sistemas de proteção de perímetro
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Segurança em Centro de Controle da Operação para Sistemas de
Automação SCADA na Distribuição de Água
Apresentação do Artigo
Sistemas de Proteção de Perímetro
Prof. Dr. Adilson Eduardo Guelfi
Aluno: Silvio Rocha
• Motivadores e Justificativa• Objetivo• Referencial Teórico• Trabalhos Relacionados• Proposta• Validação• Conclusão
Agenda
Motivadores e Justificativas Envolvimento com ambientes SCADAs no setor de saneamento com foco na distribuição de água;
A área de sistemas automatizados vem ganhando maior visibilidade nos últimos anos e a sua utilização torna-se cada vez mais importante para os negócios, principalmente pela sua integração com as redes corporativas;
Garantir uma melhor proteção das informações que trafegam nas redes de automação, que se atacadas podem ter grande impacto na sociedade;
Os sistemas de controle e aquisição de dados (Supervisory Control and Data Acquisition – SCADA) estavam protegidos de ataques externos e internos graças a seus protocolos proprietários e redes isoladas;
Com o crescente uso do padrão Ethernet nas estruturas de automação industrial, esse ambiente vem convergindo para sistemas abertos e com isso levanta a questão da segurança da informação.
Motivadores e JustificativasFigura 1 – Compara três anos e mostra o crescimento em incidentes (azul) e o nível de impacto (vermelho) para as organizações que utilizem sistemas de controle.
Figura 2 – Mostra a distribuição por setor para todos os incidentes relatados em 2011.No setor de saneamento (água) temos um elevado número de incidentes devido as características de acesso remoto inseguro.
Objetivo
O objetivo do artigo é propor um modelo de arquitetura conceitual de segurança, gerenciamento e disponibilidade, tendo por base as normas ISO 27002 e ISA 99 para os ambientes de automação no saneamento, com foco principal no processo de distribuição de água.
Referencial TeóricoSegurança da Informação
De uma maneira simplista, a grande maioria dos incidentes é causado intencionalmente por pessoas maliciosas. Para tornar uma rede segura e proteger contra ameaças e ataques, pode-se utilizar:
Sistema de Detecção de Intruso – IDS Firewall Criptografia Tecnologias de Autenticação e Autorização
O padrão 802.1x se integra com o padrão AAA (Authentication, Authorization and Accounting) da IETF (Internet Engineering Task Force). Em segurança da informação, o padrão AAA é uma referência aos protocolos relacionados com os procedimentos de:
autenticação;autorização e contabilização
Norma ISA 99 - Arquitetura da Automação Industrial
Entre os principais elementos dessa arquitetura estão os sistemas SCADA ou supervisórios, são sistemas digitais que provem supervisão, controle, gerenciamento e monitoramento dos processos em tempo real.
Unidade de Terminal Remota (Remote Terminal Unit – RUT) Controlador Lógico Programável (Programmable Logic Controller – PLC) Interface Homem-Máquina (Humam Machine Interface – HMI) Protocolos de Redes Industriais (CAN Bus, Modbus, Profibus, etc)
O RADIUS é um protocolo utilizado para disponibilizar acesso a redes utilizando a arquitetura AAA.
Implementado em pontos de acesso sem fio, switches e outros tipos de dispositivos que permitem acesso autenticado a redes de computadores. O protocolo RADIUS é definido pela RFC 2865 (RIGNEY, 2000).
O RADIUS foi idealizado para centralizar as atividades de Autenticação, Autorização e Contabilização.
Trabalhos Relacionados
Tipo Tema Objetivo
DissertaçãoCibersegurança em sistemas de automação em plantas de tratamento de água.
Propor uma metodologia cujo foco seja e minimização dos riscos de segurança.
Artigo ICS-CERT Incident Response Summary Report: 2009 – 2011.
Apresentar um resumo dos incidentes cibernéticos e orinetar a defesa dos ambientes de sistema de automação contra ameaças cibernéticas emergentes.
Guia
Guia de Referência para a Segurança das Infraestruturas Críticas da Informação – Versão 01 – Nov/2010.
Reunir métodos e instrumentos, visando garantir a Segurança das Infraestruturas Críticas da Informação e com isso assegurar, dentro do espaço cibernético, ações de segurança da informação e comunicações como fundamentais para garantir disponibilidade, integridade, confidencialidade e autenticidade da informação, no âmbito da Administração Pública Federal.
Trabalhos Relacionados
Tipo Tema Objetivo
Norma ANSI/ISA–99Segurança para Automação Industrial e Sistemas de Controle: Terminologia, Conceitos e Modelos
ArtigoArquitetura de Segurança da Informação em Redes de Controle e Automação.
Ilustrar uma arquitetura de uma solução de segurança para os diversos estágios de evolução dos sistemas de automação que compõem as instalações da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco – CHESF.
Guia
Firewall Deployment for SCADA and Process Control Networks – Good Practice Guide - CPNI
Coleção de informações que foram resumidas em um artigo em termos de arquitetura de firewall, implantação, concepção e gestão para determinar práticas de segurança atuais.
Livro Industrial Network SecurityProteção de infraestruturas críticas, Redes para Smart Grid, SCADA e outras sistemas de controle industrial.
