Zabezpieczenie rewolucji energetycznej i przyszłości IoT

Dostarczone przez Siemens Energia

Na początku 2021 r. Amerykanie mieszkający na Wschodnim Wybrzeżu otrzymali ostrą lekcję na temat rosnącego znaczenia cyberbezpieczeństwa w energetyce. Atak ransomware uderzył w firmę, która obsługuje rurociąg Colonial — główną arterię infrastrukturalną, która transportuje prawie połowę wszystkich paliw płynnych z wybrzeża Zatoki Meksykańskiej do wschodnich Stanów Zjednoczonych. Wiedząc, że przynajmniej niektóre z ich systemów komputerowych zostały naruszone i nie mając pewności co do zakresu problemów, firma była zmuszona uciec się do brutalnego rozwiązania: zamknąć cały rurociąg.

Leo Simonovich jest wiceprezesem i globalnym szefem ds. cyberbezpieczeństwa przemysłowego i bezpieczeństwa cyfrowego w Siemens Energy.

Przerwa w dostawach paliwa miała ogromne konsekwencje. Ceny paliw natychmiast wzrosły. Prezydent Stanów Zjednoczonych zaangażował się, starając się zapewnić spanikowanych konsumentów i przedsiębiorców, że paliwo będzie wkrótce dostępne. Pięć dni i niewypowiedziane miliony dolarów strat ekonomicznych później firma zapłaciła 4,4 miliona dolarów okupu i przywróciła swoją działalność.

Błędem byłoby postrzeganie tego incydentu jako historii jednego rurociągu. W całym sektorze energetycznym coraz więcej urządzeń fizycznych, które wytwarzają i przesyłają paliwa i energię elektryczną w całym kraju i na całym świecie, opiera się na sterowanym cyfrowo sprzęcie sieciowym. Zmodernizowano systemy zaprojektowane i skonstruowane z myślą o operacjach analogowych. Nowa fala technologii niskoemisyjnych — od energii słonecznej, wiatrowej po turbiny pracujące w cyklu kombinowanym — jest z natury technologią cyfrową, wykorzystującą zautomatyzowane elementy sterujące, aby wycisnąć każdą wydajność z odpowiednich źródeł energii.

Tymczasem kryzys Covid-19 przyspieszył odrębny trend w kierunku zdalnej obsługi i coraz bardziej wyrafinowanej automatyzacji. Ogromna liczba pracowników przeszła z czytania wskaźników w fabryce do czytania ekranów z kanapy. Potężne narzędzia do zmiany sposobu wytwarzania i kierowania energią mogą być teraz zmieniane przez każdego, kto wie, jak się zalogować.

Te zmiany to świetna wiadomość — świat dostaje więcej energii, niższe emisje i niższe ceny. Ale te zmiany podkreślają również rodzaje luk, które spowodowały nagłe zatrzymanie rurociągu kolonialnego. Te same narzędzia, które zwiększają siłę legalnych pracowników sektora energetycznego, stają się niebezpieczne, gdy zostaną przejęte przez hakerów. Na przykład sprzętowi trudnemu do wymiany można wydać polecenia, by się roztrzepać, przez co na całe miesiące fragmenty krajowej sieci nie działają.

Dla wielu państw narodowych umiejętność wciśnięcia guzika i zasiania chaosu w gospodarce rywalizującego państwa jest wysoce pożądana. A im bardziej infrastruktura energetyczna staje się hiperpołączona i zarządzana cyfrowo, tym więcej celów oferuje dokładnie taką możliwość. Nic więc dziwnego, że coraz większy udział cyberataków obserwowanych w sektorze energetycznym przesunął się z atakowania technologii informatycznych (IT) na technologie operacyjne (OT) — sprzęt, który bezpośrednio kontroluje fizyczne operacje zakładu.

Aby sprostać wyzwaniu, dyrektorzy ds. bezpieczeństwa informacji (CISO) i ich centra operacji bezpieczeństwa (SOC) będą musieli zaktualizować swoje podejście. Obrona technologii operacyjnych wymaga innych strategii — i odrębnej bazy wiedzy — niż obrona technologii informatycznych. Na początek obrońcy muszą zrozumieć stan działania i tolerancje swoich zasobów — polecenie przepchnięcia pary przez turbinę działa dobrze, gdy turbina jest ciepła, ale może ją zepsuć, gdy turbina jest zimna. Identyczne polecenia mogą być prawidłowe lub złośliwe, w zależności od kontekstu.

Nawet zbieranie danych kontekstowych potrzebnych do monitorowania i wykrywania zagrożeń jest logistycznym i technicznym koszmarem. Typowe systemy energetyczne składają się z urządzeń kilku producentów, instalowanych i modernizowanych przez dziesięciolecia. Tylko najnowocześniejsze warstwy zostały zbudowane z cyberbezpieczeństwem jako ograniczeniem projektowym, a prawie żaden z używanych języków maszynowych nigdy nie miał być kompatybilny.

W przypadku większości firm obecny stan dojrzałości cyberbezpieczeństwa pozostawia wiele do życzenia. Prawie wszechwiedzące widoki na systemy IT są połączone z dużymi martwymi punktami OT. Jeziora danych pęcznieją dzięki starannie zebranym wynikom, których nie można połączyć w spójny, kompleksowy obraz stanu operacyjnego. Analitycy wypalają się pod wpływem ostrzeżenia, próbując ręcznie sortować łagodne alerty od zdarzeń wynikowych. Wiele firm nie jest w stanie nawet stworzyć wyczerpującej listy wszystkich zasobów cyfrowych, które są legalnie podłączone do ich sieci.

