23. Automation Day OPC UA Security. Uwe Steinkrauss (ascolab GmbH)

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1 OPC UA Security Uwe Steinkrauss (ascolab GmbH)

2 Bewusstsein über das Risiko Stephen Cummings, director of the British government's Centre for the Protection of National Infrastructure, Cyberterrorism is a myth Denial Panic Reality Cyberkiminalität ist eine reale Bedrohung und Cyber Security für industrielle Automatisierungsanlagen muss sehr ernst genommen werden ABER es ist eine Herausforderung und sie KANN gemeistert werden

3 Warum, Was und Wie? Bedrohung Warum? Welche Bedrohungen werden von OPC UA adressiert? Welche Aspekte werden nicht abgedeckt? Was? Welche Konzepte stellt OPC UA bereit? Welche Technologien werden eingesetzt? Wie? Wie werden Bedrohungen erkannt und bewertet? Wie verwendet man OPC UA um sich zu schützen? Sicherheit

4 OPC UA - Kommunikation OPC UA deckt ein größeres Spektrum ab neue Branchen Industry 4.0 IoT Quelle:

5 Warum OPC UA Security? Integration industrieller Automatisierung in ITund Firmennetzewerke Angriffe auf industrielle Infrastruktur, Industriespionage OPC UA - Security by Design - Fernbedienung & Wartung Zugriff von außen Remote Access Cloud & Internet, zentrale Datensammlung Big-Data, neue Wertschöpfungen

6 Sicherheitsaspekt - 1 VERSCHLÜSSELUNG Schutz gegen das (Mit-)Lesen des Inhalts von Nachrichten Changed Value: Variable Y Value 0 OPC UA Information and Functionality Value 0 Verhindert durch Verschlüsselungsmechanismen

7 Sicherheitsaspekt - 2 DATENINTEGRITÄT Schutz vor Manipulation des Inhalts von Nachrichten Write: Variable X Value 10 OPC UA Information and Functionality Changed Value: Variable Y Value 01 Verhindert durch Itegritätskontrolle

8 Sicherheitsaspekt - 3 ANWENDUNGSAUTHENTIFIZIERUNG Identifikation und Zugriffsrecht der Anwendung Software Certificate Application Instance Certificates OPC UA Information and Functionality (e.g. read, write)

9 Sicherheitsaspekt BENUTZERAUTHENTIFIZIERUNG Identifikation und Zugriffsrecht des Benutzers Datenpunktgranulare Einstellung OPC UA Information and Functionality (e.g. read, write) 1. Authenticate User (e.g. username and password) 2. Authorize for specific operations and information (e.g. writing a specific value)

10 Sicherheitsaspekt - 6 RÜCKVERFOLGBARKEIT Auditierung aller wesentlichen Interaktionen Tracks all important updates, including who did it and when OPC UA Information and Functionality Write Write Variable Write Variable change Variable change from 1 to change from 2 by 1 Karl to from 2 by 1 Karl to 2 by Karl

11 Sicherheitsaspekt - 7 VERFÜGBARKEIT permanente Erreichbarkeit und Funktion OPC UA Information and Functionality Verhindert durch Verfügbarkeitskontrolle

12 OPC UA Security-Konzept OPC UA vereinigt 7 Sicherheitsaspekte, die im Kern der Technologie verankert sind: Verschlüsselung Datenintegrität Anwendungsauthentifizierung Benutzerauthentifizierung Benutzerautorisierung Rückverfolgbarkeit Verfügbarkeit Quelle:

13 OPC UA Security Konzept Benutzerauthentifizierung Username / password, WS-Security Token oder X.509 Passt in bestehende Infrastrukturen wie Active Directory Softwareauthentifizierung Software Zertifikate Nicht robust gegen Angriffe (fundamentales Problem nicht OPC UA spezifisch) Anwendungsauthentifizierung pro Installation Application Instance Certificates Autorisierung Umsetzung der Autorisierung ist server-spezifisch Feingranulare Information im Adressraum AccessLevel und UserAccessLevel Lesen und Schreiben von Werten und ihrer Historie WriteMask und UserWriteMask Schreiben von Meta-Daten Executable und UserExecutable Aufrufbarkeit von Methoden Informationen sind nicht zugreifbar und nicht sichtbar (Referenzen, Events, )

14 OPC UA Security Konzept Verfügbarkeit Hängt primär von der Infrastruktur ab, Redundanz Minimale Verarbeitung bevor Authentifiziert wird Beschränkung der Nachrichtengröße Keine Rückgabe von Sicherheitsrelevanten Fehlercodes Integrität Signieren der Nachricht Write: Variable X Value 1 Geheimhaltung Verschlüsseln der Nachricht Write: Variable X Value 1 Auditieren Erzeugen von Audit-Events für sicherheitsrelevante Operationen OPC UA Information and Functionality OPC UA Information and Functionality

