SIMATIC HMI. Prozessvisualisierungssystem WinCC V6.0 SP4. Sicherheitskonzept WinCC. Vorwort. Inhaltsverzeichnis

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1 s Vorwort Inhaltsverzeichnis SIMATIC HMI Prozessvisualisierungssystem WinCC V6.0 SP4 Sicherheitskonzept WinCC Empfehlungen und Hinweise Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte 1 Verwaltung des Netzwerkes 2 Verwaltung der Computer und Benutzer 3 Benutzer- und Zugriffsrechteverwaltung in WinCC und Integration in die Windows-Verwaltung Planung der Uhrzeitsynchronisation 5 Implementieren der Patch-Verwaltung 6 Gesicherter Netzwerkzugang zu den Sicherheitszellen 7 4 Schlussbetrachtung 8 Literaturverzeichnis 9 Bedeutung der verwendeten Symbole 10 Glossar Ausgabe 07/2006 A5E

2 Sicherheitshinweise Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt.! Gefahr bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.! Warnung bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.! Vorsicht mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Vorsicht ohne Warndreieck bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Achtung bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechende Hinweis nicht beachtet wird. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein. Qualifiziertes Personal Das zugehörige Gerät/System darf nur in Verbindung mit dieser Dokumentation eingerichtet und betrieben werden. Inbetriebsetzung und Betrieb eines Gerätes/Systems dürfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieser Dokumentation sind Personen, die die Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen, zu erden und zu kennzeichnen. Bestimmungsgemäßer Gebrauch Beachten Sie Folgendes:! Warnung Das Gerät darf nur für die im Katalog und in der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzfälle und nur in Verbindung mit von Siemens empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und -komponenten verwendet werden. Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus. Marken Haftungsausschluss Alle mit dem Schutzrechtsvermerk gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten Siemens AG Automation and Drives Postfach 4848, D NÜRNBERG A5E /2006 Copyright Siemens AG 2006 Änderungen vorbehalten

3 Vorwort Zweck der Dokumentation Die Dokumentation "Sicherheitskonzept WinCC" enthält Empfehlungen und Hinweise für die Planung und den Aufbau von sicheren, vernetzten WinCC-Automatisierungslösungen mit angebundenen Web Clients, SIMATIC IT-Applikationen und kundenspezifischen Büronetzwerken. Die vorliegende Dokumentation ist ein Nachschlagewerk und gleichzeitig ein Leitfaden für Netzwerkadministratoren aus den folgenden Bereichen: Projektierung von WinCC Inbetriebnahme und Service von WinCC Betreuung von Unternehmensnetzen Hierdurch soll die Zusammenarbeit der Netzwerkadministratoren von Unternehmensnetzen und Automatisierungsnetzen erleichtert werden. Erforderliche Kenntnisse Diese Dokumentation wendet sich an die Personen, die in den Bereichen Projektierung, Inbetriebnahme und Service von Automatisierungssystemen mit SIMATIC WinCC tätig sind. Grundkenntnisse der aus der Bürowelt bekannten IT-Techniken werden vorausgesetzt. Achtung Diese Dokumentation kann die Ausbildung des Personals auf den Gebieten Netzwerktechnik, Microsoft Windows-Verwaltung von Desktop- und Server-Stationen und deren Betrieb in Windows-Domänen nicht ersetzen, sondern setzt diese Kenntnisse teilweise voraus. Gültigkeitsbereich der Dokumentation Die Dokumentation "Sicherheitskonzept WinCC" ist gültig für Anlagen, die mit WinCC V6.0 SP4 realisiert sind. A5E i

