Ein Leitfaden zur OT-Sicherheit im Bereich der erneuerbaren Energien

Im Rahmen des Cybersecurity Awareness Month vertiefen wir uns in OT-Sicherheitsstrategien und -maßnahmen für verschiedene kritische Infrastruktursektoren. Heute werden wir die Cybersicherheitsmaßnahmen im Sektor der erneuerbaren Energien untersuchen.

Windkraftanlagen, Solar- und Geothermiefarmen sowie Wasserkraftwerke sind längst keine isolierten mechanischen Systeme mehr, die keine spezifischen Sicherheitsmaßnahmen erfordern. Stattdessen handelt es sich um weitreichende, miteinander verbundene Netzwerke aus intelligenten Geräten, Sensoren und industriellen Steuerungen. Durch ihr inhärentes Design und ihre betrieblichen Einschränkungen stellen erneuerbare Energien aus Sicherheitssicht eine einzigartige Herausforderung dar. Von abgelegenen Standorten mit Fernzugriff für Upgrades bis hin zu einzigartigen Konnektivitätsmerkmalen bei Installationen ist die Entwicklung eines spezifischen Sicherheitsansatzes für die Infrastruktur der erneuerbaren Energien eine schwierige Aufgabe. In unserem heutigen Beitrag präsentieren wir einen Weg, um diese Herausforderung anzugehen und Ihre Infrastruktur zu sichern.    

Bevor wir beginnen, vergessen Sie nicht, unseren vorherigen Blogbeitrag über das „Management von Drittanbieter- und Lieferantenrisiken in Ihrem OT-Ökosystem“ hier zu lesen.

Wie unterscheidet sich die OT-Sicherheit im Energiesektor?

Im Kontext der erneuerbaren Energien stellt ein Verstoß nicht nur ein Datenleck dar; es könnte zu einem Stromausfall, zur Zerstörung von Geräten oder sogar zu einer Bedrohung der öffentlichen Sicherheit führen. Darüber hinaus besteht die OT im Energiesektor als Ganzes, im Gegensatz zur OT in anderen Sektoren, aus einer Mischung aus OEMs, Remote-Einrichtungen, komplexen Operationen und Compliance-Mandaten.

Ein umfassender Sicherheitsansatz: Von "Luftspalt"-Märchen zur Verteidigung in der realen Welt

Wie die meisten von Ihnen wissen, haben sich viele OT-Umgebungen jahrelang auf das Prinzip des "Luftspalts" zur Sicherheit verlassen. Die Idee, dass Systeme sicher seien, weil sie nicht mit dem Internet verbunden sind, war eine Quelle des Komforts und der Sicherheitsinertie. Dieser Mythos wurde seither entlarvt. Moderne erneuerbare Energien sind stark auf Fernüberwachung, Lieferantenzugriff und Datenanalyse angewiesen. Ein realistischer Sicherheitsansatz muss proaktiv sein, auf die einzigartigen Herausforderungen der Infrastruktur eingehen und auf etablierten Rahmenwerken basieren.

• Ein Rahmenwerk übernehmen: Sie müssen das Rad nicht neu erfinden. Rahmenwerke wie das NIST Cybersecurity Framework (CSF) und die IEC 62443-Serie sind der Goldstandard. Sie können diese unverändert übernehmen oder zusätzliche Schichten hinzufügen, um Ihre Infrastruktur abzusichern.

  • NIST CSF: Es bietet einen hochrangigen, risikobasierten Ansatz, der um Kernfunktionen herum strukturiert ist, wie etwa Identifizieren, Schützen, Steuern, Erkennen, Reagieren und Wiederherstellen. Es hilft Ihnen, Ihre Assets zu verstehen, maßgeschneiderte Schutzmaßnahmen zu implementieren, Verstöße zu entdecken, darauf zu reagieren und den Betrieb wiederherzustellen. Im Wesentlichen zerlegt es Ihre Sicherheitsbedürfnisse in handhabbare und verfolgte Bereiche.

