امنیت سیستم کنترل صنعتی، که به عنوان امنیت ICS (Industrial Control System) نیز شناخته می شود شامل استراتژی ها و اقداماتی برای محافظت از زیرساخت های حیاتی و سیستم های فناوری عملیاتی (OT) است که در چندین صنعت مانند تولید، انرژی و حمل و نقل استفاده می شود. این سیستم ها در کنترل و نظارت بر فرآیندهای فیزیکی در عملیات صنعتی بسیار مهم هستند. از این رو تأمین امنیت این سیستم‌ها برای جلوگیری از اختلال در عملیات صنعتی، جلوگیری از حوادث جدی و حفاظت از داده‌های حساس ضروری است.

با توجه به افزایش تهدیدات سایبری و پیچیدگی سیستم‌های ICS حفاظت از این زیرساخت‌ها به یک چالش مهم تبدیل شده است. امنیت ICS شامل مجموعه‌ای از روش‌ها و تکنولوژی‌ها برای محافظت از این سیستم‌ها در برابر حملات مخرب و نفوذهای غیرمجاز است تا ایمنی و پایداری عملیات صنعتی تضمین شود.

چرا امنیت ICS اهمیت دارد؟

امنیت سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) در دنیای مدرن یکی از ضروری‌ترین و حساس‌ترین حوزه‌ها در بحث امنیت سایبری و فناوری عملیاتی (OT) به شمار می‌آید. دلایل متعددی وجود دارد که چرا امنیت این سیستم‌ها برای سازمان‌ها و صنایع حیاتی است:

• حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی

ICS معمولاً در صنایع حساس و زیرساخت‌های حیاتی مانند انرژی، آب، حمل و نقل و تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم‌ها نقش اساسی در کنترل و نظارت بر فرآیندهای فیزیکی دارند که به طور مستقیم بر زندگی روزمره انسان‌ها تأثیر می‌گذارند. حمله به این سیستم‌ها می‌تواند منجر به اختلال در خدمات ضروری، قطع برق، نقص در تأمین آب یا ایجاد بحران‌های حمل و نقل شود که پیامدهای فاجعه‌باری برای جوامع و اقتصاد به همراه دارد.

• افزایش حملات سایبری در سیستم‌های صنعتی

با توجه به افزایش تعداد و پیچیدگی حملات سایبری علیه سیستم‌های صنعتی، امنیت ICS از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. مهاجمان سایبری با هدف قرار دادن این سیستم‌ها به دنبال بهره‌برداری از آسیب‌پذیری‌ها هستند. حملات سایبری مانند Stuxnet و دیگر بدافزارها نشان داده‌اند که یک تهدید جدی برای امنیت ملی و بین‌المللی وجود دارد. حمله به ICS می‌تواند نه تنها آسیب‌های فیزیکی بلکه خسارات اقتصادی و اختلال در زنجیره تأمین جهانی را به دنبال داشته باشد.

• یکپارچگی فناوری اطلاعات و فناوری عملیاتی

با گسترش اینترنت اشیا و ارتباط بین سیستم‌های IT و OT مرزهای بین این دو حوزه کمرنگ شده است. این امر باعث شده است که سیستم‌های ICS در معرض آسیب‌پذیری‌های بیشتری قرار گیرند زیرا بسیاری از پروتکل‌ها و استانداردهای مورد استفاده در سیستم‌های ICS به‌طور سنتی برای امنیت سایبری طراحی نشده‌اند. این عدم همگام‌سازی امنیتی بین IT وOT، سیستم‌های کنترل صنعتی را به اهداف جذاب‌تری برای مهاجمان تبدیل کرده است.

• تأمین سلامت و ایمنی

امنیت ICS به‌طور مستقیم با سلامت و ایمنی افراد مرتبط است. در صورتی که این سیستم‌ها به‌درستی محافظت نشوند حملات سایبری می‌توانند به نقص در عملکرد ماشین‌آلات و فرآیندهای صنعتی منجر شوند که این امر خطرات جدی برای کارکنان و جوامع ایجاد می‌کند. به عنوان مثال در یک پالایشگاه یا نیروگاه، اختلال در سیستم‌های کنترل می‌تواند منجر به انفجار یا نشت مواد خطرناک شود.