4 Vorwort IT-Sicherheit in Ihrer Anlage Ziel dieses Sicherheitskonzeptes ist es, für die IT-Sicherheit einer Anlage zu sorgen. Dazu wird die Anlage in einzelne Sicherheitszellen aufgeteilt. Jede Sicherheitszelle für sich kann ein "geschlossenes System" darstellen. Auch der Verbund von mehreren Sicherheitszellen kann als ein "geschlossenes System" angesehem werden. Zur Realisierung sind mehrere Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Nur die Gesamtheit aller Sicherheitsmaßnahmen bewirkt einen optimalen Schutz der Anlage. Sicherheitszellen Sicherheitszellen sind in diesem Dokument Zonen, Abschnitte, Teilbereiche oder Teilanlagen, für die ausschließlich befugtes Personal Zugriff besitzt. Dazu gehören: Bedienberechtigungen der einzelnen Produktionsabschnitte Physischer Zutritt zu den Produktionsbereichen und Prozessleiträumlichkeiten Zugriffsberechtigungen zum Dateisystem einer Visualisierungssystemstation oder zu ganzen Computer- und Steuerungsnetzwerken und ihren Stromversorgungen In diesem Zusammenhang sind folgende Dokumente im vorliegenden Sicherheitskonzept berücksichtigt worden: BSI IT-Grundschutzhandbuch, Kapitel 4 "IT-Grundschutz im Bereich Infrastruktur" FDA 21 CFR 11, "Elektronische Aufzeichnungen und Unterschriften" NAMUR Arbeitsblatt NA 67 "Informationsschutz bei Prozessleitsystemen (PLS)" NAMUR Arbeitsblatt NA 103 "Einsatz von Internettechnologien in der Prozessautomatisierung" ISA TR "Security Technologies for Manufacturing and Control Systems" vom 11. März 2004 Die Anwendung dieses Sicherheitskonzeptes ermöglicht die Validierbarkeit einer vernetzten Anlage als "geschlossenes System" gemäß FDA 21 CFR 11 Abschnitt A 11.3 Punkt (4): Zitat: "Geschlossenes System ist eine Umgebung, in welcher der Zugang zum System von Personen kontrolliert wird, die für den Inhalt der elektronischen Aufzeichnungen in diesem System verantwortlich sind." Zitatende. ii A5E

5 Anlagentypen Das Sicherheitskonzept WinCC wird in diesem Dokument anhand folgender Anlagentypen dargestellt. Einplatzsystem als Visualisierungssystem ohne Web Clients Vorwort Bild 1 Prinzipdarstellung Einplatzsystem Mehrplatzsystem als Visualisierungssystem auch mit Web Clients Bild 2 Prinzipdarstellung Mehrplatzsystem A5E iii

6 Vorwort Große Anlage als Visualisierungssystem mit MES Ebene und ERP Ebene Bild 3 Prinzipdarstellung Große Anlage Hinweis Das vorliegende Sicherheitskonzept SIMATIC WinCC ist systemgetestet und sollte bei Ihrer Anlage zum Einsatz kommen. Es ist dringend zu beachten, dass sich nicht alle Sicherheitskonzepte aus der IT-Umgebung direkt in die Prozessautomatisierungs-Umgebung umsetzen lassen. Das Hauptaugenmerk der IT liegt bei globaler Erreichbarkeit und höchstmöglicher Sicherheit. Das Wichtigste bei der Prozessautomatisierung ist die Funktionalität der Anlage. Achtung Abweichungen vom empfohlenen Sicherheitskonzept WinCC können Sicherheitslücken mit unerwünschten Folgen verursachen. Aktualisieren Sie Ihre Anlage stets so, dass keine Sicherheitslücken auftreten können. Diese Dokumentation enthält das Sicherheitskonzept WinCC mit Stand V6.0 SP4. Außerdem informiert Sie Ihr Ansprechpartner für Automation & Drives über die aktuelle Version dieses Handbuches. iv A5E

