تصميم برنامج أمني قوي لأنظمة التشغيل بناءً على IEC 62443

تقدم سلسلة معايير IEC 62443 إطارًا شاملًا ومفصلًا لمعالجة التحديات الفريدة للأمن السيبراني في أنظمة التحكم والأتمتة الصناعية (IACS). إنها توفر نهجًا منهجيًا ومعتمدًا على المخاطر لتأمين بيئات أنظمة التشغيل طوال دورة حياتها بالكامل. إن تطبيق برنامج أمني لأنظمة التشغيل متوافق مع IEC 62443 ليس مجرد ممارسة امتثال؛ إنها ضرورة أساسية لضمان مرونة السلامة والموثوقية في العمليات الصناعية. ستقوم هذه المدونة بإجراء تحليل معمق واستكشاف المكونات الأساسية لبرنامج أمني لأنظمة التشغيل يعتمد على المبادئ والإرشادات لIEC 62443.

مع تغير الملامح التهديدية وضغوط الامتثال، يجب أن يكون IEC 62443 معيارك المفضل لضمان الامتثال وتقديم موقف أمني قوي وصلب للتصدي للتهديدات الخارجية. إذا كنت تفكر بالفعل في تقييم مخاطر أنظمة التشغيل المستند إلى IEC 62443 أو قد أجريت مثل هذا التقييم، فلا تتوقف عند هذا الحد، بل قم بمواصلة الرحلة واستغلال الدروس المستفادة لبناء برنامج أكثر متانة باستخدام أسس IEC 62443.

تأسيس أساس قوي: الحوكمة وتقييم المخاطر

يعتبر الأساس لأي برنامج أمني فعال لأنظمة التشغيل هو في إنشاء حوكمة واضحة وإجراء تقييمات مخاطر شاملة. يؤكد IEC 62443-3-2 وIEC 62443-2-1 على أهمية تحديد الأدوار والمسؤوليات والسياسات ونظام إدارة الأمن السيبراني الذي يعالج أمن أنظمة التشغيل بشكل صريح. يتضمن ذلك:

تحديد الهيكل التنظيمي: بشكل واضح، إلزام المساءلة عن أمن أنظمة التشغيل عبر مستويات تنظيمية مختلفة، من القيادة التنفيذية إلى موظفي المصنع. يضمن هذا أن الأمن ليس فكرة لاحقة بل جزءًا لا يتجزأ من العمليات التشغيلية.

تطوير سياسات وإجراءات الأمن: إنشاء سياسات محددة مخصصة لبيئة أنظمة التشغيل، تعالج الجوانب مثل التحكم في الوصول، وإدارة التغييرات، والاستجابة للحوادث، وزيادة الوعي الأمني. ينبغي أن تكون هذه السياسات وثائق حية، تتم مراجعتها وتحديثها بانتظام لتعكس التهديدات المتطورة والتغييرات التشغيلية.

تشكيل لجنة توجيه الأمن: تشكيل فريق مشترك من ممثلين عن تقنية المعلومات، وأنظمة التشغيل، والإدارة للإشراف على برنامج الأمان لأنظمة التشغيل، وضمان التوافق مع أهداف العمل وتسهيل التواصل والتعاون.

إضافة إلى الحوكمة القوية هو التقييم الشامل للمخاطر، كما هو موضح في IEC 62443-3-2 وIEC 62443-3-1. هذا يتضمن:

جرد وتوصيف الأصول: تحديد وتوثيق جميع الأصول الحيوية لأنظمة التشغيل، بما في ذلك أنظمة التحكم، وأجهزة الشبكة، وأجهزة الاستشعار، والمشغلات، والبرمجيات المرتبطة. تصنيف هذه الأصول بناءً على أهميتها والتأثير المحتمل في حال حدوث اختراق أمني ضروري لترتيب جهود الأمان.

نمذجة التهديدات: تحديد التهديدات المحتملة والثغرات الأمنية الخاصة ببيئة أنظمة التشغيل، مع مراعاة التهديدات السيبرانية العامة وتلك الفريدة للبروتوكولات والأنظمة الصناعية. يتضمن ذلك تحليل ناقلات الهجوم، والعملاء التهديديين، وأساليب الاستغلال المحتملة.

