تهدیدات اصلی در امنیت اسکادا: شناسایی و تحلیل فنی

Table of Contents

سیستم‌های اسکادا (SCADA) یا سیستم‌های کنترل و جمع‌آوری داده‌ها، ابزارهای پیچیده‌ای هستند که برای نظارت، کنترل و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی و زیرساخت‌های مختلف مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، سیستم‌های آب و فاضلاب و شبکه‌های برق استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها از یک نرم‌افزار مرکزی (یا سرور) و تعدادی دستگاه‌های کنترل در فواصل مختلف تشکیل شده‌اند. دستگاه‌های کنترل شامل سنسورها و عملگرها هستند که داده‌ها را از محیط جمع‌آوری کرده و به سیستم مرکزی ارسال می‌کنند تا تحلیل شوند. این تحلیل‌ها به مدیران امکان می‌دهد تا فرآیندهای صنعتی را از راه دور نظارت و کنترل کنند.

عملکرد اصلی سیستم‌های اسکادا شامل نظارت بر وضعیت تجهیزات، جمع‌آوری داده‌ها، هشدار دادن در صورت بروز مشکل، و امکان کنترل از راه دور است. این سیستم‌ها معمولاً از شبکه‌های ارتباطی مختلف برای انتقال داده‌ها به‌طور امن و سریع استفاده می‌کنند و از رابط‌های کاربری گرافیکی برای نمایش اطلاعات به صورت بصری و قابل‌فهم بهره می‌برند. اسکادا به افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود ایمنی فرآیندها کمک می‌کند، چرا که امکان شناسایی مشکلات در مراحل اولیه را فراهم می‌آورد و نیاز به دخالت انسانی را کاهش می‌دهد.

در این مطلب تکنیکال، به بررسی تهدیدات اصلی در سیستم‌های اسکادا می‌پردازیم و هر کدام را از منظر فنی تحلیل می‌کنیم.

1.  حملات بدافزار :(Malware)

 بدافزارها مانند Stuxnet نمونه‌ای از تهدیدهای جدی برای اسکادا هستند. این بدافزارها اغلب با هدف تخریب یا دستکاری داده‌ها و تجهیزات طراحی می‌شوند.

جزئیات فنی:

     روش نفوذ:

• استفاده از USB، لینک‌های آلوده، یا بهره‌برداری از آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری. -

     اثرات:

• ایجاد تغییرات غیرمجاز در PLCها (Programmable Logic Controllers) یا دستکاری داده‌های حسگرها. راه ‌حل‌ها:
• استفاده از سیستم‌های تشخیص بدافزار (Antivirus)
• به‌روزرسانی مداوم سیستم‌عامل و نرم‌افزارهای کنترل
•  ایزوله‌سازی شبکه اسکادا از شبکه‌های عمومی

2. حملات دسترسی غیرمجاز (Unauthorized Access)

 بسیاری از سیستم‌های اسکادا به دلیل رمزهای عبور ضعیف یا نبود احراز هویت چندمرحله‌ای، در برابر دسترسی غیرمجاز آسیب‌پذیر هستند.

 جزئیات فنی:

روش نفوذ: اسکن شبکه، کرک رمز عبور، یا سوءاستفاده از پورت‌های باز

اثرات: کنترل تجهیزات حساس، خاموش کردن سیستم‌ها یا ارسال داده‌های نادرست

راه‌حل‌ها:

• پیاده‌سازی احراز هویت چندعاملی (MFA)
•  محدود کردن دسترسی از طریق مدیریت دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC)
•  استفاده از رمزگذاری پیشرفته (TLS/SSL)

3.  حملات Man-in-the-Middle (MITM)

این حملات در جریان انتقال داده‌ها بین اجزای سیستم رخ می‌دهند و مهاجم می‌تواند اطلاعات را تغییر داده یا جاسوسی کند.

     جزئیات فنی:

روش نفوذ:

•  رهگیری ترافیک شبکه از طریق ابزارهایی مانند Wireshark یا ARP spoofing

اثرات:

- تغییر دستورات کنترلی، ضبط داده‌های حساس یا ایجاد اختلال در عملکرد.