  • IEC 62443: Der Go-to-Standard für Industrial Automation and Control Systems (IACS). Sein Schlüsselkonzept der "Zonen und Kanäle" ist perfekt für erneuerbare Energien geeignet. Es geht darum, Ihr Netzwerk in logische Zonen zu segmentieren (etwa eine Gruppe von Turbinen, eine Solarwechselrichterstation) und die "Kanäle" (Kommunikationswege) dazwischen zu sichern. Darüber hinaus können Sie auch einen Cybersicherheitsmanagementplan starten, OT-Sicherheitsaudits durchführen, das Sicherheitsniveau der Mitarbeiter einschätzen, Assets über einen Lebenszyklus hinweg sichern und vollständige Asset-Sichtbarkeit, Sicherheit und Verwaltung sicherstellen. Des Weiteren können Sie den IEC 62443-Standard nutzen, um Ihr aktuelles Cybersicherheitsniveau zu messen und das Zielniveau zu identifizieren.

• Zero Trust umarmen: Das alte Modell "Vertrauen, aber verifizieren" ist überholt. Eine Zero Trust Architektur (ZTA) basiert auf dem Prinzip „niemals vertrauen, immer verifizieren.“ Jeder Benutzer, jedes Gerät und jede Verbindung muss jedes einzelne Mal authentifiziert und autorisiert werden, wenn es versucht, auf eine Ressource zuzugreifen. Das bedeutet, dass Vertrauen jedes Mal verdient werden muss und es kein Konzept des inhärenten Vertrauens gibt. Dies ist entscheidend für die Verwaltung des komplexen Netzes von Anbietern, Technikern und Fernzugriffssystemen, die Ihr OT-Netzwerk erreichen können.

• Kennen Sie Ihre Assets: Der erste Schritt ist eine vollständige Inventarisierung Ihrer OT-Assets. Das bedeutet, jede SPS, jeden Wechselrichter, jeden Sensor und jedes HMI in Ihrem Netzwerk zu entdecken und zu katalogisieren, zu verstehen, was es tut und wie es kommuniziert.

• Kennen Sie Ihre Schwachstellen: Dazu gehören mögliche Angriffspfade, ausstehende Patches zur Anwendung und etwaige Netzwerkkonfigurationen, die zu einer Sicherheitslücke geführt haben könnten. 

Absicherung der Produktion im Ganzen

In einer IT-Umgebung, wenn Sie eine Bedrohung feststellen, können Sie einfach einen Laptop isolieren und dem Benutzer ein anderes Gerät zur Verfügung stellen, um währenddessen zu arbeiten. In einer OT-Umgebung kann man nicht einfach „eine Windfarm oder ein Stromnetz abschalten“, ohne Produktionsgleichgewichte zu schaffen. Die Hauptmission von OT ist Verfügbarkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Sicherheitsmaßnahmen müssen diese Mission unterstützen, nicht behindern.

• Verfügbarkeit ist alles: Sicherheitslösungen müssen "bump-in-the-wire" sein und dürfen keine Latenzen einführen, die Echtzeitkontrollprozesse stören könnten. Patching ist ein klassisches Beispiel. Man kann einen kritischen Controller nicht während der Spitzenlast neu starten. Dies erfordert sorgfältige Planung, kompensierende Kontrollen (wie virtuelles Patching) und Abstimmung zwischen Sicherheits- und Betriebsteams.

• Sicherheit zuerst: Ein Cyberangriff, der die SPS-Logik manipuliert, könnte eine Turbine zu schnell laufen lassen und katastrophale physische Schäden verursachen. Sicherheit ist daher ein integraler Bestandteil der „Sicherheitsmission“.

• Altsysteme: Viele erneuerbare Assets haben Lebenszyklen von 15–20 Jahren. Das bedeutet, dass Sie oft mit Legacy-Geräten zu tun haben, die nie für die Cybersicherheit ausgelegt waren und nicht einfach aktualisiert werden können. Sicherheitsstrategien müssen diese Systeme durch netzwerkbezogene Schutzmaßnahmen wie Segmentierung und Anomalieerkennung berücksichtigen, anstatt auf Endpunktsicherheit zu setzen, die nicht auf dem Gerät selbst ausführbar ist.