• پیامدهای اقتصادی و مالی

حمله به سیستم‌های ICS می‌تواند خسارات اقتصادی عظیمی را برای شرکت‌ها و سازمان‌ها به دنبال داشته باشد. قطع تولید، خرابی ماشین‌آلات و از دست رفتن داده‌های حیاتی می‌توانند هزینه‌های سنگینی را به همراه داشته باشند. علاوه بر این، حملات سایبری علیه این سیستم‌ها ممکن است موجب تحمیل هزینه‌های بالای تعمیر، بازیابی و حفظ اعتبار سازمان‌ها شود.

نمونه‌هایی از انواع سیستم‌های کنترل صنعتی

سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) شامل مجموعه‌ای از تکنولوژی‌ها و سیستم‌های مختلف هستند که به کنترل، نظارت و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی کمک می‌کنند. در اینجا به سه مورد از مهم‌ترین نمونه‌های سیستم‌های کنترل صنعتی اشاره می‌کنیم:

۱. سیستم‌های کنترل نظارت و جمع‌آوری داده‌ها (SCADA)

SCADA یک سیستم کنترل صنعتی است که برای نظارت و کنترل فرآیندهای بزرگ و پراکنده جغرافیایی استفاده می‌شود. این سیستم‌ها به طور گسترده در صنایع نفت و گاز، شبکه‌های برق و سیستم‌های حمل و نقل استفاده می‌شوند.

این سیستم از سنسورها، کنترلرها و نرم‌افزارهایی تشکیل شده که داده‌ها را از نقاط مختلف جمع‌آوری کرده و به اپراتورها امکان نظارت و کنترل بر فرآیندها از راه دور را می‌دهند. یکی از ویژگی‌های کلیدی SCADA این است که می‌تواند اطلاعات لحظه‌ای را از تجهیزات و ماشین‌آلات جمع‌آوری کرده و آنها را به یک مرکز کنترل ارسال کند تا تصمیم‌گیری‌ها به سرعت و دقت انجام شوند.

۲. سیستم‌های کنترل توزیع شده (DCS)

سیستم کنترل توزیع شده (DCS) یک نوع دیگر از سیستم‌های کنترل صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای پیچیده و متمرکز مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌های برق استفاده می‌شود. برخلاف SCADA که برای پراکندگی جغرافیایی استفاده می‌شود DCS بر کنترل فرآیندهای درون یک مکان خاص تمرکز دارد.

DCS از کنترل‌گرهای مختلفی تشکیل شده که به طور مستقل و توزیع شده بر قسمت‌های مختلف یک فرآیند نظارت و کنترل می‌کنند. این سیستم‌ها به دلیل دقت بالا و توانایی کنترل فرآیندهای پیچیده در صنایعی که نیاز به پایش دقیق دارند اهمیت زیادی نیز دارند.

۳. سیستم‌های اتوماسیون ساختمان (BAS)

سیستم‌های اتوماسیون ساختمان (BAS) نوعی دیگر از سیستم‌های کنترل صنعتی هستند که در ساختمان‌ها برای مدیریت سیستم‌های مختلف مانند تهویه مطبوع، گرمایش، روشنایی و امنیت ساخمان‌ها به کار می‌روند. این سیستم‌ها از سنسورها، کنترل‌گرها و نرم‌افزارها استفاده می‌کنند تا بتوانند به‌طور خودکار و کارآمد سیستم‌های ساختمان را مدیریت کنند.

