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物联网威胁防护:共同责任筑造更安全连接

工业物联网安全挑战与全生态系统协同防御策略

图1. 过时通信协议制造易被利用的漏洞。(图片来源:InfiniteFlow/Adobe Stock)

工业物联网(IIoT)进步让全球企业实现智能制造和连接商业模式潜力。物联网连接预计未来几年翻倍:从2024年180亿增长至2033年396亿。

物联网设备扩大攻击面

物联网设备收集大量敏感、专有、业务关键数据。如监测温度、压力、位置、速度、振动、流量、光学特性、湿度的智能传感器,收集提供实时工业运营洞察的敏感数据。

物联网应用通常属于更大连接设备网络,攻击者渗透系统时寻找链条最弱环节。大多数物联网设备设计以功能性和成本效益为主,而非强安全特性,攻击者从那里着手不足为奇。设备可能部署在公共或不安全位置,易接触且脆弱。黑客不仅窃取敏感信息滥用,还篡改功能用于恶意目的。弱身份访问控制、过时固件(如过时通信协议)也制造易被利用漏洞。

关键在于理解存在多种网络:从最大最显眼的互联网,到完全不连接其他任何东西的私有网络。物联网应用安全级别应匹配其运行网络。不网络连接时,尤其重要不允许通过低安全物联网设备渗透访问高安全区域。

除为勒索或公开羞辱而外泄数据——未授权数据传输——攻击者可能玩长线游戏潜伏网络,长期追踪数据流。工业环境中,受感染传感器传输篡改/虚假数据,导致错误维护行动、未检测机械故障、甚至灾难性故障。石油天然气等系统完整性直接影响安全生产的领域,传感器防篡改至关重要。

医疗行业设备日益智能,不仅可监测患者、治疗和环境,还能分析发送数据至服务器进一步处理。读取医疗设备与服务器间通信造成的损害可能灾难性。例如篡改数据发送给医生基于居家护理结果做治疗决策,患者可能陷入危险。

图2. 从事工业间谍活动的攻击者可拦截分析无保护传感器数据,洞察专有运营。(图片来源:Manatphon/Adobe Stock)

保护资产与缓解威胁的整体策略

保护IIoT设备和连接企业免受对手侵害,是从传感器制造、应用设计到设备和网络管理的共同责任。企业必须与传感器设备制造商、系统集成商紧密合作,确保IIoT应用设备安全部署、管理、监控和更新。

即使IIoT设备不存储个人数据,仍持有设备性能、流程效率、生产计划等宝贵信息。从事工业间谍的攻击者可拦截分析无保护传感器数据,洞察专有运营。若制造商未实施强加密和安全更新,潜在漏洞随时间出现,物联网设备易受攻击、数据易被拦截。

工业间谍中,攻击者不一定想让竞争对手倒闭。已验证流程知识更有价值,尤其是零成本获取时。因此政府监管机构增加物联网设备安全要求,特别是关键基础设施领域。

最佳实践:所有IIoT生态参与者监控监管动态,确保IIoT设备符合最新更新。设备须符合ISO/IEC 27000信息安全管理、IEC/ISA 62443自动化控制系统安全标准。2027年12月11日起,传感器设备制造商还须满足欧盟网络韧性法案(CRA)强制要求,管辖产品规划、设计、开发、维护。欧盟市场IIoT产品须通过第三方评估才能销售。

此外,传感器设备制造商应定期与客户、系统集成商合作评估应用需求、识别风险、设计安全物联网部署。物联网设备应使用多因子认证、证书、硬件令牌保护设备间及设备与网络通信。传输中加密数据,使用AES-256等算法防止意外或恶意泄露。

新设备安装时,用户应立即重置所有物联网设备默认凭证为强唯一密码并定期更换。使用集中系统管理设备,便于管理员监控、更新、保护设备。设备应设为自动应用安全补丁和固件。企业维护所有更新审计追踪,确保设备最新、更新成功安装。

供应链团队面临制造或分销环节组件被攻破风险日增。因此必须不仅在建立公司IT网络时,还在开发生产基础设施时考虑网络安全,避免制造过程中传感器关键数据被攻破。

硬件安全是制造必须

保护加密密钥等硬件层面敏感数据,物联网设备应配备专用安全芯片的硬件安全模块。组件应含防篡改机制防止攻击者操纵设备。如传感器使用定制多层层压板保护关键区域,满足FIPS 140-2加密模块安全要求。任何物理打开或穿透外壳尝试将触发关键安全信息(如加密密钥)擦除或整体系统失效,满足FIPS 140-2 Level 4物理安全标准。

此外,所有设备应有可追踪认证的唯一ID防欺骗。制造商发货前对设备渗透测试确保安全,定期风险评估确保设备安全流程符合行业最佳实践。

图3. TE Connectivity用于远程状态监测的无线传感器,配备唯一认证密钥集和加密数据传输,保障网络通信安全。(图片来源:TE Connectivity)

还建议物联网设备使用安全启动流程保证固件未被篡改,利用代码签名和哈希函数保证设备运行软件真实性。所有密钥(应用和会话密钥)应受保护防滥用。

安全系统集成与AI在数据保护中的关键作用

安装系统时,物联网设备应置于隔离业务系统的独立网络。攻击时隔离防止攻击者横向移动造成更大损害。集成商应使用VLAN或防火墙限制物联网设备与其他设备网络资源通信至严格必要范围。

系统集成商实施严格访问控制,仅授权用户或系统访问IIoT数据操作并执行预批准动作。IIoT应用使用零信任模型,要求每个设备或用户访问网络资源前认证授权。进一步,所有API和设备、网络、应用间数据交换应加密。攻击者瞄准API因其常是最弱安全环节且提供访问丰富数据宝库。

AI进步席卷全球,系统集成商可借此优势。AI工具(如物联网安全解决方案)创建所有连接网络设备可见性、获得风险评分识别高危和关键漏洞及错配置,优先快速修复。安全团队利用AI入侵检测系统标记异常行为调查。这些系统分配风险评分让团队聚焦最高优先级风险。有效事件响应规划(含测试)对快速恰当响应物联网安全漏洞也重要。

安全应内嵌每个IIoT部署

总体而言,IIoT能革新智能制造和重工业流程——前提是应用和数据流端到端安全。用这些策略,业务单元和外部利益相关者协作增强所有IIoT部署安全态势,抵御最新威胁。安全领导者可维护利益相关者对IIoT系统和性能增益信任,赢得基于数据决策支持,跨运营流程和站点扩展IIoT部署。

本文由TE Connectivity传感器副总裁兼CTO Corneliu Tobescu撰写。更多信息请访问此处。

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