7 Vorwort Wegweiser Die Themenbereiche sind in der Reihenfolge aufgeführt, in der ein Administrator die Konfiguration der notwendigen Komponenten durchführen sollte. Bei allen Schritten werden Hintergrundinformationen gegeben und Zusammenhänge erläutert, damit dem Administrator das Sicherheitskonzept und der Zweck der jeweiligen Schritte verständlich werden. Die vorliegende Dokumentation besteht aus folgenden Themenbereichen: Abschnitt Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Verwaltung des Netzwerkes Verwaltung der Computer und Benutzer Benutzer- und Zugriffsrechteverwaltung in WinCC und Integration in die Windows-Verwaltung Planung der Uhrzeitsynchronisation Implementieren der Patch-Verwaltung Inhalt Prinzip: Einteilung in Sicherheitszellen Sicherheitszellen und Raumschutz Festlegung der Netzwerkzugangspunkte Namensauflösung Vergabe von IP-Adressen und Aufteilung in Subnetze Prinzip: Aufteilung der Verantwortung Betrieb von Anlagen in Windows-Arbeitsgruppen Verwaltung von Anlagen durch eine Windows Domäne (Active Directory) Gemeinsame Domäne - eigene Organisationseinheit Gemeinsame Gesamtstruktur - untergeordnete Domänen Prinzip: Zugeordnete Anmeldung Zusammenhang zwischen den Windows-Benutzerrechten und der projektspezifischen Verwaltung der Benutzerrechte und Bedienberechtigungen Integration in die Windows-Verwaltung Prinzip: Genaue Zeit Uhrzeitsynchronisation in einer Windows-Arbeitsgruppe ohne Anlagen-Zentraluhr Uhrzeitsynchronisation in einer Windows-Arbeitsgruppe mit Anlagen-Zentraluhr Uhrzeitsynchronisation in einer Windows Active Directory Domäne ohne Anlagen-Zentraluhr (mit NTP-Zeitserver) Uhrzeitsynchronisation in einer Windows Active Directory Domäne mit Anlagen-Zentraluhr Prinzip: Verwaltung von Software-Updates und Sicherheits-Patches Implementieren der Patch-Verwaltung Software Update Service (SUS) installieren und konfigurieren AU-Clients konfigurieren (AU = Automatisches Update) A5E v

8 Vorwort Abschnitt Gesicherter Netzwerkzugang zu den Sicherheitszellen Weitere Maßnahmen Inhalt Prinzip: Geschlossenes System gemäß FDA Einsatz von Firewalls für die Zugangspunkte Einsatz von Virenscannern für die Zugangspunkte Prinzip: Integration von abgesetzten WinCC-PCs in das geschlossene System gemäß FDA Einsatz und Konfiguration von Authentifizierung und Verschlüsselung mit IP-Security Einsatz und Konfiguration von Authentifizierung und Verschlüsselung mit Secure Sockets Layer Einsatz und Konfiguration von VPN (Virtual Private Network) und Network Access Quarantine Control für den sicheren Supportzugang Protokollierung/Audit vi A5E

9 Vorwort Weitere Unterstützung Bei Fragen zur Nutzung der im Handbuch beschriebenen Produkte, die Sie hier nicht beantwortet finden, wenden Sie sich bitte an Ihren Siemens-Ansprechpartner in den für Sie zuständigen Vertretungen und Geschäftsstellen. Ihren Ansprechpartner finden Sie unter: Den Wegweiser zum Angebot an technischen Dokumentationen für die einzelnen SIMATIC Produkte und Systeme finden Sie unter: Den Online-Katalog und das Online-Bestellsystem finden Sie unter: Trainingscenter Um Ihnen den Einstieg in das Visualisierungssystem WinCC zu erleichtern, bieten wir entsprechende Kurse an. Wenden Sie sich bitte an Ihr regionales Trainingscenter oder an das zentrale Trainingscenter in Nürnberg. Telefon: +49 (911) Internet: Technical Support Sie erreichen den Technical Support für alle A&D-Produkte über: Web-Formular für den Support Request: Telefon: Fax: Weitere Informationen zu unserem Technical Support finden Sie im Internet unter Service & Support im Internet Zusätzlich zu unserem Dokumentations-Angebot bieten wir Ihnen im Internet unser komplettes Wissen online an. Dort finden Sie: Den Newsletter, der Sie ständig mit den aktuellsten Informationen zu Ihren Produkten versorgt Die für Sie richtigen Dokumente über unsere Suche in Service & Support Ein Forum, in welchem Anwender und Spezialisten weltweit Erfahrungen austauschen Ihren Ansprechpartner für Automation & Drives vor Ort Informationen über Vor-Ort Service, Reparaturen, Ersatzteile. Vieles mehr steht für Sie unter dem Begriff "Leistungen" bereit. A5E vii