یکی از مزایای BAS این است که می‌تواند به بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی کمک کند. این سیستم‌ها در ساختمان‌های تجاری، بیمارستان‌ها، و دیگر محیط‌های بزرگ که نیاز به مدیریت دقیق دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چالش‌های امنیتی در سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS)

ICSها که برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای حیاتی در صنایع مختلف کار می‌روند با چالش‌های امنیتی پیچیده‌ای مواجه هستند. با افزایش حملات سایبری و نیاز به اتصال بیشتر این سیستم‌ها به شبکه‌های مختلف، امنیت ICS از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. در ادامه به برخی از مهم‌ترین چالش‌های امنیتی در این سیستم‌ها اشاره می‌کنیم:

• سیستم‌های قدیمی:

بسیاری از سیستم‌های کنترل صنعتی هنوز از فناوری‌های قدیمی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها فاقد ویژگی‌های امنیتی مدرن هستند و به راحتی مورد حملات سایبری قرار می‌گیرند. ارتقاء این سیستم‌ها به نسخه‌های جدیدتر اغلب هزینه‌بر و پیچیده است و به همین دلیل بسیاری از صنایع به استفاده از آنها ادامه می‌دهند.

• پیچیدگی سیستم‌ها:

سیستم‌های کنترل صنعتی بسیار پیچیده و شامل اجزاء و پروتکل‌های مختلفی هستند که به هم متصل شده‌اند. این پیچیدگی باعث می‌شود شناسایی آسیب‌پذیری‌ها و پیاده‌سازی اقدامات امنیتی در آنها به یک چالش بزرگ تبدیل شود. برای تأمین امنیت این سیستم‌ها نیاز به درک جامع از معماری و عملکرد هر یک از اجزا و پروتکل‌ها وجود دارد.

• اتصال به شبکه‌های دیگر:

یکی از مزایای اتصال ICS به شبکه‌های سازمانی و اینترنت، افزایش بهره‌وری عملیاتی است اما این ارتباطات نیز باعث افزایش نقاط ورودی برای تهدیدات سایبری می‌شود. هر چه اتصال سیستم‌های کنترل صنعتی به شبکه‌های خارجی بیشتر شود، سطح حمله نیز بزرگ‌تر می‌شود و مهاجمان می‌توانند از این ارتباطات برای نفوذ به سیستم‌ها استفاده کنند.

• حملات باج‌افزاری:

حملات باج‌افزاری یکی از بزرگ‌ترین تهدیدات امنیتی برای سیستم‌های ICS به شمار می‌روند. در این نوع حملات، مهاجمان اطلاعات حیاتی را رمزنگاری کرده و در ازای آزادسازی آنها درخواست باج می‌کنند. این حملات می‌توانند عملیات صنعتی را به‌طور جدی مختل کنند و خسارات مالی سنگینی به همراه داشته باشند.

• آسیب‌پذیری‌های زنجیره تأمین:

زنجیره تأمین پیچیده تجهیزات و نرم‌افزارهای ICS ممکن است نقاط ضعف زیادی داشته باشد. مهاجمان می‌توانند از این نقاط ضعف برای نفوذ به سیستم‌های کنترل صنعتی استفاده کنند و زیرساخت‌های حیاتی را دچار اختلال کنند.

• تهدیدات داخلی:

تهدیدات داخلی از جمله کارکنانی که عمداً یا به طور تصادفی امنیت ICS را به خطر می‌اندازند، یکی دیگر از چالش‌های امنیتی است. آموزش کارکنان و پیاده‌سازی روش‌هایی برای پایش و مقابله با این نوع تهدیدات از اهمیت بالایی برخوردار است.

استراتژی‌های امنیتی برای حفاظت از سیستم‌های کنترل صنعتی

امنیت سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) برای حفظ زیرساخت‌های حیاتی صنعتی در برابر تهدیدات سایبری بسیار مهم است. برای مقابله با این تهدیدات روش‌ها و استراتژی‌های امنیتی متعددی وجود دارد که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:

• جداسازی شبکه (Network Segmentation)

یکی از موثرترین روش‌ها برای محافظت از ICS جداسازی شبکه‌های صنعتی از شبکه اینترنت است. با این روش ترافیک بین بخش‌های مختلف سیستم محدود می‌شود و امکان نفوذ به تمام سیستم از طریق یک نقطه ورودی کاهش می‌یابد. استفاده از فایروال‌ها و سیستم‌های مدیریت ترافیک به این جداسازی کمک می‌کند.