Absicherung gegen komplexe Bedrohungen und Bedrohungsakteure: Die aufkommende Bedrohungslandschaft

Wie wir in unserem Bericht zur OT-Sicherheitsbedrohungslandschaft hervorgehoben haben, ist die Angriffsfläche für erneuerbare Energien groß und wächst. Jeder „smarte“ Wechselrichter, IoT-fähige Wettersensor und Fernzugriffsportal könnte ein potenzieller Einstiegspunkt für einen komplexen und anhaltenden Angriff sein. Die Angreifer reichen von Ransomware-Banden bis hin zu ausgeklügelten staatlichen Akteuren, die darauf abzielen, kritische Infrastrukturen zu stören. Der Sektor der erneuerbaren Energien zieht eine noch vielfältigere Vielzahl von Bedrohungsakteuren an.

Bedrohungen sind nicht mehr nur generische Malware. Sie sind hochspezifisch:

• Falsche Dateneinschleusung: Ein Angreifer stiehlt keine Daten; er ändert sie. Stellen Sie sich vor, falsche Sensorlesungen an das Steuersystem einer Solarfarm zu übermitteln, wodurch diese an einem sonnigen Tag heruntergefahren oder ihre Wechselrichter überlastet wird.

• Denial of Service (DoS): Ein Angreifer überschwemmt Ihr Steuerungsnetzwerk mit Junk-Datenverkehr, sodass es den Betreibern unmöglich gemacht wird, Assets zu überwachen oder zu steuern. Eine Forschung 2017 zeigte, wie ein „Windturbineneinbruch“ mit DoS durchgeführt werden kann, um eine gesamte Windfarm offline zu nehmen.

• Lieferkettenangriffe: Malware kann in eine Komponente wie einen neuen Wechselrichter oder SPS eingebettet werden, bevor sie überhaupt in Ihrer Einrichtung installiert wurde.

• Protokollmanipulation: Angreifer, die industrielle Protokolle (wie Modbus oder DNP3) verstehen, können legitim aussehende Befehle senden, die physisch schädliche Konsequenzen haben.

Die meisten dieser Bedrohungen treten mit einem hohen Grad an Heimlichkeit auf und sind dafür bekannt, sich in OT-Netzwerken des Sektors der erneuerbaren Energie jahrelang zu verstecken, bevor sie zuschlagen.

Die Verteidigung gegen diese Bedrohungen erfordert, über einfache Firewalls und Dioden hinauszugehen. Es erfordert einen tiefen Einblick in Ihren Netzwerkverkehr und die Fähigkeit, den wahren Zweck industrieller Befehle zu verstehen.

Sicherstellen des Bewusstseins bei Mitarbeitern

Ihre Technologie ist in der Regel nur so stark wie die Menschen, die sie nutzen. Ein einzelner Mitarbeiter, der eine Phishing-E-Mail anklickt oder ein infiziertes USB-Laufwerk in eine Ingenieurarbeitsstation steckt, kann Millionen Dollar an Sicherheitsmaßnahmen umgehen.

Menschen sind oft das schwächste Glied, aber sie können auch Ihr stärkstes Asset sein.

• OT-spezifisches Training: Das ist nicht dasselbe wie die Sensibilisierung für IT-Sicherheit. Die Mitarbeiter müssen die einzigartigen Risiken verstehen. Eine Phishing-E-Mail im OT-Kontext will nicht nur ein Passwort stehlen; sie will die Kontrolle über einen physischen Prozess übernehmen.

• Gehen Sie über jährliches Training hinaus: Eine einmal jährlich stattfindende Präsentation reicht nicht aus. Effektives Training ist kontinuierlich und interaktiv. Es sollte Folgendes beinhalten:

  • Regelmäßige, simulierte Phishing-Kampagnen.

  • Eindeutige Richtlinien für Wechselmedien (USB-Laufwerke). Wenn möglich, entscheiden Sie sich für eine Medienscannlösung

  • Verfahren für den Zugang von Lieferanten und Fernzugriff.

  • Eine „No-Blame“-Kultur, in der Vorfälle sofort gemeldet werden.

• Rollenbasierte Bildung: Ein Bediener im Kontrollraum benötigt ein anderes Training als ein Außentechniker oder ein IT-Administrator. Passen Sie den Inhalt an die Rolle und die Risiken an, denen sie täglich begegnen.

