第一章:引言與工業資安新範式的興起
1.1 從氣隙到融合:傳統OT安全的挑戰 過去數十年,工業營運技術(OT)網路的安全策略,主要依賴實體隔離,即所謂的「氣隙」(air gap)。這種模式假定只要控制系統與外部網路完全斷開,其內部資產就能免受網路威脅。然而,隨著工業物聯網(IIoT)、工業4.0以及數位轉型的浪潮,OT與資訊技術(IT)的網路已不可逆轉地走向融合。遠端監控、雲端服務、供應鏈連結以及行動裝置的應用,無不打破了傳統的網路邊界。
這種融合雖然帶來了營運效率的巨大提升,卻也同時暴露了OT系統的脆弱性。傳統的周邊防禦,例如防火牆和入侵偵測系統,在面對來自內部或透過IT網路滲透的威脅時,顯得力不從心。惡意軟體、勒索軟體以及國家級駭客組織,已不再僅限於攻擊IT系統,而是直接鎖定關鍵基礎設施的OT網路,造成大規模的生產停擺甚至人身安全事故。在這樣的背景下,一種全新的安全思維模式已刻不容緩。
1.2 身份與存取管理:工業安全的核心轉變 工業身份與存取管理(Industrial IAM)正是在這種新範式下應運而生,它標誌著安全思維從「保護網路邊界」轉向「保護存取身份」。IAM的核心目標是確保在任何時刻,只有經過嚴格驗證的個人、裝置、應用程式或服務,才能以其被授權的方式,存取特定的資源。這不僅涵蓋了人類操作員,還包括了自動化裝置、機器人、感測器和遠端維護人員。
與傳統的周邊防禦不同,工業IAM提供了精細且動態的存取控制。它可以精確地定義「誰、何時、何地、以何種方式」可以存取工廠內特定的控制器或資料庫,有效遏制未經授權的存取,並阻止駭客在網路內部的橫向移動(lateral movement)。這種「永不信任,始終驗證」的原則,正是零信任架構(Zero Trust Architecture)在OT環境中實踐的基石。
第二章:工業IAM實施的關鍵挑戰:技術、文化與優先級
2.1 技術上的遺留系統與協議壁壘 工業環境最顯著的特徵之一是其系統的長生命週期。許多工廠的控制系統、可編程邏輯控制器(PLC)和監控與資料採集系統(SCADA),已穩定運作數十年。這些系統通常使用過時的作業系統,並依賴早期設計的專有通訊協議(如Modbus、DNP3等),這些協議大多缺乏內建的身份驗證和加密功能。將這些設備整合到現代IAM框架中,面臨巨大的技術障礙,包括:
缺乏支援: 大部分遺留系統無法直接支援如OAuth、SAML等現代IAM協定。
脆弱的認證機制: 許多設備使用硬編碼密碼或單一憑證,難以進行集中管理與輪替。
無法安裝代理程式: 大量嵌入式系統和控制器無法安裝用於身份驗證和授權的軟體代理程式,使得IAM的全面部署成為空談。
不確定性: 任何針對這些系統的修改都可能導致不可預測的停機或運作錯誤。
2.2 文化阻力與營運思維的根深蒂固 除了技術挑戰,人為和組織文化的因素同樣是巨大的障礙。OT部門的運作核心是「可用性」和「可靠性」,他們信奉「如果它沒壞,就不要碰它」的原則。任何可能增加複雜性、影響生產流程的變革,都會遭到OT人員的強烈抗拒。他們擔心新的安全措施會:
影響生產力: 額外的登入步驟、密碼管理或存取審批流程,可能會拖慢日常操作。
導致停機: 引入新系統可能引發相容性問題,導致生產線意外停機,這對營運團隊而言是最大的夢魘。
增加工作量: OT團隊通常人力有限,不願意承擔額外的安全管理與維護職責。
這種根深蒂固的思維差異,使得IT安全專家在與OT團隊溝通時,往往難以取得共識。
2.3 安全優先級的權衡:可用性至上 在資訊安全領域,機密性、完整性與可用性(CIA)是三位一體的核心。然而,在工業安全領域,這個順序被顛倒,**可用性(A)**被放在首位。這是因為OT系統的任何停機都可能導致嚴重的後果,從經濟損失到環境汙染,甚至人身安全威脅。因此,在實施IAM時,必須優先考慮其對營運連續性的影響,並在可用性與安全性之間尋找精妙的平衡點。例如,在緊急維修或應對故障時,IAM系統必須允許操作員以最小的延遲快速存取所需資源,即使這可能需要暫時放寬某些安全控制。
第三章:克服挑戰:實施工業IAM的策略與技術
3.1 循序漸進的實施方法:分階段部署 面對上述挑戰,一次性的「大爆炸式」實施通常會失敗。成功的策略應是分階段進行,從小處著手,逐步擴大。建議的步驟包括:
第一階段:評估與盤點 - 全面盤點OT網路中的所有資產、使用者、存取路徑,並識別高風險區域。