Innymi słowy, trwająca rewolucja energetyczna jest marzeniem o wydajności — i koszmarem o bezpieczeństwie.

Zabezpieczenie rewolucji energetycznej wymaga nowych rozwiązań, które w równym stopniu potrafią identyfikować i reagować na zagrożenia ze świata fizycznego, jak i cyfrowego. Centra operacji bezpieczeństwa będą musiały połączyć przepływy informacji IT i OT, tworząc ujednolicony strumień zagrożeń. Biorąc pod uwagę skalę przepływów danych, automatyzacja będzie musiała odegrać rolę w zastosowaniu wiedzy operacyjnej do generowania alertów — czy to polecenie jest zgodne ze zwykłym biznesem, czy też kontekst wskazuje, że jest podejrzane? Analitycy będą potrzebować szerokiego, głębokiego dostępu do informacji kontekstowych. W miarę rozwoju zagrożeń, a firmy dodają lub wycofują aktywa, systemy obronne będą musiały się rozwijać i dostosowywać.

W tym miesiącu firma Siemens Energy zaprezentowała platformę monitorowania i wykrywania, której celem jest rozwiązywanie podstawowych problemów technicznych i zdolności stojących przed CISO, których zadaniem jest ochrona infrastruktury krytycznej. Inżynierowie Siemens Energy wykonali całą pracę niezbędną do zautomatyzowania zunifikowanego strumienia zagrożeń, dzięki czemu ich oferta, Eos.ii, może służyć jako fuzyjny SOC, który jest w stanie uwolnić moc sztucznej inteligencji w wyzwaniu, jakim jest monitorowanie infrastruktury energetycznej.

Rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji odpowiadają na podwójną potrzebę adaptacji i ciągłej czujności. Algorytmy uczenia maszynowego przechwytujące ogromne ilości danych operacyjnych mogą uczyć się oczekiwanych relacji między zmiennymi, rozpoznawać wzorce niewidoczne dla ludzkich oczu i podkreślać anomalie do celów śledztwa. Ponieważ uczenie maszynowe może być szkolone na danych ze świata rzeczywistego, może uczyć się unikalnych cech każdego miejsca produkcji i może być szkolone iteracyjnie, aby rozróżniać łagodne i wtórne anomalie. Analitycy mogą następnie dostroić alerty, aby obserwować określone zagrożenia lub ignorować znane źródła hałasu.

Rozszerzenie monitorowania i wykrywania na przestrzeń OT utrudnia atakującym ukrywanie się — nawet w przypadku wdrożenia unikalnych ataków typu zero-day. Oprócz badania tradycyjnych sygnałów, takich jak wykrywanie oparte na sygnaturach lub skoki ruchu sieciowego, analitycy mogą teraz obserwować wpływ nowych danych wejściowych na sprzęt w świecie rzeczywistym. Sprytnie zamaskowane złośliwe oprogramowanie nadal będzie sygnalizować alarmy, tworząc anomalie operacyjne. W praktyce analitycy korzystający z systemów opartych na sztucznej inteligencji odkryli, że ich silnik wykrywania Eos.ii był wystarczająco czuły, aby predykcyjnie identyfikować potrzeby konserwacyjne — na przykład, gdy łożysko zaczyna się zużywać, a stosunek pary wchodzącej do wyłączanej zaczyna dryfować .

Zrobione dobrze, monitorowanie i wykrywanie, które obejmuje zarówno IT, jak i OT, powinno narazić intruzów. Analitycy badający alerty mogą prześledzić historię użytkowników, aby określić źródło anomalii, a następnie przejść dalej, aby zobaczyć, co jeszcze zostało zmienione w podobnym czasie lub przez tego samego użytkownika. Dla firm energetycznych zwiększona precyzja przekłada się na radykalnie zmniejszone ryzyko – jeśli potrafią określić zakres włamania i zidentyfikować, które konkretne systemy zostały naruszone, zyskują opcje reakcji chirurgicznych, które rozwiązują problem przy minimalnym uszkodzeniu pobocznym – powiedzmy, wyłączając jeden oddział i dwie przepompownie zamiast całego rurociągu.

Ponieważ systemy energetyczne kontynuują trend w kierunku hiperłączności i wszechobecnej kontroli cyfrowej, jedno jest jasne: zdolność danej firmy do świadczenia niezawodnych usług będzie w coraz większym stopniu zależeć od jej zdolności do tworzenia i utrzymywania silnych, precyzyjnych zabezpieczeń cybernetycznych. Monitorowanie i wykrywanie oparte na sztucznej inteligencji to obiecujący początek.

Aby dowiedzieć się więcej o nowej platformie monitorowania i wykrywania opartej na sztucznej inteligencji Siemens Energy, sprawdź ich ostatnia biała księga na Eos.ii .

Dowiedz się więcej o cyberbezpieczeństwie firmy Siemens Energy pod adresem Cyberbezpieczeństwo energetyczne firmy Siemens .

Ta treść została wyprodukowana przez firmę Siemens Energy. Nie została napisana przez redakcję MIT Technology Review.

ukryć