Industrielle IoT-Sicherheit: Wichtigste Bedenken und umsetzbare Strategien
12. Dezember 2023
Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) bezieht sich auf die Integration von IoT-Technologien (Sensoren, Aktoren, mit dem Internet verbundene Geräte) in Fertigungsanlagen, um industrielle Prozesse zu automatisieren und zu verbessern.
Neben den Vorteilen erhöht die Konnektivität von IoT-Geräten in industriellen Umgebungen auch die Sicherheitsrisiken und vergrößert die Angriffsfläche erheblich. DDoS, Geräte-Hijacking oder Spoofing und Man-in-the-Middle-Angriffe sind nur ein Tropfen auf den heißen Stein der IIoT-Sicherheitsprobleme, die zu Systemausfällen und Datenverletzungen führen können. Deshalb ist es wichtig, robuste Sicherheitsansätze in Betracht zu ziehen, die jeden Cybersecurity-Angriff abwehren können.
Itransition bietet seit mehr als 25 Jahren IoT-Dienstleistungen an und ist bereit, die IoT-Sicherheitsherausforderungen in Ihrem Unternehmen zu bewältigen und unterbrechungsfreie Fertigungsprozesse zu gewährleisten.
Größe des IIoT-Sicherheitsmarktes bis 2031
Straits Research
CAGR des IIoT-Sicherheitsmarktes von 2023 bis 2031
Straits Research
Ermittelte Sicherheitsprobleme in der IIoT-Architektur
Die industrielle IoT-Architektur bezieht sich auf die Sammlung aller IoT-Elemente in intelligenten Fabriken. Die IoT-Architektur kann von Unternehmen zu Unternehmen variieren. Sie umfasst jedoch immer Geräte mit Sensoren und Aktoren, Netzwerkelemente, Datenbanken, Analysetools und Geschäftsanwendungen. Jede Komponente birgt besondere Sicherheitsrisiken für die gesamte Produktionsumgebung.
Wir helfen Ihnen, starke IIoT-Sicherheit zu gewährleisten
Die wichtigsten Sicherheitsbedenken für das industrielle IoT
Die vierte industrielle Revolution, auch bekannt als Industrie 4.0, hat die Betriebsumgebungen von Fabriken durch die Digitalisierung der Fertigung unwiderruflich verändert. Die Hersteller integrieren zunehmend fortschrittliche Technologien wie IoT, Cloud Computing, Datenanalytik und maschinelles Lernen. Die Konvergenz der Betriebstechnik (OT) in der Fertigung mit IoT-Technologien und anderen fortschrittlichen Lösungen bietet jedoch neue Angriffspunkte für Cyberangriffe.
Jüngsten Untersuchungen zufolge würden bei einem Cyberangriff im Jahr 2022 nur 21 % der Befragten angeben, dass sowohl die OT- als auch die IT-Systeme betroffen waren, während im Jahr 2023 32 % der Befragten dasselbe sagten.
Schlechte Sichtbarkeit von Geräten und Endpunkten
Unternehmen können während des schnellen Hochlaufs ihrer IoT-Infrastruktur Bestandsaufzeichnungen übersehen, den Überblick über Geräte verlieren, die vor Jahrzehnten eingesetzt wurden, oder es fehlen einfach die Tools oder Ressourcen, um die riesige Bandbreite an angeschlossenen Anlagen zu überwachen. Dies führt zu einem Mangel an Echtzeittransparenz über angeschlossene Geräte, Sensoren, Endpunkte und deren Konfigurationen, was zum Abfangen kritischer Daten, zu Verzögerungen in der Lieferkette, zur Beeinträchtigung der Produktqualität oder sogar zu Risiken für die Sicherheit der Mitarbeiter führen kann.
Konventionelle Einrichtungen
Unternehmen machen ihre IoT-Systeme anfällig für Sicherheitsverletzungen, indem sie die Standardgeräteeinstellungen, -konfigurationen und -anmeldedaten beibehalten, wodurch die IoT-Lösungen leicht zu entdecken sind und Angreifer die Kontrolle über das Gerät und das gesamte Netzwerk erlangen können.
