Fortaleciendo la seguridad en sistemas industriales

A medida que la tecnología en la industria sigue creciendo, la conexión entre diferentes sistemas aumenta. Esto ha llevado a la necesidad de mejores medidas de seguridad, especialmente en fábricas que usan máquinas conectadas a Internet. Los métodos tradicionales para identificar riesgos y debilidades en estos sistemas a menudo se quedan cortos porque no recopilan toda la información necesaria. Esto puede resultar en planes de seguridad incompletos, dejando a los sistemas vulnerables a ataques.

#La Necesidad de Nuevos Enfoques

Muchas industrias ahora usan tecnologías conocidas como Tecnología Operacional (OT) y Tecnología de la Información (IT) juntas. Estos sistemas están más conectados que nunca, utilizando estándares abiertos en lugar de privados. Sin embargo, esta interconexión trae desafíos en seguridad. Los métodos tradicionales de seguridad IT no siempre se adaptan a las necesidades únicas de los sistemas industriales. Esto lleva a problemas respecto al rendimiento y la fiabilidad, que son cruciales en entornos de manufactura.

#Estándares y Directrices

Para abordar estos problemas, varias organizaciones internacionales han creado reglas y recomendaciones para ayudar a proteger los sistemas OT. Ejemplos incluyen la IEC 62443 y la Publicación Especial NIST 800-82. Sin embargo, estos documentos no delinean pasos específicos para cada sistema ya que cada uno tiene sus propias características únicas. Por lo tanto, los expertos en seguridad primero necesitan analizar los sistemas individuales y entender sus componentes y amenazas potenciales.

#Modelado y Análisis de Sistemas

Modelar estos sistemas es clave para formar una comprensión sólida de cómo funcionan y para identificar puntos débiles. A menudo, el Modelado de Amenazas implica sesiones de lluvia de ideas con expertos de diferentes campos. Sin embargo, este método puede pasar por alto detalles importantes, resultando en modelos de seguridad incompletos.

#Desafíos en el Modelado de Amenazas

El problema radica en cómo los expertos generalmente abordan el modelado de amenazas para sistemas OT. Suelen confiar en discusiones generales y lluvia de ideas, lo que puede omitir factores críticos. Este método no exhaustivo puede resultar en lagunas en la comprensión de los sistemas y sus vulnerabilidades, dejándolos expuestos a ataques. La falta de modelos rigurosos puede dar lugar a configuraciones de seguridad débiles que no logran proteger contra brechas de datos o posibles daños físicos.

#Introduciendo un Nuevo Método

Para mejorar este proceso, se propone un nuevo enfoque conocido como "AsIf". Este método permite un análisis más detallado de los activos en sistemas industriales, especialmente en relación con amenazas físicas. Siguiendo un modelo estructurado basado en el modelo de referencia ISO/OSI, este nuevo enfoque identifica y clasifica las conexiones de los activos dentro del sistema. El resultado es una representación visual clara de cómo todo se conecta, sentando las bases para un modelado efectivo de amenazas.

#Probando el Nuevo Método

Para mostrar cómo funciona "AsIf", se aplicó a un ejemplo del mundo real que involucraba un controlador lógico programable (PLC). Un grupo de doce expertos en seguridad participó en un estudio para evaluar la utilidad del nuevo método en comparación con sus procesos habituales. La retroalimentación proporcionó información sobre cómo los profesionales de la industria ven las prácticas actuales de modelado de amenazas y su impacto en la seguridad.

#El Impacto de la Industria 4.0

Con el avance de la Industria 4.0 y el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), sistemas como los sistemas de control industrial están comenzando a integrar soluciones IT. Este cambio depende cada vez más de estándares de comunicación abiertos como IPv4/IPv6 y OPC UA. Aunque esto promueve la eficiencia y la conectividad, también aumenta la necesidad de medidas de seguridad sólidas, especialmente para Sistemas Ciber-Físicos (CPS). Estos sistemas interactúan directamente con el mundo físico, donde las brechas de seguridad pueden tener consecuencias graves, incluyendo daños al medio ambiente o pérdida de vidas.