• نظارت مداوم و شناسایی تهدیدات

نظارت مداوم بر ترافیک شبکه و رفتارهای سیستم‌های ICS از طریق سیستم‌های شناسایی نفوذ (IDS) و سیستم‌های پیشگیری از نفوذ (IPS) از اهمیت بالایی برخوردار است. این ابزارها به شناسایی فعالیت‌های غیرعادی و مشکوک که ممکن است نشانه‌ای از یک حمله سایبری باشند، کمک می‌کنند. همچنین، استفاده از روش‌های آنالیز رفتاری می‌تواند تهدیدات جدید و ناشناخته را شناسایی کند.

• به‌روزرسانی و مدیریت آسیب‌پذیری‌ها

سیستم‌های ICS به دلیل استفاده از فناوری‌های قدیمی ممکن است آسیب‌پذیری‌های زیادی داشته باشند. برای جلوگیری از سوءاستفاده از این آسیب‌پذیری‌ها، ضروری است که سیستم‌ها به‌روز نگه داشته شوند و نرم‌افزارها و سیستم‌های عامل به صورت منظم پچ‌های امنیتی دریافت کنند. همچنین استفاده از سیستم‌های مدیریت آسیب‌پذیری برای شناسایی و رفع نقاط ضعف قبل از وقوع حملات ضروری است.

• آموزش و آگاهی‌بخشی

یکی از راه‌های مهم برای جلوگیری از حملات سایبری آموزش کارکنان است. بسیاری از تهدیدات امنیتی به دلیل خطاهای انسانی رخ می‌دهند. بنابراین آموزش پرسنل درباره بهترین روش‌های امنیتی و نحوه شناسایی تهدیدات می‌تواند تا حد زیادی به کاهش حملات کمک کند. همچنین تمرین‌های دوره‌ای برای آماده‌سازی کارکنان در مواجهه با حوادث امنیتی ضروری است.

• رمزنگاری داده‌ها (Data Encryption)

استفاده از رمزنگاری برای محافظت از داده‌های حساس در سیستم‌های کنترل صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است. این روش نه تنها در هنگام انتقال داده‌ها بین بخش‌های مختلف شبکه بلکه در ذخیره‌سازی اطلاعات نیز به کاهش خطر سرقت و دسترسی غیرمجاز کمک می‌کند. رمزنگاری داده‌ها باعث می‌شود که حتی در صورت دسترسی مهاجمان به اطلاعات، نتوانند از آنها سوءاستفاده کنند.

• کنترل دسترسی‌ها و احراز هویت (Access Control)

مدیریت و محدود کردن دسترسی به سیستم‌های کنترل صنعتی به افراد مجاز از دیگر روش‌های مهم برای افزایش امنیت است. استفاده از احراز هویت چندعاملی (MFA)، سطوح دسترسی مختلف و رعایت اصل حداقل دسترسی (Least Privilege) می‌تواند از دسترسی غیرمجاز به سیستم‌ها جلوگیری کند و سطح امنیت را افزایش دهد.

احراز هویت چیست؟

جمع بندی…

امنیت سیستم‌های کنترل صنعتی به دلیل اهمیت زیرساخت‌های حیاتی و افزایش روزافزون تهدیدات سایبری به یکی از چالش‌های اصلی صنایع تبدیل شده است. این سیستم‌ها نه تنها در بهبود کارایی فرآیندهای صنعتی نقش حیاتی دارند بلکه حفاظت از آنها مستقیماً به امنیت اقتصادی و اجتماعی یک کشور مرتبط است.

به همین سبب استفاده از استراتژی‌های امنیتی متنوع به عنوان اقداماتی ضروری برای مقابله با حملات سایبری پیشنهاد می‌شود. با در نظر گرفتن پیچیدگی‌های موجود و رشد روزافزون تهدیدات سایبری پیاده‌سازی یک رویکرد جامع امنیتی برای حفظ ایمنی و پایداری عملیات صنعتی حیاتی است.