10 Vorwort viii A5E

11 Inhaltsverzeichnis Vorwort Inhaltsverzeichnis i ix 1 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Sicherheitszellen und Raumschutz Festlegung der Netzwerkzugangspunkte Verwaltung des Netzwerkes Namensauflösung Vergabe von IP-Adressen und Aufteilung in Subnetze Verwaltung der Computer und Benutzer Betrieb von Anlagen in Windows-Arbeitsgruppen Verwaltung von Anlagen durch eine Windows Domäne (Active Directory) Allgemeines zu Domänen Einbettung von Anlagen in vorhandene Domänen (Active Directory) Benutzer- und Zugriffsrechteverwaltung in WinCC und Integration in die Windows-Verwaltung Rechteverwaltung in Windows Benutzerverwaltung in WinCC Planung der Uhrzeitsynchronisation Uhrzeitsynchronisation in einer Windows-Arbeitsgruppe ohne Anlagen-Zentraluhr Uhrzeitsynchronisation in einer Windows-Arbeitsgruppe mit Anlagen-Zentraluhr Uhrzeitsynchronisation in einer Windows Active Directory Domäne ohne Anlagen-Zentraluhr (mit NTP-Zeitserver) Uhrzeitsynchronisation in einer Windows Active Directory Domäne mit Anlagen-Zentraluhr Implementieren der Patch-Verwaltung Implementieren der Patch-Verwaltung Erkennen von Sicherheitslücken mittels MBSA Beurteilen der Sicherheitslücken Beschaffen von Software-Updates und Sicherheits-Patches mit SUS Testen von Sicherheits-Patches Bereitstellen von Sicherheits-Patches Wartung der Patch-Umgebung Software Update Service (SUS) installieren und konfigurieren Grundlagen des SUS SUS installieren A5E ix

12 Inhaltsverzeichnis SUS-Server konfigurieren AU-Clients konfigurieren Gesicherter Netzwerkzugang zu den Sicherheitszellen Darstellung des Datenverkehrs Einsatz von Firewalls für die Zugangspunkte Allgemeines zu Firewalls Einsatz des Microsoft ISA Server als Firewall Einsatz lokaler Firewalls auf WinCC-PCs Einsatz von Virenscannern für die Zugangspunkte Einsatz lokaler Virenscanner auf WinCC-PCs (dezentrale Zugangspunkte) Einsatz eines Microsoft ISA Server Virenscanmodules auf dem zentralen Zugangspunkt einer Anlage Integration von abgesetzten WinCC-PCs in das geschlossene System gemäß FDA Einsatz und Konfiguration von Authentifizierung und Verschlüsselung mit IP-Security Einsatz und Konfiguration von Authentifizierung und Verschlüsselung mit Secure Sockets Layer Einsatz und Konfiguration von VPN (Virtual Private Network) und Network Access Quarantine Control für den sicheren Supportzugang Anforderung und Installation von Zertifikaten Installation einer eigenständigen Stammzertifizierungsstelle Download eines Zertifikates der Zertifizierungsstelle Anfordern eines lokalen Computerzertifikates für IPSec Einrichten von SSL auf einem Web Server Erzeugen einer Zertifikatsanforderung Übermitteln einer Zertifikatsanforderung Ausstellen des Zertifikats Installieren des Zertifikats auf dem Web Server Konfigurieren von Ressourcen zum Anfordern des SSL-Zugriffs Schlussbetrachtung Restrisiken Weitere Maßnahmen Literaturverzeichnis Literaturverzeichnis Bedeutung der verwendeten Symbole Bedeutung der verwendeten Symbole Glossar 1 x A5E