تقييم الثغرات: تقييم وضع الأمان لأصول أنظمة التشغيل بانتظام من خلال فحص الثغرات، واختبار الاختراق، والتدقيق الأمني. يساعد تحديد نقاط الضعف في الأجهزة والبرمجيات والتهيئة على التصحيح الاستباقي.

تحليل المخاطر وترتيب الأولويات: تقييم احتمالية وتأثير التهديدات والثغرات المحددة لتحديد الخطر العام. يضمن ترتيب أولويات جهود التخفيف بناءً على مستوى الخطر أن يتم تخصيص الموارد بشكل فعال لمعالجة أكثر التعرضات أهمية.

نظام إدارة الأمن السيبراني (CSMS): يعمل IEC 62443-2-1 على تعريف المكونات الأساسية لنظام إدارة الأمن السيبراني لأنظمة التحكم والأتمتة الصناعية (IACS)، مما يضمن نهجًا أكثر تنظيمًا لإدارة الأمن السيبراني. يمكن إضافة هذه المكونات لبناء خطة مشروع لبرنامج الأمن السيبراني لأنظمة التحكم والأتمتة الصناعية.

تطبيق أمان متعدد المستويات: نهج الدفاع المتعدد الطبقات

يوصي IEC 62443 باستراتيجية دفاع متعددة الطبقات، والتي تتضمن تنفيذ طبقات متعددة من ضوابط الأمان لحماية أصول أنظمة التشغيل. يعترف هذا النهج بأنه لا يوجد إجراء أمني واحد كامل ويهدف إلى توفير تكرارية، مما يضمن أنه في حالة فشل طبقة واحدة، توجد غيرها لمنع أو تخفيف الهجوم. تشمل العناصر الرئيسية لاستراتيجية دفاع متعدد الطبقات في بيئة أنظمة التشغيل:

الأمان المادي (IEC 62443-3-1): التحكم في الوصول الفيزيائي إلى مرافق ومعدات أنظمة التشغيل هو خط الدفاع الأول. يتضمن ذلك إجراءات مثل الأمان المحيطي، وأنظمة المراقبة، وقوائم التحكم في الوصول، والتخزين الآمن للمكونات الحيوية.

تقسيم الشبكة (IEC 62443-3-2): عزل شبكة أنظمة التشغيل عن شبكة تقنية المعلومات وتقسيم شبكة أنظمة التشغيل إلى مناطق أمنية بناءً على الأهمية والوظيفة للأصول داخلها. يحد من التأثير المحتمل للخرق الأمني عن طريق منع الحركة الجانبية للمهاجمين. تقنيات مثل الجدران النارية، والمناطق المنزوعة السلاح (DMZs)، والشبكات المحلية الافتراضية (VLANs) ضرورية لتقسيم الشبكات بفعالية.

التحكم في الوصول (IEC 62443-3-2): تنفيذ آليات صارمة للتحكم في الوصول لضمان أن الأشخاص والأنظمة المصرح لها فقط يمكنهم التعامل مع أصول أنظمة التشغيل. يتضمن ذلك أساليب مصادقة قوية (مثل المصادقة متعددة العوامل)، والتحكم في الوصول المستند إلى الأدوار (RBAC)، ومبدأ الأقل امتيازًا، مما يمنح المستخدمين الأذونات الضرورية فقط لأداء مهامهم.

أمان النقاط النهائية: حماية الأجهزة الفردية لأنظمة التشغيل، مثل واجهات الآلة البشرية (HMIs)، ومحطات العمل الهندسية، والمؤرخين، من البرامج الضارة والوصول غير المصرح به. قد يتعلق ذلك بنشر حلول القائمة البيضاء، وإدارة التصحيحات، وأنظمة اكتشاف التطفل المستندة إلى المضيف (HIDS)، مع مراعاة التأثير المحتمل على أداء النظام وتوافره.

أمان البيانات: تنفيذ تدابير لحماية سرية وسلامة وتوافر بيانات أنظمة التشغيل. يشمل ذلك تشفير البيانات الحساسة المخزنة والتي تمر بالتنقل، والنسخ الاحتياطية للبيانات الآمنة، واستراتيجيات منع فقدان البيانات (DLP).