• راه‌حل‌ها:
• استفاده از VPN برای ارتباط امن بین اجزای شبکه.
• اعمال فایروال‌های صنعتی.
• فعال کردن پروتکل‌های امنیتی مانند IPsec

4. آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری (Software Vulnerabilities)

سیستم‌های اسکادا اغلب از نرم‌افزارهای قدیمی یا آسیب‌پذیر استفاده می‌کنند که هدف حملات قرار می‌گیرند

جزئیات فنی :

روش نفوذ:

•  بهره‌برداری از آسیب‌پذیری‌ها با ابزارهایی مانند Metasploit

اثرات:

• اجرای کدهای مخرب یا از کار انداختن سیستم‌ها

راه‌حل‌ها:

• انجام اسکن‌های منظم امنیتی (Vulnerability Scanning)
•  استفاده از پچ‌ها و به‌روزرسانی‌های منظم
•  ارزیابی دوره‌ای امنیت نرم‌افزارها.

5.  حملات DDoS (Distributed Denial of Service)

 این حملات باعث اختلال در دسترسی به سیستم‌های اسکادا می‌شوند و به‌ویژه در شبکه‌های متصل به اینترنت خطرناک هستند.

 جزئیات فنی:

روش نفوذ:

• ارسال حجم زیادی از درخواست‌های جعلی به سرور اسکادا.

اثرات:

•  از کار افتادن سرورها و اختلال در نظارت و کنترل سیستم‌ها.

راه‌حل‌ها :

• استفاده از سیستم‌های جلوگیری از حملات (DDoS Mitigation Systems)
•  پیکربندی فایروال برای محدود کردن ترافیک ورودی غیرعادی
• اعمال نرخ محدودیت (Rate Limiting) بر روی پروتکل‌ها.

• هر یک از تهدیدات اصلی اسکادا نیازمند یک رویکرد امنیتی چندلایه است که شامل اقدامات پیشگیرانه، شناسایی سریع، و پاسخ‌دهی به تهدیدات می‌شود. با پیاده‌سازی این راهکارها، می‌توان ریسک حملات سایبری را به حداقل رساند و امنیت زیرساخت‌های حیاتی را تضمین کرد.
• در ادامه، تحلیل دقیق‌تر و تخصصی‌تر از تهدیدات امنیتی اسکادا ارائه شده است. تمرکز این تحلیل بر حملات پیچیده‌تر، روش‌های فنی مورد استفاده توسط مهاجمان و اقدامات مقابله‌ای پیشرفته خواهد بود.

1. حملات تزریق فرمان (Command Injection Attacks)

این حملات زمانی رخ می‌دهد که مهاجم بتواند کد یا دستورات مخرب را به سیستم اسکادا تزریق کند تا عملکرد سیستم را تغییر دهد یا داده‌ها را دستکاری کند.

جزئیات فنی:

روش نفوذ:

•  مهاجم از آسیب‌پذیری در ورودی‌های سیستم )مانند APIها یا رابط‌های کاربری( استفاده می‌کند. مثال: ارسال دستورات مخرب به PLCها از طریق پروتکل‌هایی مانند Modbus یا DNP3

     اثرات:

•  اجرای دستورات غیرمجاز، مانند خاموش کردن پمپ‌ها یا تغییر فشار سیستم‌ها
• دستکاری داده‌های حسگرها برای مخفی کردن فعالیت‌های خرابکارانه

راهکارها:

•  اعتبارسنجی ورودی‌ها (Input Validation)
•  استفاده از سیستم‌های امنیتی مبتنی بر قوانین (Rule-Based Security Systems)
•  رمزگذاری ترافیک پروتکل‌های صنعتی (مانند TLS برای Modbus)

2.  حملات Pivoting

 در این حمله، مهاجم پس از نفوذ اولیه به یک بخش از شبکه، از آن به‌عنوان نقطه‌ای برای دسترسی به سایر قسمت‌ها استفاده می‌کند.