Norma ABNT NBR ISO/IEC 27002 Código de prática para a gestão da segurança da informação.
Proposta A proposta desenvolvida foi norteada por todos os trabalhos relacionados nessa apresentação, porém teve forte influência das normas ANSI/ISA 99 e ISO 27002, como também do Guia de Boas Práticas do Centro de Proteção Nacional de Infraestrutura (CPNI).
Para o artigo optou-se pelo estudo dos modelos de arquitetura de automação SCADA que pudessem se aplicados no setor de saneamento, em especial distribuição de água.
Com base na norma ISA 99, veremos no próximo slide um diagrama de uma arquitetura recomendada para uma série de situações práticas e mostra como definir zonas de segurança.
Proposta
Proposta
Proposta
Outro estudo utilizado nesse artigo foi realizado pelo Grupo de Tecnologia da Informação Avançada (Group for Advanced Information Technology – GAIT) que analisou implantações de redes SCADA e identificou oito arquiteturas:
Arquiteturas Segurança Gerenciamento Disponibilidade Pontuação
1) Duas interfaces de Rede nos Computadores; 1,00 2,00 1,00 4,00
2) Servidor com duas interfaces de rede e com software defirewall pessoal;
2,00 1,00 1,00 4,00
3) Filtragem de pacotes Router/Switch Camada 3 entre aRede de Controle de Processos e a Rede Corporativa;
2,00 2,00 4,00 8,00
4) Firewall com duas portas, uma na Rede de Controle deProcessos e outra na Rede Corporativa;
3,00 5,00 4,00 12,00
5) Combinação de Router/Firewall entre Rede de Controlede Processos e Rede Corporativa;
3,50 3,00 4,00 10,50
6) Firewall com zonas desmilitarizadas entre a Rede deControle de Processos e a Rede Corporativa;
4,00 4,50 4,00 12,50
7) Firewalls emparelhados entre a Rede de Controle deProcessos e a Rede Corporativa;
5,00 3,00 3,50 11,50
8) Combinações de Firewall e VLAN entre a Rede deControle de Processos e a Rede Corporativa.
4,50 3,00 5,00 12,50
Pontuação aproximada para arquiteturas de redes SCADA
Pontuação (1 = Pior e 5 = Melhor)
Sistemas de Negócio e Informação
SCADA e Sistemas
Supervisório
Automação Industrial e
Sistemas de Controle
SCADA DMZ
PropostaMesmo com essas diferenças funcionais entre as redes de automação e as redes corporativas, a integração é necessário conforme já explanado.
Por essa razão é recomendado uma arquitetura segura e que para validação desse artigo será adotado a arquitetura de número 8 – Combinações de Firewall e VLAN entre Rede de Controle de Processos e a Rede Corporativa.
Essa arquitetura será complementada de alguns mecanismos de proteção de perímetro ligados a tecnologia de autenticação e autorização, propostos pelo autor deste artigo.
Validação
Para validação da proposta utilizou-se de duas situações:
Ambiente existente de produção com os servidores SCADAs segregados por VLAN;
Ambiente de laboratório prático para validação do processo de autenticação e autorização RADIUS, por meio do servidor FreeRadius e serviço de diretório LDAP.
Centro de Controle
Rede de Controle do Processo
Estação de Tratamento
de Água
Reservatórios de Água
Rede Corporativa
Internet
Rede de Automação
Rede de Automação no Campo
ServidorAplicação
ServidorSCADA
Corporativo
ServidorOPC
ServidorRADIUS/
LDAP
ServidorHistoriador
HMI Local
HMI Local
HMI Local
Estação de Tratamento
de Água
RTU ou PLC
RTU ou PLC
RTU ou PLC
Arquitetura Conceitual
Filias
ServidorSCADA WEB
Rede Corporativa
Frame Relay Automação
MPLS - Rede Corporativa
RADIUS/MSCHAP
ServidorRADIUS/LDAP
ServidorHistoriador
ServidorSCADA WEB
Rede Corporativa
ServidorAplicação
ServidorSCADA
Corporativo
ServidorOPC
Rede de Controle do Processo
Centro de Controle
802.1x/PEAP/MSCHAPv2
RADIUS/TLS
RADIUS/TLS
Arquitetura Física e Lógica
Rede IP10.66.8.0/21
VLAN 2
Rede IP172.21.0.0/24
VLAN 1
Firewall/NAT
Rede IP192.168.0.0/24
Autenticação com 802.1x
Liberação de acesso na VLAN
Internet
Autenticação e autorização
O acesso da rede corporativa é possível pelas regras de acessos (Access Rules) aplicadas nos contextos da arquitetura proposta, além do NAT entre a rede de automação e rede corporativa.
Firewall - DMZ
Conclusão
• Existe uma melhoria significativa na segurança com a utilização de firewalls para separação das redes de processo das redes corporativas, por meio de DMZ e Vlan;
• Utilizar um ambiente de rede que possua uma forma de autenticação e autorização para acesso ao meio é uma das formas de aumentar a segurança;
• Com o processo de autorização, somente usuários legítimos e devidamente identificados tem acesso aos recursos disponíveis. Já o processo de autorização fornece flexibilidade para implementar uma hierarquia de acesso, bem como manter centralizada a base de usuários.
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