ضمان مرونة العمليات: المراقبة والكشف والاستجابة للحوادث

يجب أن يشمل برنامج أمان قوي لأنظمة التشغيل تدابير استباقية للمراقبة والكشف، فضلاً عن خطة استجابة للحوادث مُحَدَّدَة جيدًا. يؤكد IEC 62443-3-2 والأجزاء الأخرى من المعيار على الحاجة إلى اليقظة المستمرة والقدرة على الاستجابة الفعالة للحوادث الأمنية.

المراقبة الأمنية وتسجيل المغلومات: تنفيذ حلول مراقبة شاملة لتتبع حركة المرور الشبكية وسجلات النظام ونشاط المستخدمين داخل بيئة أنظمة التشغيل. يمكن أن يساعد تحليل هذه البيانات في اكتشاف السلوك غير المعتاد والحوادث الأمنية المحتملة في الوقت الفعلي. لعب أنظمة إدارة المعلومات والفعاليات الأمنية (SIEM) المصممة خصيصًا لبيئات أنظمة التشغيل دورًا حيويًا في تجميع وربط البيانات الأمنية.

أنظمة الكشف ومنع التطفل (IDPS): نشر IDPS مصممة خصيصًا للبروتوكولات الصناعية لتحديد ومنع النشاط الضار الذي يستهدف أنظمة التشغيل. ينبغي تكوين هذه الأنظمة بقواعد وتواقيع ذات صلة ببيئة أنظمة التشغيل وتحديثها بانتظام للتصدي للتهديدات المستجدة.

الكشف عن التغيرات أو الانحرافات: استخدام تقنيات التحليل السلوكي والتعلم الآلي لتحديد الانحرافات عن السلوك الطبيعي لأنظمة التشغيل، والتي قد تشير إلى تهديد أمني أو عطل في النظام.

تدريب الوعي الأمني: توعية موظفي أنظمة التشغيل حول التهديدات الأمنية السيبرانية والممارسات الجيدة وأدوارهم ومسؤولياتهم في الحفاظ على بيئة آمنة. يمكن أن تساعد محاكاة التصيد الإلكتروني وجلسات التدريب المنتظمة في تعزيز ثقافة واعية بالأمن.

برنامج الإفصاح عن الثغرات: إنشاء عملية لتلقي ومعالجة تقارير الثغرات الأمنية في أنظمة التشغيل من مصادر داخلية وخارجية.

في حالة وقوع حادث أمني، فإن خطة استجابة جاهزة للحوادث أمر بالغ الأهمية لتقليل التأثير وضمان تعافي سريع. يجب أن تشمل هذه الخطة، المستندة إلى IEC 62443-3-2، ما يلي:

تحديد وتحليل الحوادث: وضع إجراءات واضحة لتحديد وتقييم الحوادث الأمنية المحتملة.

الاحتواء: اتخاذ إجراءات فورية للحد من نطاق وتأثير الحادث، مثل عزل الأنظمة المتأثرة.

القضاء: إزالة التهديد واستعادة الأنظمة المتأثرة إلى حالة آمنة.

التعافي: تنفيذ إجراءات لاستئناف العمليات الطبيعية في وقت مناسب وبطريقة آمنة.

الدروس المستفادة: إجراء تحليل بعد الحادث لتحديد السبب الجذري للحادث وتنفيذ إجراءات تصحيحية لمنع حدوثه في المستقبل.

خطة الاتصال: تحديد قنوات الاتصال والبروتوكولات الواضحة لإبلاغ الأطراف المعنية ذات الصلة حول الحادث وجهود الاستجابة.

الحفاظ على الأمان طوال دورة الحياة: التطوير والصيانة الآمنة

يجب دمج الأمان في كل مرحلة من مراحل دورة حياة نظام التشغيل، بدءًا من التصميم الأولي والشراء حتى الصيانة المستمرة وإخراج الأنظمة من الخدمة. يوفر IEC 62443-4-1 وIEC 62443-4-2 إرشادات حول تطوير المنتجات الآمنة وقدرات الأمان لمكونات IACS.

تصميم آمن: إدارج اعتبارات الأمان في التصميم والهياكل المعمارية لأنظمة التشغيل منذ البداية. يشمل ذلك اختيار مكونات آمنة، وتنفيذ ممارسات الترميز الآمن، وتقليل السطح الهجومي.

