Файл: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимирский государственный университет.doc

Операторская Операторская

станция станций

Принтер



Коммутатор Industrial Ethernet

I Сервер




лмянмуНоМ МуТЭТОр

Il i

Контроллер Контроллер

Рисунок 1.7 - Нерезервированная конфигурация сети верхнего уровня.

Такая простая конфигурация подходит лишь для систем управления, внедряемых на некритичных участках производства (водоподготовка для ка­ких-нибудь водяных контуров или, например, приемка молока на молочном заводе). Для более ответственных технологических участков такое решение явно неудовлетворительно.

На Рисунке 1.8 показана отказоустойчивая конфигурация с полным ре­зервированием. Каждый канал связи и сетевой компонент резервируется. Об­ратите внимание, сколько отказов переносит система прежде, чем теряется коммуникация с одной рабочей станцией оператора. Но даже это не выводит систему из строя, так как остается в действии вторая, страхующая рабочая станция

---

.
1.6 Выводы и постановка задач

1. 
   Проведен анализ типичных АСУ ТП с точки зрения обеспечения безо­пасности. Составлена таблица данных о 8 современных АСУ ТП различной степени сложности, внедренных на объектах химического производства и смежных отраслей. Выявлен дисбаланс в защищенности сетей и оборудова­ния верхнего и нижнего уровней АСУ ТП, требующий исследования и разра­ботки средств и мер защиты сетей и оборудования нижнего уровня АСУ ТП.
   
2. 
   Проанализированы 12 наиболее распространенных 8САГ)А-систем, применяемых в химической промышленности, и выявлены основные встро­енные механизмы защиты информации. Поскольку в подавляющем большин­стве применений 8САЕ)А-систем используются лишь два метода защиты: па­роли и дублирование оборудования и сетей, то необходимо раскрыть воз­можности использования средств защиты ЭСАВА-систем совместно со встроенными механизмами защиты сетей и оборудования нижнего уровня АСУ ТП.
   
3. 
   Исследованы телекоммуникации, используемые в АСУ ТП химической промышленности, выявлены особенности сетей нижнего уровня: детермини­рованность, централизованность, поддержка больших расстояний, защита от электромагнитных наводок, взрывобезопасность. Не обнаружено сведений о защите телекоммуникаций нижнего уровня АСУ ТП от прямого вторжения. Поэтому целесообразно исследовать информационную безопасность этих те­лекоммуникаций при прямом вторжении и разработать меры защиты.
   
4. 
   Выявлено, что проблемы информационной безопасности в химической промышленности обусловлены спецификой производственных процессов: взрывоопасность, пожароопасность, экологическая опасность химического производства, агрессивная среда размещения и рассредоточенность аппара­туры нижнего уровня АСУ ТП. В связи с этим необходимо выявить особен­ности обеспечения информационной безопасности в АСУ ТП в химической промышленности, провести оценку защищенности телекоммуникаций реаль­ной АСУ ТП от различных угроз.
   

---

Исходя из вышеизложенного, можно сформулировать следующие зада­чи исследования:

• 
  выявить особенности обеспечения информационной безопасности в АСУ ТП химической промышленности;
  
• 
  исследовать информационную безопасность телекоммуникаций ниж­него уровня АСУ ТП химической промышленности;
  
• 
  провести экспериментальную проверку защищенности телекоммуни­каций нижнего уровня АСУ ТП химической промышленности;
  
• 
  исследовать эффективность программных методов защиты телеком­муникаций нижнего уровня АСУ ТП химической промышленности;
  
• 
  провести оценку защищенности телекоммуникаций АСУ ТП «ПХВ-
  

1»;

• 
  разработать методику создания систем защиты информации в АСУ ТП;
  
• 
  выработать рекомендации по обеспечению информационной безопас­ности телекоммуникаций нижнего уровня АСУ ТП химической промышлен­ности;
  
• 
  разработать и проверить алгоритмы обеспечения информационной безопасности телекоммуникаций нижнего уровня АСУ ТП химической про­мышленности;
  
• 
  обосновать выбор методов оценки качества СЗИ в АСУ ТП;
  
• 
  разработать методику оценки качества СЗИ;
  

-провести оценку защищенности АСУ ТП «ПХВ-1» по разработанной методике.

2 ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В АСУ ТП

Обеспечить информационную безопасность АСУ ТП на достаточно вы­соком уровне, при постоянно растущем уровне информатизации и постоянно увеличивающемся количестве угроз, уже невозможно только комплексом внешних мер защиты. Необходим системный подход к обеспечению инфор­мационной безопасности АСУ ТП, когда внешнюю защитную оболочку бу­дет создавать комплексная система информационной безопасности, а внут­ренние барьеры образуют встроенные механизмы защиты в программных и технических компонентах АСУ ТП.

Обойти внешнюю защиту можно, внутреннюю — гораздо сложнее. По­этому автор обращает особое внимание на преимущества разработки и при­менения программных и аппаратурных средств АСУ ТП, имеющих встроен­ные механизмы защиты, которыми пользователь может управлять для созда­ния требуемой пропорции механизмов защиты [14].

