工业网络安全:机器的安全性也取决于网络安全

工业设备已不再是一个孤立的系统。 PLC、HMI、控制模块、工业网络、软件及联网装置不仅相互通信,在许多情况下还会与企业基础设施及外部服务进行交互。信息技术(IT)与运营技术(OT)的融合,使工厂更加集成化和灵活,但也扩大了需要保护的范围。

未经授权的访问、配置的篡改,或装置及软件的安全受损,都可能干扰机器的运行、中断生产流程或改变与安全相关的条件。因此,工业网络安全除了涉及数据和数字基础设施的保护外,还涉及对机器运行的保护。

功能安全与网络安全仍是两个截然不同的学科领域,各自拥有特定的目标和方法论,但在互联系统中,它们可能会直接相互影响。事实上,网络威胁可能会损害过程控制和某些安全功能所依赖的组件。因此,理解这种关系对于设计具有充分保护措施的机器和工厂至关重要。

工业网络安全:IT与OT之间的界限

要了解制造业网络安全领域的具体特点,必须区分IT和OT。

信息技术(IT)涵盖用于处理、传输和存储信息的系统:服务器、计算机、应用程序、数据库和企业基础设施。而运营技术(OT)则涵盖用于控制或监控物理过程的技术,例如可编程逻辑控制器(PLC)、人机界面(HMI)、监控系统、控制模块、传感器、执行器和工业网络。

两者的区别不仅在于所采用的技术,还在于系统管理的优先级。 在IT领域,信息的机密性、完整性和可用性尤为重要;而在OT领域,系统可用性和流程连续性可能更为优先,因为任何中断或意外变化都可能对所控制的物理环境产生直接影响。

因此,即使是软件更新这样看似例行的任务,也必须采取不同的评估方式。在IT环境中,这可以被安排为一项标准的维护任务;而在生产线上,则必须考虑到运营连续性、与其他系统的兼容性,以及对机器安全可能产生的任何影响。

因此,IT与OT的融合需要采取一种特定的方法,在该方法中,网络安全、功能安全、可靠性和运营连续性需在同一框架内进行评估。

影响工业环境的威胁

针对工业组织的攻击可能采取多种形式:勒索软件、凭证泄露、软件漏洞利用、未经授权的访问、恶意软件以及供应链攻击,这些都是风险管理中需要考虑的场景。

其后果可能同时波及信息系统和生产流程。勒索软件攻击可能导致生产所需的系统无法使用;利用漏洞可能使攻击者获得对装置或网络的访问权限;而未经授权的配置修改则可能改变系统的运行行为。

ENISA《2025年威胁态势》报告基于对2024年7月至2025年6月期间观察到的4,875起事件的分析,将制造业列为受冲击最严重的行业之一,并指出网络犯罪是该行业中检测到的主要威胁类别。

因此,要保护运营技术(OT)环境,就必须在机器及其零件的整个生命周期内充分考虑网络风险。

《网络弹性法案》:网络安全成为产品生命周期的一部分

《网络弹性法》(CRA),即欧盟法规(EU)2024/2847,对投放至欧盟市场的含数字零件的产品提出了网络安全要求。因此,其适用范围涵盖产品及其整个生命周期,从设计和开发到市场推广、维护以及漏洞管理。

该条例要求制造商在设计和开发产品时将网络安全风险纳入考量,并采取与其性质和风险等级相适应的措施。涵盖的方面包括漏洞管理、安全更新、文档编制以及报告义务。

《网络安全条例》(CRA)于2024年12月生效,而关于报告正在被利用的漏洞以及影响含数字零件的产品安全的严重事件的相关义务,自2026年9月11日起即已适用。该条例的大部分要求将自2027年12月11日起适用。

