モデル駆動型のサイバーセキュリティリスク分析アプローチ

今日の世界では、企業はサイバー脅威からたくさんのリスクに直面してるよね。多くの業界が、いろんなガイドラインに基づいた保護策を講じてるけど、全体的なプロセスはしばしば文書や不完全なモデルに依存してる。これが、企業がサイバーセキュリティに関連するリスクをどれだけうまく分析できるかに影響してるんだ。この記事では、初期リスク分析のためにモデル駆動型アプローチを使うことの利点と、その後のセキュリティテストとのつながりについて話すよ。

企業が情報や産業制御システム（ICS）にますます依存するようになると、直面するリスクも増える。デジタル技術が効率や競争力を向上させる一方で、システムはより複雑で相互接続されてるからね。この複雑さが高まることで攻撃の可能性も広がってるから、業界は自分たちの組織や提供物がこれらのリスクに対処できるようにすることが重要なんだ。特にヨーロッパの政府は、この必要性を認めて、交通、エネルギー、水、健康などの重要セクターを守るためにNIS（ネットワーク情報システム）指令を実施したよ。

自分たちを守るために、組織は防御、反応、回復戦略を含む層状のアプローチを採用する必要がある。しっかりとしたリスク管理プロセスは、まずリスクを特定し、その重要性を評価し、リスクを許容可能なレベルに下げるための対策を決定するのに不可欠なんだ。これらの対策は、開発中（機能テスト）、展開時（ペネトレーションテスト）、システムが稼働中（セキュリティモニタリング）など、さまざまな段階でその効果を実施してテストしなきゃいけないんだ。

リスク管理は多くの分野でよく理解されてるし、ほとんどの標準でも必要なステップとして示されているけど、詳細や適用はかなり異なることがある。たとえば、ITセクターは2005年から特定の標準にアクセスできてたけど、産業システムや航空宇宙分野は2010年ごろから、それに自動車分野は2021年になってから採用を始めたんだ。この多様性は、IT（情報技術）やOT（運用技術）のように、それぞれの分野の特性に対応できるから役立ってるんだけど、逆に混乱を招いたり、特定のリスク概念を理解するのが難しくなることもあるよね。

ツールのサポートに関して言うと、DevSecOpsプロセスのさまざまなツール間でリンクを作ったり、接続を自動化するのはしばしば難しいんだ。特にモデルを使う場合はね。この記事では、モデリング、リスク管理、テストツールの最終結果に特に焦点を当てるよ。

#リスクメタモデルの調査

このセクションでは、既存の文献で見つかったいくつかのリスクメタモデルをレビューして、異なる業界や活動、ツールのニーズに応えるための包括的な概念フレームワークを作るための共有特徴や刺激的な要素を特定するよ。まずはシンプルなモデルから始めて、どのように進化して詳細化できるかを探っていくね。

#一般的なリスクモデル

一つの基本的なモデルは、規制コンテキストでの最適化のために設計されたコスト・リスクメタモデルで、特にサイバーセキュリティ用ではないんだ。資産、目的、脅威、制御などの基本概念を示してる。このモデルでは、リスクが資産と制御に関連付けられていて、これらの要素がどのように相互作用するかを示してるよ。

#シンプルなISO27Kサイバーセキュリティリスクモデル

次のモデルは、ISO 27001標準に基づくシンプルなサイバーセキュリティリスクモデルで、リスク管理に基づく情報セキュリティ管理システムの要件を示してる。このモデルは、脆弱性やエクスプロイトのような具体的なセキュリティアイデアを追加し、それらを目的や責任に関連付けてる。ただし、ここでのリスクの概念は明確には定義されてないんだ。

#EBIOSリスクモデル

EBIOSモデルは、フランスの国家サイバーセキュリティ機関であるANSSIがサポートするフランスの手法だ。このメタモデルはISO27005に整合していて、資産をビジネスまたはサポートとして分類するための概念を含んでる。リスクは明示的にモデル化されていて、セキュリティ目的に影響を与えるシナリオに関連付けられて、定量的な影響評価を提供するんだ。