• Machen Sie sie zu Meistern der Vorfallsreaktion: Damit sie genau wissen, was im Falle eines Angriffs zu tun ist

Entscheiden Sie sich für ein Täuschungs-/Imitations-Setup

Ein Täuschungssystem könnte einen Bedrohungsakteur leicht verwirren und einen Cyberangriff ablenken. Solche Einrichtungen helfen auch Betreiber von erneuerbaren Energien, die Motive von Bedrohungsakteuren zu verstehen und ihre Mitarbeiter entsprechend zu sensibilisieren.

Holen Sie sich ein SOC

Ein Security Operations Center kann Ihnen helfen, eine einheitliche Plattform zur Bedrohungserkennung, -behebung und -lernung für Ihre Infrastruktur erneuerbarer Energien zu präsentieren.

·         Hilft, Wissen durch institutionelles Gedächtnis zu bewahren

·         Hilft, Sicherheitspraktiken und das Sicherheitsreife Niveau zu erhöhen

·         Compliance wird einfacher

·         SOC hilft, die Verfügbarkeit und Nutzung von Ressourcen zu straffen und dadurch die Effizienz Ihrer Security Operations (SecOps) zu verbessern 

Einsatz von NDR

Angesichts der Herausforderungen von Altsystemen, der Notwendigkeit vollständiger Verfügbarkeit und der heimlichen Natur moderner Bedrohungen, wie erkennen Sie frühzeitig einen laufenden Angriff oder eine unerlaubte Insideraktivität? Die Antwort ist eine OT-spezifische Network Detection and Response (NDR)-Lösung wie Shieldworkz.

Darum ist NDR für erneuerbare OT unerlässlich:

• Passiv und sicher: NDR-Tools wie Shieldworkz sind passiv. Sie „hören“ den Netzwerkverkehr (oft über einen SPAN-Port oder Netzwerk-TAP) ab, ohne „in-line“ zu sein. Das bedeutet, dass sie Ihr Netzwerk ohne Risiko einer Betriebsstörung oder Ausfallzeit überwachen können.

• Erkennt das Unbekannte: Während traditionelle Systeme nach bekannten Malware-„Signaturen“ suchen, nutzen NDRs KI und maschinelles Lernen, um ein Grundmuster des normalen Verhaltens Ihres Netzwerks aufzubauen. Sie alarmieren dann bei Anomalien wie:

  • „Warum versucht dieser Solarwechselrichter plötzlich, sich mit dem Internet zu verbinden?“

  • „Warum versucht der Laptop eines Ingenieurs, das gesamte Kontrollnetzwerk zu durchsuchen?“

  • „Warum erhält eine SPS Befehle von einem nicht autorisierten Gerät?“

• Tiefes Protokollverständnis: Ein modernes OT-geschultes NDR versteht industrielle Protokolle. Es sieht nicht nur „Traffic“; es sieht „einen Befehl zur Änderung des Wechselrichter-Sollwerts“ oder „eine Aufforderung zum Stoppen der Turbine.“ Dieser Kontext ist entscheidend, um böswillige Aktivitäten zu identifizieren, die als normale Operationen getarnt sind.

• Beschleunigt die Reaktion auf Vorfälle: Wenn ein Alarm losgeht, bietet NDR eine reichhaltige forensische Aufzeichnung dessen, was passiert ist, sodass Ihr Sicherheitsteam den Angriff versteht und ihn schnell eindämmen kann, bevor er weitere Probleme verursacht. 

Shieldworkz NDR geht über den Schutz hinaus, es bietet auch vollständige Asset-Sichtbarkeit, Entscheidungshilfen und vollständige Compliance mit mehreren Vorgaben und Standards.

Die Absicherung des Sektors der erneuerbaren Energien ist ein komplexes, aber erreichbares Ziel. Es erfordert einen strategischen Wandel von veraltetem „Luftspalt“ Denken hin zu einem ganzheitlichen Ansatz, der moderne Rahmenwerke, eine Philosophie des Zero Trust, robuste Mitarbeiterschulungen und die tiefe Einblicke fortschrittlicher Tools wie NDR kombiniert. Durch das Einbetten von Sicherheit in unsere Abläufe können wir sicherstellen, dass die saubere Energiezukunft auch eine sichere ist.

Erfahren Sie mehr über die Sicherheit erneuerbarer Energien in einer 30-minütigen Sitzung mit unseren Experten.

Interessiert an einer Vorführung unseres NDR? Suchen Sie nicht weiter.  

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