对于工业自动化用零件的制造商而言,该框架为设计、漏洞管理以及长期维护产品安全性提供了明确的参考依据。

事实上,制造商的责任与产品的整个生命周期息息相关:在产品开发阶段就必须考虑安全性问题,即使在产品投放市场后,也必须通过适当的流程来保障其安全性。

NIS2:网络安全成为企业风险管理的一部分

《NIS2指令》(EU)2022/2555的适用范围与《CRA》不同,因为它主要涉及在被视为关键或重要领域运营的组织的韧性,而非针对具体产品设定要求。

该指令涵盖多个领域,包括能源、交通、医疗保健、数字基础设施以及某些制造业活动。其实际适用范围取决于该指令中规定的标准及其在各国国内法中的转化情况。

受影响的实体必须采取适当且相称的措施来管理网络安全风险,同时应考虑事件管理、供应链安全、漏洞管理、系统开发与维护中的安全措施、加密技术的使用、访问控制以及业务连续性等方面的因素。

该指令还就重大事件的报告规定了具体义务,要求在获悉事件后24小时内提交初步报告,72小时内进行通报,并在一个月内提交最终报告。

因此,CRA 和 NIS2 的适用范围各不相同:CRA 侧重于含有数字元素的产品安全性,而 NIS2 则关注相关组织管理和缓解网络风险的能力。在工业自动化供应链中,这两个领域可能在供应商选择、供应链管理以及对机械和设备中所用零件的评估等方面产生交集。

《机械法规》(EU)2023/1230:机械安全的新框架

关于机械的《欧盟法规》(EU)2023/1230将取代《2006/42/EC指令》,并自2027年1月20日起生效。

从指令向法规的过渡更新了欧洲监管框架,同时考虑了机械行业中的技术发展,包括软件、互联性和数字系统的广泛应用。

该条例引入的要素之一,是保护机械设备免受与符合健康和安全要求相关的软件和数据的意外或故意篡改。该条例规定,用于传输信号或数据且与符合安全要求相关的硬件零件必须受到保护,以防止其遭到篡改;此外,还必须识别出对机械设备符合要求至关重要的软件和数据,并对其提供充分保护。

因此,网络安全问题已成为机械安全框架不可或缺的一部分,但这并不意味着将《机械法规》转变为一部关于网络安全的通用法规:该法规的目标仍然是确保机械及相关产品的安全,但文本承认软件、数据和数字系统可能会影响机械的合规性和安全性。

另一个方面涉及重大改动。该法规还涵盖通过数字手段进行的改动,即当制造商未预期的改动导致新的危险或加剧现有风险,并需要采取新的防护措施时。

对于制造商而言,这意味着不仅要关注初始设计,还要关注在机器整个生命周期内对软件和数字系统进行修改的方式。

ReeR 的方法:安全设计

在此背景下,ReeR 采用“安全设计”方法,将网络安全融入其开发流程,从产品开发前的阶段就开始考虑安全因素。

ReeR 采用的安全开发生命周期涵盖一系列专项活动,包括安全需求定义、威胁分析、设计、验证与确认,以及发布后的漏洞管理。

因此,网络安全被作为开发流程的一部分来处理,而非在设计阶段结束时才作为一项功能添加到产品中。这种方法遵循了 IEC 62443 标准的原则,该系列国际标准专门针对工业控制和自动化系统的网络安全。

IEC 62443-4-1:ReeR 的流程已通过 TÜV SÜD 验证

ReeR 的方案已通过 TÜV SÜD 颁发的 IEC 62443-4-1 认证,其有效性得到了独立验证。

IEC 62443-4-1 规定了安全产品开发生命周期的要求,并涵盖了产品开发周期各阶段的网络安全问题。因此,ReeR 获得的认证专门针对安全开发流程,而非一种可不加区分地适用于该公司所有产品的通用认证。