第二階段:高風險點試點 - 從遠端存取、特權帳戶管理等高風險領域開始實施IAM,例如為所有遠端連線強制實施多因素認證(MFA)。
第三階段:擴展至特定區域 - 將IAM策略逐步擴展至特定子網或工廠區域,並透過監控與審核證明其成效。
第四階段:全面整合 - 在取得內部信任和經驗後,最終將IAM推廣至整個企業的OT網路。
3.2 疊加式架構:以非侵入式方式實現IAM 疊加式架構(Overlay Architecture)是解決遺留系統問題的理想方案。這種方法無需直接修改或替換現有設備,而是透過在OT網路中部署一個**代理(Proxy)或網路閘道(Gateway)**層。所有對遺留設備的存取請求都必須先通過這個代理層,由其執行身份驗證與授權檢查。這種方式有效地將IAM功能與底層的舊設備解耦,大幅降低了實施風險和成本,並最大化地保護了營運連續性。
3.3 零信任在OT中的靈活應用 零信任(Zero Trust)在OT中的應用,並非意味著全面否定所有已有的信任關係。更現實的做法是將其核心原則應用於最需要的地方。這包括:
最小特權原則: 確保每個使用者和裝置只擁有執行其任務所必需的最小權限。
持續驗證: 即便已在網路內部,每次存取資源時都必須重新進行驗證,以防範橫向移動。
動態授權: 根據使用者行為、時間、地點、裝置狀態等多重因素,動態調整其存取權限。
例外管理: 建立嚴格的例外處理機制,允許在緊急情況下進行有限制、可追蹤的權限提升。
3.4 關鍵技術解決方案
特權存取管理(PAM): 專門用於管理和保護OT環境中具有高權限的帳戶(如維護工程師或系統管理員)的解決方案。
遠端存取解決方案: 提供安全的遠端連線,並強制執行MFA和最低權限原則。
裝置身份管理: 為所有OT裝置建立唯一的、可驗證的數位身份,並持續監控其行為。
身份與存取治理(IAG): 確保IAM策略符合法規和內部政策,並提供全面的審核與報告功能。
第四章:案例與未來展望
4.1 IT與OT的協同合作:成功之鑰 許多失敗的工業IAM專案,其根本原因在於IT部門試圖將其安全策略生硬地套用在OT環境中,而沒有充分理解後者的獨特需求。成功的組織都證明,IT與OT部門的緊密協作是不可或缺的。IT可以提供IAM的專業知識,而OT則能確保解決方案符合營運需求且不會造成干擾。共同建立一個跨職能的安全團隊,能夠有效彌合雙方思維的鴻溝。
4.2 未來趨勢:智慧化與供應鏈整合 未來,工業IAM的發展將呈現以下趨勢:
AI與機器學習的整合: 利用AI分析使用者與裝置的行為模式,自動識別異常存取,並在潛在威脅發生前進行預警。
供應鏈安全: 隨著工業網路的擴展,供應商、承包商和第三方服務提供商的存取管理將變得愈發重要。IAM將延伸至整個供應鏈,以確保所有外部實體都受到嚴格的存取控制。
裝置身份自動化: 隨著IIoT設備數量的爆增,自動化地為數百甚至數千個新裝置分配、管理和撤銷身份將成為必然。
雲端IAM與邊緣運算: 邊緣運算(Edge Computing)的興起,將使得部分IAM功能在邊緣設備上執行,以減少延遲並提高反應速度,同時與雲端的集中式管理平台同步。
第五章:結論與建議
5.1 總結 工業身份與存取管理(IAM)已不再是可有可無的選項,而是保護當代工業網路與關鍵基礎設施的戰略必須品。儘管面臨技術、文化和運營上的多重挑戰,但透過採用漸進式、非侵入性的實施策略,並將IT與OT的專業知識相結合,組織可以有效克服這些障礙。
5.2 具體行動建議
建立跨部門小組: 立即成立由IT和OT部門共同組成的安全工作小組,共同推動IAM計畫。
進行全面資產盤點: 準確識別所有OT網路中的使用者、設備、協議和存取路徑。
從高風險點開始: 優先在遠端存取、第三方存取和特權帳戶管理等高風險領域實施IAM。
選擇合適的技術: 尋求支援疊加式架構,且能與OT系統無縫整合的IAM解決方案。
- 制定清晰的政策: 建立並溝通明確的IAM政策,確保所有團隊成員都理解並遵守。
- 持續監控與審核: IAM的實施並非一勞永逸。應建立常態性的監控和審核機制,持續優化安全態勢。
資料來源:https://industrialcyber.co/features/industrial-iam-emerges-as-next-battleground-in-cyber-defense-amid-legacy-and-operational-hurdles/