Segurança em Centro de Controle da Operação para Sistemas de

Automação SCADA na Distribuição de Água

Apresentação do Artigo

Sistemas de Proteção de Perímetro

Prof. Dr. Adilson Eduardo Guelfi

Aluno: Silvio Rocha

• Motivadores e Justificativa• Objetivo• Referencial Teórico• Trabalhos Relacionados• Proposta• Validação• Conclusão

Agenda

Motivadores e Justificativas Envolvimento com ambientes SCADAs no setor de saneamento com foco na distribuição de água;

A área de sistemas automatizados vem ganhando maior visibilidade nos últimos anos e a sua utilização torna-se cada vez mais importante para os negócios, principalmente pela sua integração com as redes corporativas;

Garantir uma melhor proteção das informações que trafegam nas redes de automação, que se atacadas podem ter grande impacto na sociedade;

Os sistemas de controle e aquisição de dados (Supervisory Control and Data Acquisition – SCADA) estavam protegidos de ataques externos e internos graças a seus protocolos proprietários e redes isoladas;

Com o crescente uso do padrão Ethernet nas estruturas de automação industrial, esse ambiente vem convergindo para sistemas abertos e com isso levanta a questão da segurança da informação.

Motivadores e JustificativasFigura 1 – Compara três anos e mostra o crescimento em incidentes (azul) e o nível de impacto (vermelho) para as organizações que utilizem sistemas de controle.

Figura 2 – Mostra a distribuição por setor para todos os incidentes relatados em 2011.No setor de saneamento (água) temos um elevado número de incidentes devido as características de acesso remoto inseguro.

Objetivo

O objetivo do artigo é propor um modelo de arquitetura conceitual de segurança, gerenciamento e disponibilidade, tendo por base as normas ISO 27002 e ISA 99 para os ambientes de automação no saneamento, com foco principal no processo de distribuição de água.

Referencial TeóricoSegurança da Informação

De uma maneira simplista, a grande maioria dos incidentes é causado intencionalmente por pessoas maliciosas. Para tornar uma rede segura e proteger contra ameaças e ataques, pode-se utilizar:

Sistema de Detecção de Intruso – IDS Firewall Criptografia Tecnologias de Autenticação e Autorização

O padrão 802.1x se integra com o padrão AAA (Authentication, Authorization and Accounting) da IETF (Internet Engineering Task Force). Em segurança da informação, o padrão AAA é uma referência aos protocolos relacionados com os procedimentos de:

autenticação;autorização e contabilização

Norma ISA 99 - Arquitetura da Automação Industrial

Entre os principais elementos dessa arquitetura estão os sistemas SCADA ou supervisórios, são sistemas digitais que provem supervisão, controle, gerenciamento e monitoramento dos processos em tempo real.

Unidade de Terminal Remota (Remote Terminal Unit – RUT) Controlador Lógico Programável (Programmable Logic Controller – PLC) Interface Homem-Máquina (Humam Machine Interface – HMI) Protocolos de Redes Industriais (CAN Bus, Modbus, Profibus, etc)

O RADIUS é um protocolo utilizado para disponibilizar acesso a redes utilizando a arquitetura AAA.

Implementado em pontos de acesso sem fio, switches e outros tipos de dispositivos que permitem acesso autenticado a redes de computadores. O protocolo RADIUS é definido pela RFC 2865 (RIGNEY, 2000).

O RADIUS foi idealizado para centralizar as atividades de Autenticação, Autorização e Contabilização.

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Guia

Guia de Referência para a Segurança das Infraestruturas Críticas da Informação – Versão 01 – Nov/2010.

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Norma ANSI/ISA–99Segurança para Automação Industrial e Sistemas de Controle: Terminologia, Conceitos e Modelos

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Guia

Firewall Deployment for SCADA and Process Control Networks – Good Practice Guide - CPNI

Coleção de informações que foram resumidas em um artigo em termos de arquitetura de firewall, implantação, concepção e gestão para determinar práticas de segurança atuais.

Livro Industrial Network SecurityProteção de infraestruturas críticas, Redes para Smart Grid, SCADA e outras sistemas de controle industrial.

Norma ABNT NBR ISO/IEC 27002 Código de prática para a gestão da segurança da informação.

Proposta A proposta desenvolvida foi norteada por todos os trabalhos relacionados nessa apresentação, porém teve forte influência das normas ANSI/ISA 99 e ISO 27002, como também do Guia de Boas Práticas do Centro de Proteção Nacional de Infraestrutura (CPNI).

Para o artigo optou-se pelo estudo dos modelos de arquitetura de automação SCADA que pudessem se aplicados no setor de saneamento, em especial distribuição de água.

