Giao diện người-máy (HMI) là thành phần quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, cung cấp cho người vận hành phương tiện để giám sát và kiểm soát các hệ thống phức tạp. Khi sự hội tụ của Công nghệ thông tin (CNTT) và Công nghệ vận hành (OT) tiếp tục, tính bảo mật của HMI ngày càng trở nên quan trọng. Bảo mật HMI hiệu quả đảm bảo tính toàn vẹn, tính sẵn sàng và tính bảo mật của các quy trình công nghiệp quan trọng. Bài đăng trên blog này khám phá các phương pháp hay nhất để bảo mật HMI trong môi trường công nghiệp, tập trung vào cả các biện pháp kỹ thuật và tổ chức.
Hiểu tầm quan trọng của bảo mật HMI
Trong môi trường công nghiệp, HMI đóng vai trò là cầu nối giữa người vận hành và hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS). Chúng hiển thị dữ liệu thời gian thực, cho phép điều chỉnh hệ thống và cung cấp phản hồi quan trọng cần thiết cho việc ra quyết định hoạt động. Với vai trò không thể thiếu của chúng, HMI là mục tiêu chính cho các cuộc tấn công mạng, có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như thời gian ngừng sản xuất, nguy cơ an toàn và tổn thất tài chính.
Sự kết nối ngày càng tăng của các hệ thống công nghiệp, được thúc đẩy bởi Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) và Công nghiệp 4.0, đã mở rộng bề mặt tấn công. Các mối đe dọa mạng nhắm vào HMI có thể khai thác các lỗ hổng trong phần mềm, giao thức mạng và tương tác của người dùng. Do đó, việc thực hiện các biện pháp an ninh mạnh mẽ là bắt buộc để bảo vệ các hoạt động công nghiệp.
Thực hiện xác thực và kiểm soát truy cập mạnh mẽ
Cơ chế xác thực và kiểm soát truy cập hiệu quả là nền tảng cho bảo mật HMI. Các biện pháp này đảm bảo rằng chỉ những nhân viên được ủy quyền mới có thể truy cập và vận hành HMI.
Xác thực
Xác thực xác minh danh tính của người dùng đang cố gắng truy cập HMI. Nó nên vượt ra ngoài mật khẩu đơn giản và xem xét xác thực đa yếu tố (MFA) để tăng cường bảo mật. MFA kết hợp một cái gì đó người dùng biết (mật khẩu), một cái gì đó người dùng có (mã thông báo vật lý hoặc thiết bị di động) và một cái gì đó người dùng là (xác minh sinh trắc học). Cách tiếp cận phân lớp này làm giảm đáng kể nguy cơ truy cập trái phép.
Kiểm soát truy cập
Kiểm soát truy cập xác định những gì người dùng được xác thực có thể làm trong môi trường HMI. Thực hiện kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC) đảm bảo rằng người dùng có các quyền cần thiết tối thiểu để thực hiện nhiệm vụ của họ. Ví dụ: người vận hành có thể có quyền truy cập vào dữ liệu thời gian thực và các chức năng điều khiển, trong khi nhân viên bảo trì có thể cần quyền truy cập vào cài đặt cấu hình. Kiểm tra và đánh giá thường xuyên về quyền truy cập giúp duy trì bảo mật và tuân thủ.
Đảm bảo liên lạc an toàn
Giao tiếp giữa HMI và các thành phần hệ thống khác phải an toàn để ngăn chặn việc chặn, giả mạo hoặc giả mạo dữ liệu.
Mã hóa
Sử dụng các giao thức mã hóa, chẳng hạn như Transport Layer Security (TLS), đảm bảo rằng dữ liệu được truyền giữa HMI và các thành phần ICS được mã hóa. Điều này ngăn kẻ tấn công nghe lén thông tin nhạy cảm hoặc tiêm dữ liệu độc hại. Mã hóa đầu cuối nên được triển khai để bảo vệ dữ liệu khi truyền và lưu trữ.
Phân đoạn mạng
Phân đoạn mạng liên quan đến việc chia mạng thành các phân đoạn nhỏ hơn, bị cô lập để hạn chế sự lây lan của các cuộc tấn công mạng tiềm ẩn. HMI quan trọng nên được đặt trong các phân đoạn mạng an toàn với kiểm soát và giám sát truy cập nghiêm ngặt. Điều này làm giảm nguy cơ kẻ tấn công di chuyển ngang trong mạng để tiếp cận các hệ thống quan trọng.
Thường xuyên cập nhật và vá lỗi phần mềm
Luôn cập nhật phần mềm và chương trình cơ sở HMI là điều cần thiết để giảm thiểu các lỗ hổng. Các nhà cung cấp thường xuyên phát hành các bản cập nhật và bản vá để giải quyết các lỗi bảo mật và cải thiện chức năng.
Quản lý bản vá
Thiết lập quy trình quản lý bản vá để đảm bảo áp dụng kịp thời các bản cập nhật. Điều này liên quan đến việc theo dõi các bản vá có sẵn, kiểm tra chúng trong một môi trường được kiểm soát và triển khai chúng trên mạng. Các giải pháp quản lý bản vá tự động có thể hợp lý hóa quy trình này và giảm nguy cơ lỗi của con người.
Truyền thông nhà cung cấp
Duy trì liên lạc thường xuyên với các nhà cung cấp HMI để được thông báo về các tư vấn và cập nhật bảo mật. Các nhà cung cấp thường cung cấp thông tin quan trọng về các lỗ hổng mới được phát hiện và các biện pháp giảm thiểu được khuyến nghị. Chủ động trong vấn đề này có thể tăng cường đáng kể vị thế bảo mật của các hệ thống HMI.