13 1 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte 1.1 Sicherheitszellen und Raumschutz Prinzip: Einteilung in Sicherheitszellen Der erste und wichtigste Schritt zum Aufbau einer modernen und sicheren Prozessautomatisierungsanlage besteht in der sorgfältigen Planung der Sicherheitszellen dieser Anlage. Dazu wird die Anlage in Segmente unterteilt. Segmente und Sicherheitszellen Segmente stellen bestimmte Zonen, Abschnitte, Teilbereiche oder Teilanlagen dar. Sie werden dann zu einer Sicherheitszelle, wenn die im Abschnitt "IT-Sicherheit in Ihrer Anlage" genannten Bedingungen erfüllt sind. Mehrere Segmente können eine Sicherheitszelle bilden. Hierbei zeigen sich die ersten grundlegenden Unterschiede zur herkömmlichen IT-Umgebung: Während in der herkömmlichen IT-Umgebung vor allem Wert auf globale Vernetzung und Zugriffsmöglichkeiten gelegt wird, muss in der Industrie vor allem sichergestellt werden, dass nur berechtigte Personen über das Netzwerk Zugriff zu den Anlagen erhalten. Noch wichtiger ist der Raumschutz dieser Anlagen. Selbst die beste Firewall oder Verschlüsselung ist nutzlos, wenn beispielsweise ein Saboteur die Festplatten der Server einfach ausbauen und mitnehmen kann. Deshalb müssen die einzelnen Anlagen und Anlagenteile segmentiert und mit einem Raumschutz versehen werden. A5E

14 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Regeln für Einteilung in Segmente und Sicherheitszellen Das jeweilige Segment muss einer autark "funktionsfähigen Anlage" entsprechen, die einen bestimmten Zeitraum ohne Verbindung zu den restlichen Anlagen oder Anlagenteilen betrieben werden kann, d.h. ein Segment muss für eine bestimmte Zeit autonom funktionsfähig sein und bleiben. Alle einem solchen Segment und seiner Aufgabe direkt zugehörigen Elemente müssen direkt miteinander verbunden sein (nicht über z.b. gemietete Leitungen). Anlagenteile, die eine hohe Netzwerk- und Rechenbelastung verursachen, wenn sie über aufwändige Sicherheitsmechanismen von außen angebunden werden, sollten unbedingt direkt in das Segment integriert werden. Jeglicher Zugriff auf eine Sicherheitszelle darf nur nach Überprüfung, Protokollierung und unter Überwachung durch die berechtigten Personen erfolgen, z.b. Personenzugang, Dateizugriff usw. Nur vertrauenswürdige Personen mit entsprechender Einweisung dürfen Zugang zu einer Sicherheitszelle erhalten. Was wird sichergestellt? So wird sichergestellt, dass nur den Personen der direkte physikalische Zugriff auf eine Sicherheitszelle innerhalb einer Anlage gewährt wird, von denen keine vorsätzliche Gefahr für die Anlage ausgeht. Konsequenzen für Schutzmaßnahmen Eine Sicherheitszelle der Anlage muss im Innern gegenüber dem Anlagenpersonal nur noch vor Fehlbedienungen mittels normaler Zugriffsberechtigungen geschützt werden. Das bedeutet außerdem, dass innerhalb einer Sicherheitszelle keine Maßnahmen zur Verschlüsselung des Datenverkehrs notwendig sind. Der Einsatz von Firewalls vor jedem einzelnen Gerät ist ebenfalls nicht notwendig. Dies dient auch zum einfacheren Support der Anlage. Wenn von dieser Empfehlung der Einteilung der Anlage in Segmente und Sicherheitszellen abgewichen wird, sind alle weiteren beschriebenen Schutzmaßnahmen wirkungslos. 1-2 A5E