15 NICHT Bestandteil von OPC UA User Management KEIN standardisierter Weg der Userverwaltung wie hinzufügen, löschen, zuweisen von Rollen KEINE Standardisierung von Rollen und deren Rechten > Dies ist server- oder anwendungsspezifisch oder in branchenspezifischen Zusatzspezifikationen hinterlegt User Authorization Management KEIN Standard zur Verwaltung von Zugriffsrechten > Dies ist server- oder anwendungsspezifisch oder in branchenspezifischen Zusatzspezifikationen hinterlegt User Authentication Management KEINE direkte Festlegung der Art der Identifikation z.b. biometrisch, etc. aber OPC UA liefert die Infrastruktur KEINE Regeln für Passwörter Syntaktische Regeln (min. Länge, Groß/Kleinbuchstaben, Nummern, Sonderzeichen, ) Häufigkeit der Änderung (z.b. alle 3 Monate) Wo und vor allem wo sie nicht abgelegt werden dürfen (z.b. Zettel unter der Tastatur) Organisoratorische Belange KEINE Definition für physikalischen Zugang KEINE Definition von Sicherheitszonen, Security Lifecycle oder Security Policies KEINE Vorschriften zur Weiterbildung des Personals Diese Dinge werden von anderen Organisationen definiert z.b. IEC (ISA 99) NERC CIP Richtlinien und Arbeitsanweisungen sowie Firmenstandards

16 Praktischer Ansatz Identifizieren und Bewerten von Sicherheitsrisiken

17 Treibende Kraft Richtlinien gegen Risikomanagement Viele Aktivitäten der Cyber Security sind durch Richtlinien oder Gesetze motiviert Haken dran machen" mit so wenig wie möglich Aufwand So viel wie möglich wegdefinieren außerhalb der Richtlinien Cyber Security ist Risikomanagement Antrieb sollte durch Verständnis des Risikos entstehen Es sollte dem üblichen Vorgehensmodell für Risikomanagement gefolgt werden?

18 Betachtung der Konsequenzen Antworten auf was wäre wenn?! Wenn die Anlage nicht bedienbar ist? Wenn jemand anderes die Anlage bedient? Wenn die Informationen öffentlich werden? Was wäre wenn jemand dieses Ventil öffnet? Was wenn es sich nicht schließen lässt?

19 Wahrscheilichkeitsbetrachtung Unfälle / Fehler Verärgerter Mitarbeiter Schadprogramme Diebstahl / Erpressung Sabotage / Konkurrenten Feinde / Spione / Terroristen Likelihood Es gibt nicht genug Aufzeichnungen einzelner Fälle für eine statistische Auswertung

20 Auswahl der Maßnahmen Ansatz basiert auf Risikomanagement Identifizieren der kritischen Informationen Identifizieren der potentiellen Bedrohungen Bewerten der Wahrscheinlichkeit verschiedener Angriffsszenarien Bewerten potentieller Konsequenzen von unterschiedlichen Sicherheitsverletzungen Ableiten der Sicherheitsziele Auswahl der geeigneten Sicherheitsmaßnahmen

21 Einsatz von OPC UA Security Auswahl der geeigneten Sicherheitsmechanismen nach individueller Risikoanalyse. Die 7 Sicherheitsaspekte von OPC UA können entsprechend der Bedrohung beliebig kombiniert werden. Dies ist eine Entscheidung des Betreibers, nicht aber des Herstellers der Anlage. Das OPC UA Security Model unterstützt: Verschiedene Security Policies spezifiziert im Standard Produktdesign und Engineering definieren wann welche Policie verwendet wird Verbindungsendpunkte geben ihre Sicherheitsmechanismen über den Discovery Service bekannt SecureChannel Services verwenden die unterstützten Policies

22 Praxis UA bei Valio Unterschiedliche Security in verschiedenen Subnetzen Verbindung mit UaGateway und unterschiedlichen Endpoints Fabrikübergreifender Backbone mit OPC UA (15 Standorte) Integration bestehender klassik OPC Installationen OPC UA Backbone Subnet 3 Subnet 3 Eigene CertAuthority Subnet 2 Subnet 1 UA Sicher vernetzt mit UA OP C Subnet 1 OP C Subnet 2 UA 15 Produktionsstätten

23 Zusammenfassung Zur sinnvollen Verwendung der OPC UA Sicherheitsmechanismen muss deren Konfiguration und Verwaltung in einem Security Management System integriert sein. OPC UA ist secure-by-design und liefert die nötige Infrastruktur Sicherheitsbedrohungen wird begegnet mit: Authentifizierung von Usern/Anwendern Anwendungen/Instanzen/Installationen (Software) Geheimhaltung und Integrität durch signierte und verschlüsselte Nachrichten Verfügbarkeit durch minimale Verarbeitung vor der Authentifizierung Rückverfolgbarkeit durch definierte Auditevents für OPC UA Operationen OPC UA erlaubt die Konfiguration der Security auf verschiedenen Ebenen, frei kombinierbar OPC UA Zertifikatsmanagement kann: Integriert werden in die existierende Infrastruktur der Fabrik Neu aufgesetzt werden, in Abhängigkeit der Anwendung

24 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Uwe Steinkrauss Executive Director ascolab GmbH Am Weichselgarten 7 D Erlangen Phone

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