#IEC/ISA 62443導管

IEC/ISA 62443標準は、産業オートメーションと制御システムのコンポーネントを保護することに焦点を当ててる。ISO27Kモデルとは異なり、制御や監視のような運用技術の側面も含んでる。この標準の特筆すべき特徴は、システムをゾーンと導管に組織化することで、防御の層を作り出して保護を強化してるんだ。

#セキュリティ工学のためのリスクモデル

このリスクメタモデルは、タスク、目標、リスク、責任のためのさまざまなサブモデルを含むセキュリティ工学アプローチを提案して、より広い視点を持ってるよ。攻撃者の役割が導入され、その能力や動機は構造化されたシナリオを通じて探求されるんだ。

#安全-セキュリティ共設計のためのリスクモデル

このモデルは、安全とセキュリティの側面を組み合わせていて、それぞれの分野のエンジニアの異なる文化を反映してる。機能やコンポーネントを通じて概念を捉え、攻撃ベクトルを脅威に関連付けてるんだ。ただし、2つのドメイン間での詳細や整合性のレベルが異なることが課題になってる。

#統合された概念リスクモデル

このセクションでは、前述の調査に基づいて統一された概念リスクモデルを紹介するよ。

#リスク分析の概念とそれらの関係

新しいモデルは、EBIOSの分類とIEC/ISA 62443の構造を使って、重要な資産とサポート資産を整理してる。ビジネス資産、保護すべきセキュリティ機能、関連するリスク、そして実施されている制御措置の関係を視覚化してるんだ。

注目すべき主要な特徴は：

• モデルは組織構造を捉えていて、目標志向のモデリングを目標ツリーを通じて可能にしてる。このアプローチはセキュリティ特性をシステム目標に結びつけて、より良い要件エンジニアリングを実現するんだ。
• 攻撃者の役割と動機は明確に定義されていて、彼らの意図をリスク評価にシナリオを通じて結びつけてる（EBIOSでは恐れられるイベントとして言及）。
• リスクはその潜在的な影響と実現可能性によって特徴付けられ、攻撃にさらされるサポート資産に関連してる。

最後に、セキュリティ戦略は、NISTサイバーセキュリティフレームワークに従って異なる防御層の横断的な制御措置として実施されるんだ。

#統合モデルの実践的応用

提案されたモデルを検証するために、DevSecOpsのワークフローの特定の段階で異なる概念を捉えるためにさまざまなツールが使われたよ。

• piStarストラテジックモデリングツールは、水処理施設のケーススタディでビジネス面を捉えるのに役立つよ。
• MONARCツールはISO 27005フレームワークと整合し、資産とリスクを表示しながら評価の構造を提供するんだ。
• Capella拡張は、リスク評価とシステムモデリングアプローチをつなげて、概念間の整合性を高めるんだ。
• CYRUSフレームワークは、システムコンポーネントに戻るリスクと脆弱性を追跡するためのテストツールとして使われるよ。

このアプローチでは、piStarとMONARCの間のデータ交換を促進するためにツールを利用することや、既存のモデルを見直して新しいフレームワークへの対応を判断することが含まれてる。

#結論

この記事では、さまざまなサイバーセキュリティ標準やフレームワークから引き出されたリスク分析のための統合メタモデルを提示したよ。異なるツールを使った検証で全体的な一貫性が示されたけど、特にエージェントや役割に関連する概念の整合性に関しては改善の余地があるんだ。

今後の作業は、新しいツールがDevSecOpsライフサイクルで開発され実施されるにつれてモデルを洗練させることに焦点を当てる予定だよ。また、ペネトレーションテストやリアルタイムモニタリングから得たインサイトをリスク分析モデルに戻すことは、貴重なデータを提供することにつながるんだ。目指すべきは、リスク分析のためのプロセスモデルを形成して、異なる標準間で一貫したガイダンスを提供することだよ。

提案された概念モデルは、リスク分析をより良く理解するための基礎的な参照として機能し、多様なフレームワーク間のつながりを強化するために役立つことを期待してる。最終的には、サイバーセキュリティの実践を向上させることにつながるんだ。