15 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Anwendung auf die Anlagentypen Einplatzsystem Bei einem Einplatzsystem entspricht der Einplatz einer Sicherheitszelle und kann auch das geschlossene System bilden. Dies setzt voraus, dass sich das System in einem Raum mit entsprechendem Raumschutz befindet. Bei mehreren Einplatzsystemen entspricht jeder Einplatz einer Sicherheitszelle. Mehrere Einplatzsysteme können ein geschlossenes System bilden. Mehrplatzsystem Das Mehrplatzsystem entspricht einer Sicherheitszelle und kann gleichzeitig ein geschlossenes System bilden. Eine zusätzlich zu beachtende Besonderheit in der Control Ebene ist die empfohlene Trennung von Terminalbus und Anlagenbus. - Der Terminalbus verbindet die WinCC-PCs in der Control Ebene. - Der Anlagenbus verbindet die WinCC-Server mit den Automatisierungssystemen (AS). Die Kommunikation zwischen den Automatisierungssystemen läuft über den Anlagenbus. Die Trennung wird durchgeführt, um den Anlagenbus nicht mit der Kommunikation für die Visualisierung auf den WINCC-Clients zu belasten. Die Verfügbarkeit des Anlagenbusses wird dadurch erhöht. Bild 1-1 zeigt am Beispiel der Sicherheitszelle "Produktionshalle" die Aufteilung der Control Ebene in die Segmente "Terminalbus" und "Anlagenbus". Dem Terminalbus sind die PC-Stationen der Control Ebene zugeordnet. Dem Anlagenbus sind die AS-Stationen der Control Ebene zugeordnet. Bild 1-1 Sicherheitszelle Produktionshalle A5E

16 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Große Anlage In der in Bild 1-2 und Bild 1-3 dargestellten Beispielkonfiguration, im weiteren Verlauf als Firma "plant.com" bezeichnet, gibt es 3 Hauptgebäude mit unterschiedlichen Funktionen und unterschiedlichen Geräten. Jedes Gebäude entspricht in diesem Beispiel einer Sicherheitszelle, weil: Personen mit ähnlichen Aufgaben und Berechtigungen sich jeweils in einem dieser Segmente befinden Jede Sicherheitszelle eine bestimmte Zeit getrennt von den anderen ihre Aufgaben erfüllen kann Bild 1-2 Sicherheitszellen Gebäude - Ebenen 1-4 A5E

17 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Einzige Ausnahme im folgenden Beispiel ist das Gebäude der Zugangskontrolle zum gesamten Firmengelände. Hier befindet sich nur ein einzelnes Gerät zur Anzeige von besonderen Alarmierungen ohne Bedienmöglichkeit durch das Wachpersonal. Bild 1-3 Sicherheitszellen Gebäude - Geräte FDA-Anforderungen zum Raumschutz Wichtig ist beim Raumschutz der Zusammenhang zur FDA-Zertifizierung, insbesondere Teil 21 CFR 11, als Definition eines "geschlossenen Systems" und seiner Sicherheitsanforderungen. Die wichtigsten Anforderungen sind: Begrenzung des Zugriffs auf befugte Personen. Begrenzung des Zugriffs auf erlaubte Geräte. Schutz der Dokumente und Daten vor Veränderung bzw. Löschen. Techniken zur Steigerung der Netzwerkperformance Techniken zur Steigerung der Netzwerkperformance kommen in erster Linie nur innerhalb eines Segmentes zum Einsatz. Zum Beispiel sollen deshalb Netzwerke innerhalb eines Segments über einen Switch und eventuell redundant aufgebaut werden. Hinweis In der Praxis haben sich durch die unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedliche Anforderungen an beide Netzwerke ergeben, z.b. die Hochverfügbarkeit (Redundanz) und die wesentlich schnelleren Antwortzeiten des Anlagenbusses, vor allem zwischen den einzelnen AS. Um gegenseitige Beeinflussungen und Störungen zu vermeiden, wird dringend empfohlen, Terminalbus und Anlagenbus physikalisch getrennt aufzubauen und zu betreiben. A5E