المشتريات الآمنة: تحديد متطلبات الأمان لبائعي وموردي أنظمة التشغيل كجزء من عملية الشراء. يضمن ذلك أن الأنظمة المقتناة تفي بمعايير الأمان للمنظمة.

إدارة التصحيحات: تنفيذ برنامج إدارة التصحيحات القوي لمعالجة الثغرات الأمنية في البرمجيات والفيرموير لأنظمة التشغيل. يتطلب ذلك تخطيطًا واختبارًا دقيقين لتجنب تعطيل العمليات الحرجة.

إدارة التغييرات: إنشاء عملية رسمية لإدارة التغييرات للتحكم في ومراقبة التعديلات لأنظمة التشغيل، مع ضمان مراعاة الآثار الأمنية قبل تنفيذ أي تغييرات.

التدقيقات والتقييمات الأمنية: إجراء تدقيقات وتقييمات أمنية بانتظام لبيئة أنظمة التشغيل لتحديد نقاط الضعف وضمان الامتثال للسياسات والمعايير الأمنية.

إخراج الأصول من الخدمة: تنفيذ إجراءات آمنة لإخراج الأصول الخاصة بأنظمة التشغيل من الخدمة والتخلص من البيانات للحيلولة دون تعرض المعلومات الحساسة.

التحسين المستمر: التكيف مع عالم التهديد المتغير

إن مشهد التهديد السيبراني يتغير باستمرار، مع ظهور تهديدات وتقنيات هجومية جديدة بانتظام. يجب أن يكون برنامج الأمان الفعال لأنظمة التشغيل ديناميكيًا وقابلاً للتكيف، ويشتمل على ثقافة التحسين المستمر.

تحليل التهديد: البقاء على اطلاع بأحدث التهديدات الخاصة بأنظمة التشغيل والثغرات الأمنية وأفضل الممارسات الأمنية من خلال تدفقات تحليل التهديد والمنشورات الصناعية ومنصات مشاركة المعلومات.

المراجعات والتحديثات الدورية: إجراء مراجعات دورية وتحديث السياسات والإجراءات والضوابط الأمنية لتعكس التغييرات في مشهد التهديدات والتكنولوجيا ومتطلبات العمل.

مقاييس وتقارير الأمن: تحديد المقاييس الأساسية لقياس فعالية برنامج الأمن لأنظمة التشغيل وتقديم تقارير منتظمة للإدارة لمتابعة التقدم وتحديد مناطق التحسين.

المشاركة في المنتديات الصناعية: المشاركة مع نظراء الصناعة والمشاركة في المنتديات والمجموعات العملية التي تركز على الأمن السيبراني لأنظمة التشغيل لمشاركة المعرفة وأفضل الممارسات.

تمارين الطاولة والمحاكاة: إجراء تمارين الطاولة والمحاكاة السيبرانية بانتظام لاختبار فعالية خطط الاستجابة للحوادث وتحديد مناطق التحسين في جاهزية المنظمة.

يعد تأمين بيئات أنظمة التشغيل مهمة معقدة ومستمرة تتطلب نهجًا شاملاً ومعتمدًا على المخاطر. من خلال الالتزام بالمبادئ والإرشادات لسلسلة IEC 62443، يمكن للمنظمات إنشاء برنامج أمني قوي لأنظمة التشغيل يعالج التحديات الفريدة لأنظمة التحكم الصناعية. إن العناصر الأساسية التي تم مناقشتها - الحوكمة القوية وتقييم المخاطر، وضوابط الأمان المتعددة الطبقات، والمراقبة الاستباقية والاستجابة للحوادث، والأمان طوال دورة الحياة، والتحسين المستمر - هي جميعها مكونات حيوية لبناء بيئة أنظمة تشغيل مرنة وآمنة.

تطبيق برنامج أمني لأنظمة التشغيل متوافق مع IEC 62443 ليس مجرد مشروع مرة واحدة بل رحلة مستمرة. يتطلب ذلك التزامًا من جميع مستويات المنظمة، وتعاون بين فرق تقنية المعلومات وأنظمة التشغيل، وعقلية استباقية للتكيف مع عالم التهديدات المتغير باستمرار. من خلال تبني هذه العناصر الأساسية، يمكن للمنظمات الصناعية حماية عملياتها الحيوية بفاعلية، والحفاظ على أصولها، وضمان سلامة وموثوقية عملياتها في عالم متزايد الترابط.