Veraltete Software
Regelmäßige Software- und Firmware-Updates enthalten relevante Schutzmechanismen, kritische Patches und Fehlerbehebungen. Viele Unternehmen, die über das Internet der Dinge (IIoT) verfügen, schieben Aktualisierungen auf, so dass die vernetzte Infrastruktur anfällig für die neueste Schadsoftware ist, die entwickelt wurde, um solche Schwachstellen auszunutzen. Abgesehen von Sicherheitslücken ist die Verwendung veralteter IoT-Software mit häufigeren Abstürzen und Systemausfällen, geringerer Produktivität und erhöhtem Wartungsaufwand verbunden.
Ineffiziente Datensicherheitsmaßnahmen
Selbst wenn die Sicherheit von IIoT-Software und -Firmware maximal verstärkt wird, kann der Schutz von IIoT-generierten Daten auf dem Radar der Hersteller untergehen. Eine unverschlüsselte Datenübertragung von Geräten in die Cloud wird zum Ziel für Hacker, die auf sensible Informationen zugreifen und Ihre Produktionsgeheimnisse ausspähen können.
Keine Segmentierung
Ein IIot-Netz, das nicht in kleinere Gruppen von Geräten und verbundenen Umgebungen unterteilt ist, wird zu einer einzigen großen Angriffsfläche. Daher reicht eine einzige Schwachstelle für Malware aus, um auf das gesamte Netz zuzugreifen. Darüber hinaus wird es mit zunehmender Ausdehnung des Systems immer schwieriger, neue Geräte in die verworrene Sicherheitsarchitektur einzubinden und einen durchgängigen Schutz zu gewährleisten.
Geringe Verarbeitungsleistung
Trotz der energiesparenden Vorteile haben IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch nur begrenzte integrierte Sicherheitsfunktionen, können nicht regelmäßig Over-the-Air-Software- und Firmware-Updates mit Sicherheits-Patches erhalten und unterstützen möglicherweise keine robusten Verschlüsselungsmethoden.
Altes Vermögen
Trotz der weitreichenden Digitalisierung der Industrie verwenden einige Unternehmen weiterhin Geräte, die ursprünglich nicht für die Cloud-Konnektivität konzipiert waren. Solche Altgeräte verfügen möglicherweise über veraltete Firmware und Software, haben keine fortschrittliche Verschlüsselung und sind nicht mit der übrigen IIoT-Infrastruktur kompatibel, was erhebliche Risiken für die IT- und OT-Sicherheit der Fabrik mit sich bringt.
Physische Schwachstellen
Ungeschützte IoT-Geräte können von Angreifern physisch manipuliert werden, um die Gerätefunktionen zu ändern und sensible Informationen abzurufen oder zu verändern, beispielsweise über ungeschützte USB-Anschlüsse. Ganz zu schweigen davon, dass das Gerät gestohlen werden kann, um Schwachstellen auszunutzen und Zugriff auf das gesamte Netzwerk zu erhalten.
IoT- und Cybersicherheitslücke
Bei dem Versuch, im Zuge der digitalen Transformation der Industrie Geld zu sparen, vernachlässigen einige Hersteller die Bedeutung von qualifiziertem Personal, das sich mit modernen IoT- und Sicherheitsaspekten auskennt. Darüber hinaus erfordert die Integration fortschrittlicher Lösungen wie IoT und künstliche Intelligenz zusätzliche Investitionen in die Ausbildung Ihrer Mitarbeiter, die für die Betriebstechnik (OT) verantwortlich sind.
IIoT-Angriffe und ihre Auswirkungen
Verschiedene Angriffe auf das industrielle IoT zielen darauf ab, die Sicherheit verschiedener Elemente des IoT-Ökosystems, wie Netzwerkkommunikation, IoT- und OT-Software und -Anwendungen sowie physische Geräte, zu verletzen. Die Folgen eines einzelnen Cyberangriffs unterscheiden sich je nach Ziel des Angriffs, aber die häufigste und gefährlichste ist die Offenlegung sensibler Daten. Hier sind die am weitesten verbreiteten IIoT-Angriffe und ihre Auswirkungen auf Fabriken.