18 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte 1.2 Festlegung der Netzwerkzugangspunkte Zentrale Zugangspunkte Viele Netzwerkapplikationen sind anfällig gegen Angriffe wie z. B. Denial-Of-Service (Dienstverweigerung) oder Buffer-Over-Run (Speicherüberschreibung). Einen Schutz gegen diese Angriffe erreichen Sie durch regelmäßiges Aufspielen der aktuellsten Sicherheitsupdates dieser Applikationen und des Betriebssystems. Im Gegensatz dazu steht die Forderung nach einer möglichst langen Betriebszeit ohne Stillstandszeiten, denn oft erfordern die Sicherheitsupdates einen Neustart des jeweiligen Systems. Beide Anforderungen lassen sich vereinbaren, wenn die Sicherheitszellen einer Anlage mit zuverlässigen zentralen Zugangspunkten versehen werden, welche über einen bestimmten Zeitraum alle Netzkomponenten (auch die noch nicht aktualisierten) schützen können. Die Sicherheitsupdates sind nach der Erprobung unbedingt einzuspielen (trotz dieses zentralen Schutzes). So gewährleisten Sie die Sicherheit der einzelnen Komponenten auch bei einem eventuellen Versagen des Zugangspunktes. Netzwerk-Zugangspunkt - Was wird sichergestellt? Netzwerk-Zugangspunkte sollen: Unerlaubten Datenverkehr zu den sensiblen Visualisierungssystemen verhindern. Erlaubten Datenverkehr und damit den normalen Betrieb des Visualisierungssystems reibungslos ermöglichen Definierte Zugangspunkte durch Einsatz von Routern Die einzelnen Segmente und Subnetze müssen über definierte Zugangspunkte miteinander verbunden werden. Hierfür sind Router am besten geeignet, da sich an diesen Geräten bereits mittels Routing- und Filter-Regeln der Datenaustausch genauer festlegen lässt. Dies ist bereits eine einfache Schutzmaßnahme, die den Netzwerkverkehr nicht beeinträchtigt. Die Auswahl eines geeigneten Routers erfolgt nach folgenden Kriterien: Geforderte Netzwerkbandbreite Benötigte Verfügbarkeit Die Dimensionierung des Routers muss dem tatsächlichen Bedarf des Netzwerkverkehrs und eventuell geplanter Erweiterungen der Anlagen entsprechen. Die Router stellen durch ihren Status als "Einzelgerät" einen Engpass im Netzwerkverkehr dar. Gegebenenfalls muss moderne "GigaBit"-Technik für die Router eingesetzt werden. Gegebenfalls müssen die Router redundant ausgelegt werden. Hinweis Der temporäre Einsatz von Routern als Trennungs- und Verbindungsglied der einzelnen Sicherheitszellen ist vor allem für den Zeitraum der Inbetriebsetzung einer Anlage zu empfehlen. So können alle Geräte und ihre Kommunikation untereinander wesentlich einfacher funktionell geprüft werden. Später müssen diese Router durch Firewalls ersetzt werden. Beim Einsatz von Computern als Router muss auf diesen jeweils eine Firewall-Software installiert und konfiguriert werden (siehe Kapitel 7.2 "Einsatz von Firewalls für die Zugangspunkte"). 1-6 A5E