#Problemas con las Soluciones de Seguridad IT Tradicionales

Aplicar medidas estándar de seguridad IT a sistemas industriales a menudo no es adecuado porque estas tecnologías tienen necesidades operativas únicas. Por ejemplo, los sistemas pueden tener requisitos específicos de rendimiento o depender de lifetimes largos, lo que significa que los métodos tradicionales pueden no funcionar de manera eficiente.

#Respuesta de la Industria

Se han desarrollado varios estándares para mejorar la seguridad en los entornos OT, pero no ofrecen pasos de implementación detallados. Cada sistema es diferente, requiriendo enfoques personalizados para la planificación de seguridad. Los expertos deben primero entender cómo funciona el sistema, sus componentes y las amenazas probables que enfrenta, haciendo que el modelado exhaustivo sea esencial.

#Complejidad de los Sistemas OT

La naturaleza compleja de los sistemas OT puede dificultar que los non-expertos en seguridad los modelen con precisión. Al mismo tiempo, los profesionales de seguridad pueden no entender completamente los requisitos particulares de estos sistemas, lo que lleva a configuraciones de seguridad deficientes.

#Modelado Estructurado de Amenazas

Un enfoque sistemático para el modelado de amenazas es crucial. El nuevo método "AsIf" permite una comprensión más extensa de las interfaces utilizadas por cada activo. Al comenzar desde los aspectos físicos y avanzar a través de los niveles del sistema, este enfoque proporciona mayor detalle y claridad sobre cómo interactúa cada parte.

#Evaluar el Método en Práctica

Para evaluar "AsIf", se aplicó primero a un PLC dentro de un entorno controlado. El estudio capturó las opiniones y prácticas de los expertos en seguridad y cómo veían los enfoques actuales de modelado de amenazas. El objetivo era determinar si este nuevo método podría mejorar sus prácticas actuales.

#Retroalimentación de Expertos en Seguridad

Los participantes del estudio dieron sus opiniones sobre la efectividad del método "AsIf". La mayoría lo encontró valioso e indicó su disposición a adoptarlo. Notaron que un método estructurado es práctico para desarrollar una comprensión completa de sus sistemas, asegurando que no se pase por alto ninguna parte crítica. Los encuestados destacaron la importancia de tener un modelo claro para apoyar sus discusiones y decisiones durante el modelado de amenazas.

#Ciclos de Vida y Fases

Un aspecto crítico de los dispositivos industriales son las diferentes fases que atraviesan durante su funcionamiento, lo que puede afectar los requisitos de seguridad. Por ejemplo, durante el mantenimiento, ciertas interfaces pueden necesitar ser accesibles. En contraste, estas deberían estar idealmente desactivadas durante la operación normal para prevenir accesos no autorizados.

#Creando Diagramas de Flujo de Datos

Al crear modelos como Diagramas de Flujo de Datos (DFDs), es esencial enfocarse tanto en la capa de aplicación como en la capa física. El análisis de las aplicaciones en funcionamiento revela cómo se mueve e interactúa la información dentro del sistema, y las interfaces físicas deben ser mapeadas cuidadosamente para entender todos los posibles puntos de entrada para amenazas.

#Evaluación de Resultados

La evaluación del enfoque "AsIf" mostró que ayudó a identificar más activos e interfaces de manera sistemática. Como resultado, los expertos creyeron que mejoró sus procesos para entender y gestionar amenazas dentro de los sistemas que supervisan. Los expertos apreciaron la naturaleza sistemática de "AsIf", que trajo claridad a una tarea de otro modo compleja.

#Conclusión

En resumen, abordar los desafíos del modelado de amenazas en sistemas OT es esencial para mejorar la seguridad general. La introducción de métodos estructurados como "AsIf" proporciona una forma valiosa de avanzar, permitiendo a los expertos crear modelos más precisos y exhaustivos. Esto, a su vez, ayuda a desarrollar medidas de seguridad más fuertes a medida que las industrias dependen cada vez más de tecnologías interconectadas. Las percepciones recogidas de expertos de la industria confirman la necesidad de estos métodos y su potencial para mejorar las prácticas de seguridad en varios sectores. A medida que la tecnología sigue evolucionando, adaptarse y mejorar las medidas de seguridad será crucial para proteger los sistemas contra amenazas en constante cambio.