Angriffe
Auswirkungen
Software
Software
Malware, Ransomware, Spyware (Würmer, Viren und Trojanische Pferde) Gemischte Bedrohungen Bot/Botnetze Rootkits Erzwungener Deadlock Ausnutzung von vertrauenswürdigen Identifikatoren
Fuzzing Unbefugter Zugriff Code-Injektion Brute-force-Angriffe Phishing-Angriffe SQL-Einschleusungen Cross-Site-Scripting (XSS)
Offenlegung von sensiblen Daten Störung von Daten Unbrauchbarkeit von Software Blockierter Zugriff auf Dateien auf Computern Installierte Stalking-Software Verweigerung von Diensten
Hardware und Firmware
Hardware und Firmware
Physische Manipulationen Reverse Engineering RF-Störungen Denial-of-Sleep-Angriff
Seitenkanal-Angriffe Gefälschte Hardware Manipulation der Konfiguration
Zugang zu sensiblen Informationen Kontrolle des Datenflusses Zerstörung von Ressourcen Herunterfahren des Servers
Kommunikation
Kommunikation
Lauschangriffe (Schnüffel- und Spoofing-Angriffe) Man-in-the-middle-Angriffe Session Hijacking DoS/DDoS-Angriffe DNS-Tunneling
Port-Scanning Angriffe durch Protokollmanipulation Störangriffe Verkehrsanalyse Sinkhole-Angriffe URL-Vergiftung
Überflutung und Überlastung des Netzes Datendiebstahl Unbefugter Zugriff auf Datenbanken Systemabstürze Malware-Tunneling Routing-Schleifen
Die 12 wichtigsten Richtlinien für IIoT-Sicherheit
1 ein aktuelles Inventar der Vermögenswerte haben
Eine gültige Bestandsaufnahme aller Unternehmensnetzwerke und IoT-Ressourcen vermittelt den Beteiligten ein klares Bild davon, was genau geschützt werden muss. Nach einer Bestandsaufnahme wird eine Analyse der Auswirkungen auf das Geschäft empfohlen, um die Kritikalität der Anlagen zu bestimmen und festzulegen, welche Cybersicherheitsmaßnahmen und -kontrollen implementiert werden sollten.
2 Netzwerksegmentierung und Mikrosegmentierung anwenden
Die Unterteilung eines Netzwerks in Segmente oder sogar Mikrosegmente verhindert, dass sich ein Cyberangriff auf kritische industrielle Kontrollsysteme (ICS) wie Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs), übergeordnete Kontroll- und Datenerfassungssysteme (SCADA) und speicherprogrammierbare Steuerungen (PLCs) ausbreitet. Unternehmen können ihr Netzwerk mit üblichen Firewalls, Subnetzen und VLANs segmentieren.
3 Einrichtung einer entmilitarisierten Industriezone (IDMZ)
Die Einrichtung einer entmilitarisierten Industriezone bedeutet die Schaffung einer Zwischenschicht zwischen IT- und OT-Ökosystemen. So landen die Daten beispielsweise auf einem Broker-Server in der IDMZ, anstatt direkt vom Unternehmen an die industrielle Seite zu gehen. Ähnlich wie bei der üblichen Netzwerksegmentierung wird die IDMZ die Angriffsfläche verringern und einen Betriebsbereich schützen, wenn der andere mit Malware infiziert wurde.
4 Gewährleistung der Sicherheit auf Hardware-Ebene
Hersteller können die Sicherheit des IoT-Ökosystems und die Vertrauensbasis auf Hardware-Ebene durch den Einsatz von Trusted Platform Modules (TPMs) gewährleisten. TPMs sind Mikrocontroller, die auf IIoT-Geräten installiert sind und zum Speichern von Anmeldedaten für die Geräteauthentifizierung im Netzwerk verwendet werden. Zu den Anmeldeinformationen gehören Passwörter, Verschlüsselungsschlüssel oder öffentliche Zertifikate.