 جزئیات فنی:

روش نفوذ:

• بهره‌برداری از آسیب‌پذیری یک دستگاه متصل به شبکه.
•  استفاده از ابزارهایی مانند Metasploit یا Cobalt Strike برای ایجاد تونل‌های مخفی

اثرات:

•  سرقت داده‌های حساس از اجزای دیگر شبکه.
• گسترش بدافزار به کل سیستم اسکادا

راهکارها:

• بخش‌بندی شبکه (Network Segmentation) برای محدود کردن حرکت مهاجم.
• مانیتورینگ ترافیک با استفاده از ابزارهایی مانند IDS/IPS.
• پیاده‌سازی اصل کمترین امتیاز (Least Privilege) برای دسترسی به منابع

3. حملات Replay بر پروتکل‌های صنعتی

در این حملات، مهاجم داده‌های معتبر ارسال شده در شبکه را ضبط کرده و سپس با بازپخش آن‌ها سیستم را گمراه می‌کند.

جزئیات فنی :

روش نفوذ:

• رهگیری ترافیک شبکه از طریق ابزارهایی مانند Tcpdump یا Wireshark
• بازپخش بسته‌های ضبط ‌شده برای تکرار دستورات معتبر

اثرات:

•  اجرای دستورات قدیمی که ممکن است باعث تخریب یا اختلال شوند.
• جلوگیری از اعمال دستورات جدید

راهکارها:

•  استفاده از Nonce یا Time-Stamp در پروتکل‌ها برای جلوگیری از بازپخش بسته‌ها.
• پیاده‌سازی پروتکل‌های امن‌تر مانند OPC UA با TLS.
• مانیتورینگ ترافیک برای شناسایی بسته‌های تکراری

4. حملات سمت‌کاربر (HMI Exploits)

رابط‌های انسان-ماشین (HMI) اغلب نقطه ضعف اسکادا هستند. مهاجمان می‌توانند از آسیب‌پذیری‌های موجود در نرم‌افزارهای HMI بهره‌برداری کنند.

 جزئیات فنی:

روش نفوذ:

- بهره‌برداری از باگ‌های نرم‌افزاری HMI از طریق فایل‌های آلوده یا حملات تحت وب.

- ارسال دستورات غیرمجاز با دسترسی به رابط وب HMI

اثرات:

- کنترل کامل سیستم توسط مهاجم

- تغییر یا حذف داده‌های نمایش داده شده به اپراتورها

راهکارها:

 - استفاده از HMIهای دارای گواهینامه امنیتی

- اعمال محدودیت‌های دسترسی به HMI بر اساس IP یا مکان فیزیکی

- انجام تست‌های نفوذپذیری منظم روی نرم‌افزار HMI

5. حملات سایبری پیشرفته تحت پوشش زنجیره تامین (Supply Chain Attacks)

 در این نوع حمله، مهاجم از آسیب‌پذیری‌های موجود در نرم‌افزارها یا سخت‌افزارهای تامین‌شده توسط شرکت‌های ثالث استفاده می‌کند.

جزئیات فنی:

روش نفوذ:

•  تزریق کد مخرب در طول فرآیند توسعه نرم‌افزار اسکادا
• بهره‌برداری از تجهیزات سخت‌افزاری آلوده هنگام نصب

اثرات:

• کنترل از راه دور سیستم اسکادا از طریق درهای پشتی (Backdoors)
•  سرقت یا تغییر داده‌های حساس

     راهکارها:

• بررسی امنیتی تامین‌کنندگان و استفاده از قراردادهای امنیتی
•  استفاده از امضاهای دیجیتال برای تایید صحت نرم‌افزارها
• مانیتورینگ رفتار نرم‌افزارها برای شناسایی فعالیت‌های مشکوک

نتیجه گیری

تمرکز بر تهدیدات پیشرفته امنیت اسکادا به دلیل حساسیت بالا و گستردگی کاربرد آن نیازمند استراتژی‌های پیشرفته و تخصصی است. ترکیب روش‌های پیشگیری، شناسایی و پاسخ‌دهی در کنار استفاده از فناوری‌های نوینی مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌تواند تاثیر چشمگیری در کاهش ریسک‌های سایبری داشته باشد.

شرکت امن افزار گستر با تخصص و تجربه خود در زمینه امنیت سیستم‌های اسکادا، خدمات پیشرفته‌ای در این حوزه ارائه می‌دهد. ما با بهره‌گیری از روش‌های پیشگیرانه و استفاده از تکنولوژی‌های نوین، راه‌حل‌های جامع و تخصصی برای شناسایی و مقابله با تهدیدات سایبری به شما ارائه می‌دهیم تا امنیت سیستم‌های حساس شما در برابر حملات پیچیده حفظ شود.