行為的實際變化。研究顯示,將員工意識置於首位,能帶來更快的事件恢復、減少對社交工程的脆弱性,並提高營運穩定性。強大的意識計畫最終會成為組織信心的來源。
建立以安全為核心的工廠文化:領導力與授權
將網路安全作為日常工廠文化的一部分,需要從高層到一線員工的共同努力,並將安全重新定義為「安全可靠營運的推動者」。
領導者的典範作用與問責制
高階領導層必須以身作則,展示和體現安全行為。當員工始終看到領導層將安全置於優先地位,整個組織的行為將自然而然地與安全文化保持一致。領導層必須透過將網路安全納入日常簡報、與績效指標掛鉤,並公開遵守安全規則,來推動問責制。這表明網路安全是一項核心業務重點,而不僅僅是技術問題。
營運人員的授權與免責報告
在 ICS/OT 環境中,必須將網路安全嵌入現有的物理安全文化中。這要求建立一個無責備的報告政策,賦予營運團隊權力,在懷疑有網路問題時可以質疑或停止流程,而無需擔心遭到懲罰。事發後的審查應專注於改進流程,而不是懲罰被欺騙的個人。這種文化讓一線團隊將網路防禦視為確保工作不間斷的必要步驟,從而增強企業的整體韌性。
外部財務激勵的力量
除了內部文化的營造,外部的財務驅動力也是推動變革的強大力量。保險公司可以通過要求企業滿足特定的網路安全標準,才能獲得承保或優惠保費,來對高層施加直接的財務壓力。這種經濟激勵能夠有效地驅使組織將網路安全視為一項必須優先處理的業務。
政策與實踐的缺口:應對硬體級動能攻擊
ICS網路安全的最大挑戰之一是法規的碎片化和實踐的不足。
缺乏廣泛的跨行業法律要求
不像聯邦IT系統遵循FISMA,ICS目前沒有廣泛的跨行業網路安全法律要求。雖然能源等特定行業有強制性標準(如NERC CIP),但大多數ICS營運商仍是自願採用NIST SP 800-82或ISA/IEC 62443等框架。這種自願性使得組織的防禦水平參差不齊。
超越軟體的硬體防禦
現有的政策和實踐框架,往往無法解決國家級對手已經展現的各種動能攻擊。ICS網路安全要真正有效,必須將防禦範圍擴展到控制系統的物理級和硬體級:
感測器真實性: 必須開發和實施能夠驗證 Level-0 感測器輸入真實性的技術和程序,防止攻擊者注入虛假數據。
繼電器配置保護: 確保關鍵的繼電器、控制器和PLC配置受到保護,防止惡意篡改或未經授權的邏輯變更。
物理級監控: 部署能夠監控和識別與物理學原理不符的異常操作,例如在正常操作條件下出現的異常壓力或流量讀數。
除非政策和實踐能夠明確解決這些物理層面的問題,否則ICS網路安全仍將無法應對國家級對手已經展示的、旨在造成物理破壞的複雜動能攻擊。有意義的改變來自於將ICS/OT特定的網路安全嵌入到現有的工程安全文化中,通過針對工業協議和工程設備的知識培訓,來增強關鍵基礎設施的韌性。
結論與未來展望:ICS網路韌性的融合之路
ICS網路安全意識的未來,在於實現威脅情報、實戰培訓與安全文化的深度融合。這是一個要求組織徹底擺脫IT中心視角、擁抱OT核心價值觀(安全和可用性)的過程。
通過部署由機器學習驅動的動態、基於角色的感知程序,ICS組織可以更有效地應對AI驅動的虛假信息和欺騙戰術。同時,透過將網路安全實踐與工廠安全文化緊密結合,並由高層領導以身作則,可以將網路韌性從一個技術要求,轉變為營運團隊的DNA。
最終,強大的ICS網路安全意識計畫將成為組織對抗複雜威脅、確保營運穩定和持續性的基石。這不僅是防範威脅,更是建立組織信心的來源,確保在面對下一個國家級或地緣政治驅動的攻擊時,第一線的營運團隊能夠具備辨識異常、快速反應和安全維持營運的實戰能力。
資料來源:https://industrialcyber.co/features/embedding-threat-intelligence-and-practical-training-in-ics-cybersecurity-awareness-for-frontline-resilience/