我们如何保护关键基础设施免受网络攻击?

我们如何保护关键基础设施免受网络攻击?
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负责控制和监测我国大多数基础设施的系统——也就是我们社会赖以运转的各项服务所依托的系统——被称为监控与数据采集(SCADA)系统。

电站、供水系统、道路和公共交通等基础设施都依赖这些系统,而它们正日益成为网络犯罪分子的目标。不言而喻,此类系统一旦遭到干扰,轻则造成严重的经济损失,重则导致人员丧生。

面对日益增多且愈发复杂的网络攻击,政府和私营部门需要以越来越创新的方式保护自身。这些就是未来的武器。未来的战争将以此为基础——既然可以从经济上攻击一个国家,就不必攻击其军队。如果纽约的电力系统停止运行,纽约就会陷入瘫痪。

过去,SCADA系统以及由其监测和控制的系统在一定程度上受到保护,因为它们依赖专有技术,而IT行业对此知之甚少。由于这个行业高度封闭,SCADA领域之外鲜有相关信息流传。如今,SCADA系统已从独立运行的专有解决方案和封闭网络,发展为通过互联网等开放网络运行的大规模、高度分布式计算系统。此外,SCADA系统所使用的硬件和软件目前在大多数情况下都基于COTS(商用现成产品)解决方案。

尽管这些变化提升了所提供服务的效率和复杂程度,却也增加了这些服务遭受恶意复杂攻击的脆弱性。曾经封闭的专有软件和硬件基础设施,如今容易受到来自外部(互联网)和企业内部网络的攻击。困扰此类系统的攻击,与多年来影响普通系统的攻击相同,例如病毒、特洛伊木马和蠕虫。此外,SCADA系统使用的网络协议在设计时并未考虑安全要求。例如,大多数协议都不支持任何形式的加密。

过去几年,计算机安全行业一直在推动调整其安全工具和技术,以应对SCADA系统的安全问题。专门面向SCADA系统或设有相关专题议程的会议数量,便体现了这一趋势。

与此同时,美国政府与业界共同制定了一系列旨在保护SCADA系统的标准和法规。这些举措方向正确,有望使其安全水平达到目前企业和个人计算机系统所采用的水平。然而,众所周知,这还不够;否则,针对计算机系统的恶意攻击就不会得逞。

不再依靠隐蔽来保障安全

多年来,安全行业一直致力于改善和修复计算机系统的安全性。过去十年间,安全性已大幅提升,但距离实现完全安全的系统仍相去甚远。安全行业人士的言论也印证了这一看法。最近,一家安全公司的首席技术官 撰文 解释反病毒公司为何未能发现Stuxnet和Flame等病毒——这些蠕虫是专门为攻击SCADA系统而打造的。他承认,面向普通消费者的反病毒产品无法防御资源雄厚的对手。这意味着很多事情。第一,在关键系统中使用COTS硬件和软件或许是个糟糕的主意。第二,反病毒公司永远无法达到资源雄厚的对手那样的复杂程度。

随着人们对SCADA系统内部构造的了解不断加深,曾经被奉为圭臬的“隐蔽即安全”理念已不再适用。在 开源漏洞数据库 (OSVDB)中搜索关键词“SCADA”——该数据库旨在汇总计算机漏洞——会得到300多条结果(漏洞)。

与恶意攻击共存

基于预防和拦截的安全系统无法提供所需的安全水平,也不足以应对SCADA系统的需求,因为SCADA系统与一般企业系统有着不同的要求。SCADA系统分布广泛,依赖多种技术,资源有限,兼有实时和非实时操作;更重要的是,它们在可用性、可靠性和安全性等方面有着不同的需求。

与其试图实现完全不受攻击的系统,关注重点正在转向:即使遭受恶意攻击,也要提供可接受水平的服务。RMIT网络空间与安全小组的多位研究人员正在攻克这些问题,包括设计 新模型 ,即使发生网络攻击,也能通过复制关键服务来提升服务的可用性。他们还在研究 实时检测攻击 的方法(运用新的聚类算法概括数据并检测异常行为)。未来的关键在于让系统足够稳健,能够在攻击期间存续并继续运行。

本文最初发表于 《The Conversation》。请阅读 原文。本文的刊发并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。

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作者:Zahir Tari是 RMIT大学计算机科学与信息技术学院分布式系统教授。Carlos Queiroz是 RMIT大学的博士生。

图片:这幅图片中,一只放大镜置于电脑屏幕前。REUTERS/Pawel Kopczynski。

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