5 Mechanismen zur Zugangsverwaltung verwenden
Zugriffskontrollmechanismen helfen dabei, festzustellen, welcher Benutzer oder welches Gerät auf bestimmte Ressourcen zugreifen kann. Sie können allen IIoT-Geräten eindeutige Identitäten zuweisen, die bei der Verbindung mit anderen Geräten oder Datenspeichern Vertrauen aufbauen müssen. Die Zugriffskontrollen können auf bestimmten organisatorischen Rollen, Attributen und Richtlinien basieren. Wenden Sie das Prinzip der geringsten Privilegien an, damit Benutzer nur auf bestimmte Daten, Geräte oder Ressourcen zugreifen können.
6 Einsatz von Blockchain für die IoT-Sicherheit
Die Blockchain-Technologie kann IoT-Datenströme verschlüsseln und sichern. Die dezentrale Natur der Blockchain macht es Cyberkriminellen praktisch unmöglich, über einen einzigen Zugangspunkt an Daten heranzukommen. Mit der Blockchain-Technologie wird jede Transaktion zwischen IoT-Geräten und -Anwendungen aufgezeichnet und zu einem digitalen Hauptbuch und einer Datenkette hinzugefügt, die nicht verändert werden kann.
7 Implementierung der Zwei-Faktor-Authentifizierung
Hersteller können den Zugang zu IoT-Geräten, -Anwendungen und SCADA-Systemen durch die Implementierung einer Multi-Faktor-Authentifizierung sichern. Für den Zugriff auf ein Gerät oder eine Schnittstellensteuerung sind neben dem üblichen Passwort zusätzlich generierte Codes, Gesichtserkennung oder biometrische Daten erforderlich.
8 Sicherer Fernzugriff auf Ressourcen vor Ort
Da viele Mitarbeiter von außerhalb des Unternehmens auf die Unternehmensinfrastrukturen zugreifen, ist die Gewährleistung eines sicheren Fernzugriffs unerlässlich. Zu den bewährten Verfahren für die Sicherheit des Fernzugriffs gehören VPNs, mehrstufige Authentifizierung, Firewalls und Netzwerksegmentierung. Netzwerkadministratoren können den Datenverkehr mit Hilfe von Intrusion Detection and Prevention Systemen (IDS/IPS) auf verdächtige Aktivitäten überwachen.
9 Regelmäßige Aktualisierungen sicherstellen
Unternehmen können geeignete Aktualisierungsmechanismen für IoT-Geräte festlegen und deren regelmäßige Durchführung sicherstellen. Firmware- und Software-Updates für IIoT-Geräte und -Anwendungen enthalten notwendige Fehlerbehebungen, beseitigen Schwachstellen und verbessern Sicherheitsmechanismen.
10 Verfolgen und Ansprechen von Altsystemen
Um die Angriffsfläche zu begrenzen und die Sicherheit der IIoT-Umgebung zu verbessern, können Hersteller Mechanismen zur Identifizierung von Legacy-Geräten und IIoT-Lösungen einrichten, die keine Firmware- und Software-Updates mehr erhalten werden. Es ist wichtig, veraltete Systeme entweder zu ersetzen oder ihre angemessene Kontrolle und Wartung sicherzustellen.
11 Durchführung einer Bewertung der Sicherheitsrisiken
Es ist zwar unmöglich, das IIoT-Ökosystem vor allen Cyberangriffen zu schützen, aber Hersteller können es zumindest vor bekannten Bedrohungen sichern. Regelmäßige Risikobewertungen der IIoT-Infrastruktur nach dem MITRE ATT&CK-Framework helfen dabei, Bedrohungsmodelle zu erstellen und auf dem neuesten Stand zu halten und proaktiv die Sicherheitsschwachstellen der Smart Factory zu beseitigen.