Com base na norma ISA 99, veremos no próximo slide um diagrama de uma arquitetura recomendada para uma série de situações práticas e mostra como definir zonas de segurança.

Proposta

Proposta

Proposta

Outro estudo utilizado nesse artigo foi realizado pelo Grupo de Tecnologia da Informação Avançada (Group for Advanced Information Technology – GAIT) que analisou implantações de redes SCADA e identificou oito arquiteturas:

Arquiteturas Segurança Gerenciamento Disponibilidade Pontuação

1) Duas interfaces de Rede nos Computadores; 1,00 2,00 1,00 4,00

2) Servidor com duas interfaces de rede e com software defirewall pessoal;

2,00 1,00 1,00 4,00

3) Filtragem de pacotes Router/Switch Camada 3 entre aRede de Controle de Processos e a Rede Corporativa;

2,00 2,00 4,00 8,00

4) Firewall com duas portas, uma na Rede de Controle deProcessos e outra na Rede Corporativa;

3,00 5,00 4,00 12,00

5) Combinação de Router/Firewall entre Rede de Controlede Processos e Rede Corporativa;

3,50 3,00 4,00 10,50

6) Firewall com zonas desmilitarizadas entre a Rede deControle de Processos e a Rede Corporativa;

4,00 4,50 4,00 12,50

7) Firewalls emparelhados entre a Rede de Controle deProcessos e a Rede Corporativa;

5,00 3,00 3,50 11,50

8) Combinações de Firewall e VLAN entre a Rede deControle de Processos e a Rede Corporativa.

4,50 3,00 5,00 12,50

Pontuação aproximada para arquiteturas de redes SCADA

Pontuação (1 = Pior e 5 = Melhor)

Sistemas de Negócio e Informação

SCADA e Sistemas

Supervisório

Automação Industrial e

Sistemas de Controle

SCADA DMZ

PropostaMesmo com essas diferenças funcionais entre as redes de automação e as redes corporativas, a integração é necessário conforme já explanado.

Por essa razão é recomendado uma arquitetura segura e que para validação desse artigo será adotado a arquitetura de número 8 – Combinações de Firewall e VLAN entre Rede de Controle de Processos e a Rede Corporativa.

Essa arquitetura será complementada de alguns mecanismos de proteção de perímetro ligados a tecnologia de autenticação e autorização, propostos pelo autor deste artigo.

Validação

Para validação da proposta utilizou-se de duas situações:

Ambiente existente de produção com os servidores SCADAs segregados por VLAN;

Ambiente de laboratório prático para validação do processo de autenticação e autorização RADIUS, por meio do servidor FreeRadius e serviço de diretório LDAP.

Centro de Controle

Rede de Controle do Processo

Estação de Tratamento

de Água

Reservatórios de Água

Rede Corporativa

Internet

Rede de Automação

Rede de Automação no Campo

ServidorAplicação

ServidorSCADA

Corporativo

ServidorOPC

ServidorRADIUS/

LDAP

ServidorHistoriador

HMI Local

HMI Local

HMI Local

Estação de Tratamento

de Água

RTU ou PLC

RTU ou PLC

RTU ou PLC

Arquitetura Conceitual

Filias

ServidorSCADA WEB

Rede Corporativa

Frame Relay Automação

MPLS - Rede Corporativa

RADIUS/MSCHAP

ServidorRADIUS/LDAP

ServidorHistoriador

ServidorSCADA WEB

Rede Corporativa

ServidorAplicação

ServidorSCADA

Corporativo

ServidorOPC

Rede de Controle do Processo

Centro de Controle

802.1x/PEAP/MSCHAPv2

RADIUS/TLS

RADIUS/TLS

Arquitetura Física e Lógica

Rede IP10.66.8.0/21

VLAN 2

Rede IP172.21.0.0/24

VLAN 1

Firewall/NAT

Rede IP192.168.0.0/24

Autenticação com 802.1x

Liberação de acesso na VLAN

Internet

Autenticação e autorização

O acesso da rede corporativa é possível pelas regras de acessos (Access Rules) aplicadas nos contextos da arquitetura proposta, além do NAT entre a rede de automação e rede corporativa.

Firewall - DMZ

Conclusão

• Existe uma melhoria significativa na segurança com a utilização de firewalls para separação das redes de processo das redes corporativas, por meio de DMZ e Vlan;

• Utilizar um ambiente de rede que possua uma forma de autenticação e autorização para acesso ao meio é uma das formas de aumentar a segurança;

• Com o processo de autorização, somente usuários legítimos e devidamente identificados tem acesso aos recursos disponíveis. Já o processo de autorização fornece flexibilidade para implementar uma hierarquia de acesso, bem como manter centralizada a base de usuários.