TÜV SÜD 的审核针对 ReeR 采用的流程,依据该标准的要求进行了评估,并对该公司在产品开发过程中处理网络安全问题的框架提供了独立评估。

对于一家生产工业自动化和安全装置的制造商而言,这意味着其产品开发流程中必须将风险识别、安全措施的实施、结果验证以及漏洞管理作为不可或缺的组成部分。

因此,获得“安全设计”认证意味着从产品设计和开发的过程开始就着手解决产品安全问题。

从设计到漏洞管理

产品的安全性并非止于发布。在装置的使用周期内也可能发现安全漏洞,因此需要制定相关流程,以便接收、分析、评估和管理来自外部来源的报告。

ReeR 已制定了一套专门的产品漏洞报告流程,为研究人员、客户及其他相关方提供了一个报告潜在安全问题的渠道。

该流程既确保了提交漏洞分析所需的信息,也使相关团队能够进行结构化管理,涵盖从初步评估到缓解措施及沟通活动的全过程。

因此,负责任的漏洞管理完善了设计阶段启动的流程,即使在产品上市后出现新信息,也能及时采取安全措施。

从流程安全到产品安全

ReeR 的解决方案采用了“安全设计”方法,根据其架构和预期用途,将网络安全特性与功能融入其中。

具体解决方案中采用的技术包括安全启动机制、安全用户和凭证管理、安全通信、更新管理、事件日志记录以及配置保护。这些功能的可用性及实现方式取决于具体的产品系列。

安全启动

在启动过程中会验证固件的完整性和真实性,以确保仅执行经过身份验证且值得信赖的固件。

 

安全用户管理

专用的功能可让您管理用户并设置更严格的密码策略,从而帮助保护对装置各项功能的访问权限。

 

安全通信

使用 TLS 1.3 有助于保障受支持接口上的通信安全。

更新管理

可通过特定步骤更新固件,其中需特别注意安全更新。

日志管理

事件日志记录有助于提高装置活动和运行状况的可追溯性。

配置保护

可以通过专用安全机制对存储的配置进行保护,从而降低未经授权访问或篡改的风险。

以 MOSAIC 平台解决方案为例,所有装置均集成了安全功能,具体特性因产品而异。

像 SafeReady 这样的联网解决方案在开发时,也充分考虑了工业应用数字化带来的要求,以及通信和系统完整性的保护。

当然,零件的选择必须结合机器的架构、风险分析以及具体应用的要求来决定。事实上,具备网络安全功能的装置只是整体架构中的一个组成部分,不能替代保护机器或工厂所需的其他措施。

网络安全是共同的责任

保护运营技术(OT)环境需要制定一项综合策略,该策略应将硬件和软件零件、网络架构、访问控制、更新、监控、漏洞管理以及组织流程有机结合起来。

设备制造商负责其产品的规格制定与管理;机械制造商必须将其集成到符合风险分析要求的架构中;系统集成商必须考虑系统与网络之间的交互;最终用户必须正确管理基础设施、访问权限、更新及操作流程。

因此,工业网络安全源于这些保护层面的有机结合。

正因如此,在评估面向联网设备的零件时,不仅应考虑其功能性能,还应关注其开发流程、已实施的安全措施、漏洞管理以及产品生命周期内提供的支持。

ReeR学院:工业网络安全培训

法规与技术的发展要求专业人士具备相关技能,以便正确解读要求并将其转化为设计决策。

通过 ReeR 学院,ReeR 为安全与工业自动化领域的专业人士提供技术指南、网络研讨会、研讨会、线下活动以及量身定制的培训内容。

这些课程涵盖功能安全、机器设计、法规及网络安全等相关主题,并设有专门针对《网络安全指令2》(NIS2)、《网络弹性法案》以及机器制造商新要求的深入专题课程。

这些活动均免费开放,面向机械制造商、设计师、系统集成商、技术人员及终端用户。

因此,此类培训是对技术层面工作的有效补充:识别风险、理解监管框架以及掌握如何正确应用相关要求,对于设计出防护得当的工业系统至关重要。

ReeR的工业安全解决方案

了解 ReeR 针对工业安全应用的解决方案,这些解决方案的开发过程充分考虑了与每款产品特性相关的网络安全因素。

SAFEREADY 安全光幕

SAFEGATE 安全光幕

MOSAIC 安全控制模块

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工作环境中的安全
是不可或缺的

ReeR用于保护机器和工业设备的安全装置均在意大利进行设计、研发和制造。我们的解决方案由质量管理体系提供保障,该体系已通过TÜV意大利公司依据ISO 9001:2008标准进行的认证,可在国际层面的自动化环境中提供多功能性和安全性。

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