12 Sicherheitsüberwachung in Echtzeit
Die Einrichtung einer Echtzeitüberwachung der OT/IIoT-Systeme der Fabrik mit modernen automatisierten Überwachungslösungen ermöglicht es den Administratoren, sofortige Maßnahmen zu ergreifen, um auf Bedrohungen zu reagieren, den unbefugten Zugriff auf Geschäftsgeheimnisse zu verhindern oder Datenlecks zu vermeiden.
Handlungsfähige IIoT-Cybersicherheitsstrategien
Neben der Durchführung spezifischer technologiebezogener Maßnahmen zur Sicherung der IIoT-Umgebungen in den Fabriken sollten Unternehmen die Einführung unternehmensweiter Strategien in Betracht ziehen, die dazu beitragen, eine hohe Cybersicherheitsresilienz zu erreichen.
Menschen
- Menschen machen Organisationen genauso sicher wie die Technologie. Führen Sie eine robuste Cybersicherheitskultur ein, die es den Mitarbeitern ermöglicht, ihre Werte, Einstellungen und Kenntnisse mit dem Cybersicherheitskonzept des Unternehmens in Einklang zu bringen.
- Organisieren Sie regelmäßige Sicherheitsschulungen für technisch nicht versierte Mitarbeiter, um das IIoT-Sicherheitsbewusstsein zu fördern. Kommunizieren Sie die Bedeutung der Cybersicherheit über mehrere Abteilungen hinweg, einschließlich der Verwaltungsabteilungen, auch wenn diese nicht direkt mit dem IIoT-Ökosystem verbunden sind.
- Bauen Sie ein starkes Sicherheitsteam auf, das die notwendigen Fähigkeiten und Kenntnisse zur Verwaltung der IT- und OT/IIoT-Umgebungen der intelligenten Fabrik vereint.
- Sichern Sie die Verantwortlichkeit auf höchster Ebene, indem Sie Personen benennen, die für die Cybersicherheit des Unternehmens verantwortlich sind. Identifizieren Sie Mitarbeiter, die für die Bereitstellung und das ordnungsgemäße Funktionieren von IIoT-Systemen zuständig sind, und stellen Sie sicher, dass die erforderlichen Unterordnungsmechanismen vorhanden sind.
- Erstellen Sie eine Verantwortungszuweisungsmatrix (RAM) für OT/IIoT-Sicherheitsprojekte, um sicherzustellen, dass jeder Mitarbeiter das große Ganze sieht und seine Rolle und seinen Beitrag zur Gesamtsicherheit versteht.
Prozesse
- Durchführen einer Cybersecurity Reifegradbewertung der OT/IIoT-Umgebungen und Durchführen einer Risikoanalyse, um die Schwachstellen in IoT-Architekturen, aktivierten Geräten, APIs und Protokollen zu identifizieren, die zu Sicherheitslücken werden könnten.
- Einführen von fortlaufenden Tests der Sicherheit des IIoT-Ökosystems mit regelmäßigen Penetrationstests und White-Hat-Hacking.
- Anstatt komplexe IIoT-Umgebungen manuell zu verwalten, setzen Sie moderne Technologien wie AI/ML, robotische Prozessautomatisierung, Sicherheitsorchestrierung, -automatisierung und -reaktion (SOAR) sowie erweiterte Erkennungs- und Reaktionssysteme (XDR) ein.
- Verabschieden Sie eine Vorfallreaktionsstrategie, um einen Aktionsplan für den Fall einer Sicherheitsverletzung zu haben. Die Strategie sollte Anweisungen für das IT-Sicherheitsteam und Richtlinien für die regulären Mitarbeiter enthalten. Dazu gehört auch eine rückblickende Analyse des Vorfalls, um die Ursache zu verstehen und zu verhindern, dass er sich wiederholt.