19 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Anwendung auf die Anlagentypen Einplatzsystem Unter der Vorraussetzung, dass das Einplatzsystem einer Sicherheitszelle entspricht, sich also in einem Raum mit Raumschutz befindet, bilden die Netzwerkkarten die Zugangspunkte. Ist dies nicht der Fall, bilden alle Schnittstellen des Einplatzsystems wie Laufwerke, Tastatur, Maus, USB-Anschluss usw. die Zugangspunkte. Mehrplatzsystem Den Zugangspunkt zum Mehrplatzsystem bildet der Router Control System (siehe Bild 1-4 Netzwerkzugangspunkte Router). Große Anlage Im Bild 1-4 (Netzwerkzugangspunkte Router) sind die Zugangspunkte dargestellt: Zugangspunkt zur Control Ebene über den Router Control System. Zugangspunkte zur MES Ebene über den Router MES oder den Router Control System. In der obersten Ebene befinden sich alle Geräte der Ebene ERP in einem physikalischen Subnetz. Dieses ist mit der nächsten Ebene MES über den Router MES verbunden. Die Ebene MES wiederum ist über den Router Control System mit der Ebene Control verbunden. In diesem Beispiel werden die Produktionsdaten in regelmäßigen Abständen von den WinCC-Servern aus der Control Ebene zum SIMATIC IT-Historian Server bzw. Langzeitarchivserver ausgelagert. Die Ebene Control kann zwar zeitweise ohne Verbindung zur Ebene MES arbeiten, aber da das Fassungsvermögen ihrer Archive begrenzt ist, muss sie regelmäßig mit den Archivservern in der Ebene MES verbunden sein. In der Ebene MES werden die Produktionsdaten gesammelt, archiviert, ausgewertet und über eine Weblösung (WinCCWebServer01) der Ebene ERP zur Verfügung gestellt. Wichtig ist hierbei, dass diese Produktionsdaten nicht zerstört und auch nicht mehr geändert werden können. A5E

20 Planung der Sicherheitszellen und Zugangspunkte Bild 1-4 Netzwerkzugangspunkte Router Hinweis Der Betrieb eines SIMATIC-IT Historian Servers bzw. WinCC Langzeitarchiv Servers ist nicht zwingend in der MES Ebene vorgeschrieben. Wenn sich eine solche Ebene durch die vorhandenen Gegebenheiten nicht bilden lässt, muss auf diese zusätzliche Sicherheitszone verzichtet werden. Dies wird jedoch nicht empfohlen. 1-8 A5E

21 2 Verwaltung des Netzwerkes 2.1 Namensauflösung Symbolische Namen Damit die Netzwerkstruktur und die Verwaltung flexibel bleibt und auf Veränderungen reagiert werden kann, müssen alle Netzwerkteilnehmer mit symbolischen Namen versehen werden. Diese Namen entsprechen dann den IP-Adressen der Netzwerkteilnehmer. Als symbolische Namen haben sich aufgabenorientierte Namen bewährt, z.b. WinCCServer01, PresseSrv01 usw.. Die meisten Applikationen verwenden diese Namen, um den gewünschten Ansprechpartner im Netzwerk zu finden. Regeln für die Namensauflösung Bei der Verwendung von DNS- und WINS-Servern müssen in jedem Segment mindestens ein DNS- und ein WINS-Server vorhanden sein. Diese können auf einem physikalischen PC gemeinsam vorhanden sein. Die symbolischen Namen dürfen für Anlagen-PCs maximal 15 Zeichen lang sein und nur aus Buchstaben und Ziffern bestehen. Die Namensauflösung muss schnell und zuverlässig sein sowie ständig jedem einzelnen Netzwerkteilnehmer zur Verfügung stehen. Hinweis Sobald zur Verwaltung der Windows Computer eine Windows 2000 Domäne oder Windows 2003 Domäne verwendet wird (siehe Kapitel Allgemeines zu Domänen ), muss zwingend ein beschreibbarer DNS-Server für die Namensauflösung dieser Domäne verfügbar sein. Die Namensauflösung jedes einzelnen Segments muss auch ohne Verbindung zu den anderen Segmenten funktionieren. Eine schnelle und zuverlässige Namensauflösung ist Vorraussetzung für eine hohe Performance in jedem einzelnen Segment. A5E

22 Verwaltung des Netzwerkes Namensauflösung mit DNS-Server Die Einstellung der Namen erfolgt über den Menübefehl "Start > Einstellungen > Systemsteuerung ", "System" > Register "Computername" > Schaltfläche "Ändern". Bild 2-1 Namensauflösung DNS-Suffix DNS-Suffix Die Angabe des DNS-Suffix ist wichtig, damit sich der PC auf dem DNS-Server korrekt eintragen kann. Dies gilt auch für den DNS-Server selbst. 2-2 A5E

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