Есть базовый уровень обеспечения информационной безопасности, ко­торый подразумевает обязательное наличие определенных средств защиты. Так, например, вирусы представляют опасность для любой информационной системы, поэтому средства антивирусной защиты должны быть всегда. При создании любой информационной системы существует внутренняя политика обеспечения безопасности, заключающаяся хотя бы в разграничении доступа к ресурсам. Наличие различных прав у разных категорий пользователей вы­зывает необходимость контроля за реализацией этих прав. Следовательно, обязательно должны быть решены вопросы аутентификации и наличия меха­низма администрирования системы. Логично предположить, что если в ком­пании существуют правила и система администрирования, надо ввести неко­торый мониторинг процесса функционирования системы, чтобы иметь воз­можность фиксировать «следы»

---

действий как легальных пользователей, так и нелегальных.

Для обеспечения реализации внутренних правил и регламентов безо­пасности можно ограничиться мониторингом системы, а с точки зрения внешних воздействий надо постараться поставить барьер для защиты от не­санкционированных действий извне. Для этого используется, например, меж­сетевой экран (firewall), определяющий права внешних пользователей и про­цессов по отношению к внутренним. Это практически обязательный набор, который присутствует во всех достаточно сложных информационных систе­мах. А дальше начинается другой уровень, который регулирует наличие и пропорции тех или иных механизмов защиты.

2.1 Особенности обеспечения информационной безопасности в АСУ ТП

химической промышленности

Особенностью АСУ ТП в химической промышленности является то, что с их помощью осуществляется управление производственными процес­сами и системами, от которых непосредственным образом зависит безопас­ность и жизнедеятельность нашего общества, а также экологическая обста­новка.

Обеспечение информационной безопасности промышленных систем в , химической промышленности требует соответствующего подхода, учиты­вающего эти особенности. Для того чтобы выработать такой подход, необхо­димо, прежде всего, оценить серьезность проблемы в целом, затем, опираясь на накопленную статистику инцидентов, подвергнуть тщательному анализу специфические для промышленных систем угрозы и уязвимости и на основа­нии этого анализа определить особые требования к режиму обеспечения ин­формационной безопасности критической инфраструктуры.

Обеспечение надежной защиты систем управления производственными процессами от внешних угроз, таких как несанкционированный доступ, ви­русы, черви и другие вредоносные программы жизненно важно. Проблема лишь усиливается из-за повсеместного использования общепринятых и рас­пространенных стандартов и программного обеспечения, таких как операци­онная система Microsoft Windows, протокола передачи данных TCP/IP. Атаки систем управления через сети верхнего уровня АСУ ТП, которые зачастую соединены с глобальной сетью, уже давно не единичны.

Хотя некоторые предприятия установили системы сетевой защиты ме­жду системами управления и сетями верхнего уровня АСУ ТП, а также кор­поративными сетями, есть многочисленные инциденты, когда хакеры и черви успешно обходили эту защиту, и использовали уязвимости в самих системах управления технологическими процессами. Существуют и прецеденты, когда подобные атаки были целенаправленными. Экономические последствия по­добных атак могут быть серьезными, более того возникает угроза жизни лю­дей, а также экологической обстановке.

---

Системы управления становятся все более уязвимыми. В прошлом сис­темы управления разрабатывались предприятиями с использованием собст­венных технологий и устанавливались в изоляции от сетей АСУ предпри­ятия, если таковые вообще,имели место быть. Однако, современные тенден­ции автоматизации требуют использования систем базирующихся на стан­дартных платформах (аппаратных и программных) из-за их более высокой эффективности и меньших затрат. Кроме того, желание дистанционного управления и контроля привело к принятию общих протоколов сети и созда­ний подключений между многими из этих систем к сетям АСУП. Преимуще­ства такой централизации очевидны, но к сожалению, многие предприятия не в состоянии обеспечить и соответствующий уровень безопасности таких се­тей.

Большинство кибер нападений основываются на прорехах в безопасно­сти систем. Они могут включать в себя:

• Плохую сегрегацию сети, другими словами, неполноценное использование брандмауэров, для отделения критических систем от других сетей;

• 
  Недостаточную защиту антивируса — сеть предприятия не защищена перед вирусам, червям и другим вредоносным программным обеспечением;
  
• 
  Незащищенные удаленные соединения — потенциально предоставляют свободный доступ хакерам к системам управления производственным процессом;
  
• 
  Плохую физическую защищенность — позволяет злоумышленникам получать физический доступ к системам.
  
• 
  Незащищенность отдаленных автоматизированных рабочих мест — несанкционированный доступ к системам управления производственным процессом;
  
• 
  Слабый мониторинг — отсутствие своевременного обнаружения и оперативного реагирования на несанкционированную деятельность, такую как нападение или разведка;
  
• 
  Слабую организацию резервного копирования — отсутствие резервной копии приводит потере важных данных и увеличивает время восстановления работоспособности систем.
  
• 
  Слабую защищенность паролей к системам.
  
• 
  Не устраненные уязвимости в безопасности программного обеспе­чения — несвоевременная установка обновлений, обеспечивающих устра­нение выявленных уязвимостей, предоставляемых производителями про­граммного обеспечения.
  

---