Tiến hành đánh giá bảo mật thường xuyên
Đánh giá bảo mật thường xuyên giúp xác định các lỗ hổng và đảm bảo tuân thủ các chính sách bảo mật.
Đánh giá lỗ hổng bảo mật
Tiến hành đánh giá lỗ hổng để xác định các điểm yếu tiềm ẩn trong hệ thống HMI. Những đánh giá này liên quan đến việc quét các lỗ hổng đã biết, cấu hình sai và phần mềm lỗi thời. Giải quyết kịp thời các vấn đề đã xác định giúp giảm nguy cơ khai thác.
Kiểm tra thâm nhập
Kiểm thử thâm nhập mô phỏng các cuộc tấn công mạng trong thế giới thực để đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo mật. Tin tặc có đạo đức cố gắng vi phạm hệ thống phòng thủ HMI, cung cấp thông tin chi tiết có giá trị về các vectơ và điểm yếu tấn công tiềm ẩn. Những phát hiện từ các thử nghiệm thâm nhập hướng dẫn việc thực hiện các biện pháp bảo mật nâng cao.
Triển khai hệ thống phát hiện và ngăn chặn xâm nhập
Hệ thống phát hiện và ngăn chặn xâm nhập (IDPS) rất cần thiết để giám sát và bảo vệ môi trường HMI chống lại các mối đe dọa mạng.
Hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS)
IDS giám sát lưu lượng mạng và các hoạt động của hệ thống để phát hiện các dấu hiệu của hành vi đáng ngờ. Chúng tạo ra cảnh báo khi phát hiện các mối đe dọa tiềm ẩn, cho phép các nhóm bảo mật phản ứng kịp thời. IDS dựa trên chữ ký dựa trên các mẫu mối đe dọa đã biết, trong khi IDS dựa trên sự bất thường sử dụng máy học để xác định độ lệch so với hành vi bình thường.
Hệ thống ngăn chặn xâm nhập (IPS)
IPS không chỉ phát hiện mà còn chặn các hoạt động độc hại theo thời gian thực. Họ có thể tự động thực thi các chính sách bảo mật và ngăn chặn truy cập hoặc tấn công trái phép. Tích hợp IPS với HMI đảm bảo bảo vệ liên tục chống lại các mối đe dọa đang phát triển.
Đảm bảo an ninh vật lý
Các biện pháp bảo mật vật lý thường bị bỏ qua nhưng rất quan trọng để bảo vệ hệ thống HMI.
Kiểm soát truy cập cho các vị trí thực tế
Thực hiện các cơ chế kiểm soát truy cập cho các vị trí thực tế chứa các hệ thống HMI. Điều này bao gồm các điểm vào an toàn, camera giám sát và các nỗ lực truy cập đăng nhập. Chỉ những nhân viên được ủy quyền mới có quyền truy cập vật lý vào phần cứng HMI.
Kiểm soát môi trường
Đảm bảo rằng phần cứng HMI được đặt trong môi trường có kiểm soát môi trường thích hợp, chẳng hạn như điều chỉnh nhiệt độ và bảo vệ khỏi bụi và độ ẩm. Các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy và bảo mật của hệ thống HMI.
Chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức
Yếu tố con người đóng một vai trò quan trọng trong bảo mật HMI. Các chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức giúp nhân viên hiểu tầm quan trọng của an ninh và vai trò của họ trong việc duy trì nó.
Đào tạo nâng cao nhận thức bảo mật
Tiến hành các buổi đào tạo nâng cao nhận thức bảo mật thường xuyên cho tất cả nhân viên tương tác với các hệ thống HMI. Khóa đào tạo này sẽ bao gồm các phương pháp hay nhất để quản lý mật khẩu, nhận biết các nỗ lực lừa đảo và ứng phó với các sự cố bảo mật.
Đào tạo ứng phó sự cố
Chuẩn bị nhân viên ứng phó hiệu quả với các sự cố an ninh. Đào tạo ứng phó sự cố đảm bảo rằng nhân viên biết cách xác định, báo cáo và giảm thiểu vi phạm an ninh. Các cuộc diễn tập và mô phỏng thường xuyên giúp củng cố kiến thức này và cải thiện sự sẵn sàng.
Xây dựng chính sách bảo mật toàn diện
Một chính sách bảo mật toàn diện đóng vai trò là nền tảng cho tất cả các biện pháp và thực tiễn an ninh.
Xây dựng chính sách
Xây dựng chính sách bảo mật phác thảo các yêu cầu, vai trò và trách nhiệm bảo mật cho các hệ thống HMI. Chính sách này nên bao gồm các lĩnh vực như kiểm soát truy cập, bảo vệ dữ liệu, ứng phó sự cố và tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn có liên quan.
Thực thi chính sách
Thực thi chính sách bảo mật thông qua kiểm toán thường xuyên, giám sát và các biện pháp kỷ luật đối với việc không tuân thủ. Đảm bảo rằng tất cả nhân viên tuân thủ chính sách giúp duy trì một môi trường hoạt động nhất quán và an toàn.
Kết luận
Bảo mật giao diện người-máy trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi một cách tiếp cận nhiều mặt kết hợp các yếu tố kỹ thuật, tổ chức và con người. Bằng cách thực hiện xác thực và kiểm soát truy cập mạnh mẽ, đảm bảo liên lạc an toàn, cập nhật phần mềm thường xuyên, tiến hành đánh giá bảo mật và thúc đẩy văn hóa nhận thức bảo mật, các tổ chức có thể tăng cường đáng kể tính bảo mật của hệ thống HMI của họ. Khi môi trường công nghiệp tiếp tục phát triển, việc cảnh giác và chủ động trong việc giải quyết các thách thức an ninh sẽ là điều cần thiết để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng và duy trì tính toàn vẹn hoạt động.