- Erstellen eines proaktiven Wiederherstellungsplans, der auf geschäftskritischen Bereichen des Unternehmens basiert, um alle notwendigen Wiederherstellungswerkzeuge sowie Verfahren und Prozesse bereitzustellen, die eine unternehmensweite Wiederherstellung gewährleisten. Förderung des Sicherheitsdenkens und des Verständnisses von IIoT-Architekturen, um die Auswirkungen eines Cybervorfalls zu verringern.
- Etablieren Sie Sicherheitsmetriken und Leistungsindikatoren von IoT-Systemen in Form von Dashboards oder anderen Visualisierungen, um kontinuierliches Feedback zu Sicherheitsbereichen zu erhalten, die Einhaltung von Vorschriften zu verfolgen, Probleme im Voraus zu erkennen und datengestützte Entscheidungen zu treffen.
- Bleiben Sie auf dem Laufenden über staatliche Sicherheitsvorschriften, um zu definieren, wie diese die Technologiestrategie und Produktentwicklung des Unternehmens beeinflussen. Die Geschäftsstrategie des Unternehmens mit den Sicherheits- und Datenschutzanforderungen der Regierung in Einklang bringen.
Stärken Sie Ihre IIoT-Cybersecurity
Die Anwendungsfälle des IIoT gehen weit über die einfache Automatisierung der Fertigung hinaus. Das industrielle IoT wird für die vorausschauende Wartung von Unternehmensanlagen, die Qualitätsüberwachung von Endprodukten und industriellen Bedingungen, die Optimierung der Lieferkette, die Transparenz der Produktion und die Standortverfolgung von Anlagen eingesetzt. Daher ist die Sicherung einer industriellen IoT-Umgebung eine der wichtigsten Voraussetzungen für zuverlässige, unterbrechungsfreie und hochwertige Produktionsprozesse. Unternehmensleiter sollten die Cybersicherheit auf allen Organisationsebenen berücksichtigen, indem sie Sicherheitsrichtlinien einführen, Schutzmechanismen implementieren und die Mitarbeiter schulen. Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen Partner sind, der einen erstklassigen Schutz Ihrer IIoT-Systeme gewährleistet, ist Itransition bereit, Ihnen zu helfen.
Sind Sie bereit, Ihre IIoT-Sicherheit zu verbessern?
FAQ
Was ist ein Zero-Trust-Ansatz für die IIoT-Sicherheit?
Ein Null-Vertrauensmodell beruht auf dem Prinzip "Niemals vertrauen, immer prüfen" und erfordert eine vollständige Authentifizierung, Autorisierung und Verschlüsselung jeder Anfrage von außerhalb und innerhalb der Fabrik, bevor der Zugriff gewährt wird. Dieser Ansatz ist besonders in einer IIoT-Umgebung von Vorteil, in der ein kompromittiertes Gerät zu Schwachstellen im gesamten Unternehmensnetzwerk führen kann.
Was ist die größte Herausforderung bei der Gewährleistung einer robusten Cybersicherheit?
Laut dem KPMG Global Tech Report 2022 ist das Fehlen von Schlüsselkompetenzen in einem Unternehmen ein Hauptgrund dafür, dass der Zeitplan für die Cybersicherheit nicht eingehalten wird. Die Auslagerung eines Teils oder der gesamten IIoT-Cybersicherheitsfunktion an einen zuverlässigen Anbieter ist eine der schnellsten und kostengünstigsten Möglichkeiten, dieses Problem zu l ösen.
Was sind die regulatorischen Standards für IIoT-Cybersicherheit?
Das National Institute of Standards and Technology (NIST) bietet Rahmenwerke für Cybersicherheit, einschließlich IIoT-Systeme. Die NIST-Sonderveröffentlichung (SP) 800-82 beispielsweise enthält Richtlinien für die Sicherheit industrieller Kontrollsysteme (ICS). Die Normen 62443 der International Society of Automation sichern industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme (IACS) während ihres gesamten Lebenszyklus. ISA/IEC 62443 bietet einen risikobasierten Ansatz für die Cybersicherheit, der die Technologie, die Arbeitsprozesse und die Mitarbeiter berücksichtigt.
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