НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПО АСУТП

УДК 004.056.53
Осипов Иван Сергеевич
аспирант
кафедра «Автоматика и управление в технических системах»
Московский государственный горный университет
НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПО АСУТП
RELIABILITY AND SAFETY FOR DCS
До недавнего времени вопросу обеспечения безопасности и
резервирования программного обеспечения АСУТП уделялось не так
много внимания и этому способствовали следующие предпосылки:
 на промконтроллерах используются операционные системы
собственной разработки производителя – QNX (реже – Linux) или DOS,
информация о которых доступна ограниченному кругу лиц;
 промышленные сети обычно изолированы не только от сетей
общего пользования, но и от внутренних сетей предприятия, в них
применяется очень специфическое оборудование, все процессы чётко
регламентированы.
Таким образом, в целом IT-инфраструктуры АСУТП считались
достаточно хорошо защищенными и надежными. Данное ошибочное, как
оказалось, представление пришлось пересмотреть с обнаружением
принципиально нового вредоносного ПО – компьютерного червя Stuxnet.
В процессе решения задачи обеспечения безопасности ПО АСУТП
осуществляется создание модели угроз и модели потенциального
злоумышленника.
По данным Positive Technologies, наибольшее количество уязвимостей
(42) за отчетный период было обнаружено в компонентах АСУ ТП
производства компании Siemens. На втором месте — системы
Broadwin/Advantech (22 уязвимости). На третьем — Schneider Electric (18).
Как в любых IТ-системах, в случае с АСУ ТП наибольшее количество
уязвимостей обнаруживается в самых распространенных решениях. При
это наибольший интерес для злоумышленников могут представлять такие
составляющие АСУ ТП, как системы SCADA и человеко-машинного
интерфейса (HMI), в которых обнаружено 87 и 49 уязвимостей
соответственно. В программируемых логических контроллерах различных
производителей за отчетный период нашли 20 уязвимостей [1].
В настоящее время для АСУ ТП характерны следующие риски:
 Архитектура сетей не всегда позволяет обеспечить безопасную
передачу данных. На многих предприятиях используются незащищенные
беспроводные соединения;
 Кардинально изменить архитектуру сети передачи данных
работающей АСУ ТП затруднительно или невозможно вовсе;
116
 Часто удаленный доступ к промышленным системам
осуществляется без авторизации;
 Возможность
нецелевого
использования
вычислительных
ресурсов промышленных ИТ-систем;
 Отсутствует проверка подлинности управляющих команд;
 Недостаточное количество инструментов для обнаружения
подозрительной активности и расследования инцидентов ИБ.
Специалисты по информационной безопасности компании Cisco
Systems отмечают, что можно повысить общий уровень надежности и
безопасности АСУ ТП, прибегнув к следующим мерам:
 Кластеризация или дублирование компонентов АСУ ТП,
позволяющих осуществлять установку обновлений без простоя АСУ ТП;
 Полное резервирование информации, а также реализация
резервных тестовых платформ [2].
Для реализации описанных выше мер целесообразно прибегнуть к
использованию виртуализации на уровне ОС с использованием технологии
OpenVZ, которая базируется на ядре Linux. OpenVZ позволяет на одном
физическом сервере запускать множество изолированных копий
операционной системы, называемых «виртуальные частные серверы».
Виртуализация на уровне операционной системы в OpenVZ даёт лучшую
производительность,
масштабируемость,
плотность
размещения,
динамическое
управление
ресурсами,
а
также
лёгкость
в
администрировании, чем у альтернативных решений. Согласно
информации, представленной на официальном сайте OpenVZ, накладные
расходы на виртуализацию очень малы, и падение производительности
составляет всего 1-3 %, по сравнению с обычными Linux-системами [3].
Каждая виртуальная среда по сути — отдельная сущность: имеет свои
собственные файлы, пользователи и группы, дерево процессов, сеть,
устройства и объекты межпроцессорного взаимодействия (разделяемая
память, семафоры, сообщения).
Преимущества использования виртуализации:

изоляция систем;

возможность осуществлять обновления ядра ОС и ПО без
перезагрузки системы при помощи технологии «Checkpoint-restore in
userspace».
Возможности технологии Checkpoint-restore in userspace»:

«Живая» миграция систем;

Ускорение старта тяжелых приложений;

Обновление ядра “без перезагрузки” (многие промышленные ИТсистемы не обновляются годами, поскольку для вступления обновлений в
силу необходима перезагрузка, которую невозможно осуществить при
непрерывном производственном цикле). Проблема заключается в том, что
устаревшее ПО имеет достаточное количество известных уязвимостей,
эксплуатируя которые можно нарушить работоспособность всей системы.
117
Обновление прикладного ПО «на лету» (например, для
корректировки алгоритмов);

Снимки состояний рабочей среды (использование с целью
резервного копирования);

Балансирование нагрузки в распределенной вычислительной
системе.
На сегодняшний день поддерживается единственная архитектура —
x86-64 и следующие объекты ОС Linux:
 Процессы, их иерархия, PID, идентификаторы пользователя и
группы (uid, euid, sid, …), системные права.
 Память приложений, включая отображенные файлы и разделяемые
участки.
 Открытые файлы.
 Pipes, включая FIFO.
 Сокеты Unix.
 Сокеты TCP/IP (в том числе и в состоянии ESTABLISHED).
 System V IPC.
 Таймеры [4].
В настоящий момент виртуализация не используется в
промышленных ИТ-системах в таком виде. Checkpoint-restore in userspace
— новая открытая технология, которая была представлена публике
относительно недавно.

Литература.
1. Интернет-источник: Безопасность промышленных систем в
цифрах. Материалы исследования экспертов компании Positive
Technologies.
–
Режим
доступа:
http://ptsecurity.ru/download/SCADA_analytics_russian.pdf.
2. Интернет-источник: Материалы выступления бизнес-консультанта
по безопасности компании Cisco Systems А.В. Лукацкого на XI Ежегодной
Всероссийской
конференции
«Обеспечение
информационной
безопасности. Региональные аспекты. ИнфоБЕРЕГ-2012» – Режим
доступа: http://www.slideshare.net/lukatsky/ss-14279925 .
3. Интернет-источник:
Официальный
сайт
технологии
виртуализации OpenVZ. – Режим доступа: http://openvz.org/Main_Page.
4. Интернет-источник: Официальный сайт разработчиков технологии
CRIU. – Режим доступа: http://criu.org/Main_Page.
118
Аннотация.
В настоящей статье рассмотрены основные проблемы надежности и
безопасности ПО АСУ ТП. Приведена статистика по обнаруженным
уязвимостям, описаны характерные для промышленных ИТ-систем риски.
Для обеспечения безопасности и надежности ПО АСУ ТП предложено
использование технологии виртуализации OpenVZ, а также программного
комплекса CRIU.
This article deals with the problems of reliability and information security
of automatic control systems. Article also provides statistics on detected
vulnerabilities and describes the characteristic risks of industrial IT systems. To
ensure the safety and reliability of automatic control systems proposed use of the
OpenVZ virtualization technology and software complex CRIU.
Ключевые слова.
надежность ПО АСУ ТП, Безопасность ПО АСУ ТП, OpenVZ,
Checkpoint-restore in userspace
reliability of automatic control systems, information security of automatic
control systems software, OpenVZ, Checkpoint-restore in userspace
119