seguridade

¿Qué son las Infraestructuras?
Son redes de sistemas o procesos que operan
colaborativamente y sinérgicamente para generar
bienes o productos o asegurar su continua distribución.
Estos procesos serán:
• Independientes
• De carácter privado
• Hechos por el hombre
3

¿Qué tipos de infraestructuras hay?
Instalaciones civiles
• Aeropuertos, plantas
refinadoras, edificios, parques solares, etc.
Entornos fabriles
• Cadenas de producción, control de
automatismos, etc.
Defensa
• Comunicaciones, radares, etc.
4

¿Cuándo se puede considerar que
estas infraestructuras son Críticas?
Son infraestructuras críticas aquellas cuya
incapacitación podría conducir a un serio
debilitamiento en el sistema nacional de
defensa, económico o bienestar social.
Estas infraestructuras dependen de los sistemas IT
para sus funcionalidades esenciales. Siendo
fundamentales la fiabilidad y resistencia de estos
sistemas que interconectan estas infraestructuras.
5

¿Qué infraestructuras son
consideradas críticas?
Sistemas de Telecomunicación
Sistema de suministro eléctrico
Sistemas de suministro de Gas Natural y
Combustibles basados en hidrocarburos
Bancos y sistemas financieros
Transporte
Sistemas de suministro de agua y gestión
de residuos.
Servicios gubernamentales y judiciales. 6
los sistemas de emergencias, rescate
y protección civil
Sistemas de suministro de alimentos
(producción, almacenamiento y
distribución)
Sistemas de aeroespaciales
Productos estratégicos
(Hierro, Acero, aluminio y algunos
productos manufacturados)
Sistema sanitario
Sistema Educativo.

Arquitectura de
Infraestructuras
crítica
7

SCADA (Supervisory Control And Data
Acquisition ).
Los SCADA son sistemas complejos, tolerantes a fallos, sujetos a restricciones de
tiempo real y que también se les suele denominar sistemas de
automatización, sistemas de control distribuido o sistemas de control de procesos.
8
Escritura de Configuración

SCADA: OPC
El OPC (OLE. Object Linking and Embedding for Process Control) es un estándar de
comunicación en el campo del control y supervisión de procesos.
De este modo se elimina la necesidad de que todos los dispositivos cuenten con
drivers para dialogar con múltiples fuentes de datos, basta que tengan un driver OPC.
9

SCADA: OPC
Lectura de datos
10

SCADA: OPC
En realidad OPC es un conjunto de protocolos entre los que podemos
destacar los siguientes:
OPC-DA (Data
Access).- para
intercambio de
datos a tiempo
real entre
servidores y
clientes.
OPC-AE (Alarms
& Events)
OPC B (Batch).-
Útil en procesos
discontinuos.
OPC DX (Data
eXchange).-
Proporciona
interoperabilidad
entre varios
servidores.
OPC HDA
(Historical Data
Access).- Acceso
histórico a datos
OPC.
OPC S (Security).-
Especifica cómo
controlar el
acceso de los
clientes a los
servidores.
OPC XML-DA
(XML Data
Access).- para
intercambio de
datos como OPC-
DA pero en vez
de COM/DCOM
utiliza mensajes
SOAP (sobre
HTTP) con
documentos en
XML.
OPC CD (Complex
Data).- Permite a
los servidores
exponer y
describir tipos de
datos más
complicados en
forma de
estructuras
binarias y
documentos XML
11

SCADA
OPC/DCOM Attack
SQL Injetion
BackDoor through
Access Point
Man in the Middle
BackDoor through
Internet
XSS
12

SCADA
OPC/DCOM Attack
SQL Injetion
BackDoor through
Access Point
Man in the Middle
BackDoor through
Internet
XSS
13

SCADA BackDoor through
Access Point
Man in the Middle
SQL Injetion
OPC/DCOM Attack
BackDoor through
Internet
XSS
14

SCADA BackDoor through
Access Point
SQL Injetion
OPC/DCOM Attack
BackDoor through
Internet
Man in the Middle
XSS
15

BackDoor through
Internet
SCADA
Man in the Middle
SQL Injetion
OPC/DCOM Attack
BackDoor through
Access Point
XSS
16

SCADA
Man in the Middle
SQL Injetion
OPC/DCOM Attack
BackDoor through
Access Point
BackDoor through
Internet
XSS
17

SCADA
Man in the Middle
SQL Injetion
OPC/DCOM Attack
BackDoor through
Access Point
BackDoor through
Internet
XSS
18

MES (Manufacturing Execution System)
La
producción
Planificación, administración de recursos, medidas de
rendimiento, gestión de ordenes,etc
El personal Control de presencia, control de accesos , etc
La calidad
TQM (Total Quality Management), SPC (Statistical
Process Control), etc.
19
Son sistemas con
consideraciones de tiempo
real cuyos objetivos tienen
que ver con:

ERP (Enterprise Resource Planning)
20

Pero, ¿por qué son criticas?
21
Videos

ACCESO WEB
• Consecuencias de abrir los sistemas de control
22

Pero, ¿Por qué es necesario tratar de
forma diferente a las infraestructuras
críticas?
Los administradores de los procesos de
control deben mantener sus procesos
en ejecución y mantener el control de
ellos bajo cualquier circunstancia.
• De no ser así las pérdidas económicas puedes
ser enormes, incluso el entorno o las personas
podrían resultar dañadas.
23

Ejemplos de ataques
• En 2001, un australiano fue mandado a prisión
por conseguir el acceso a un sistema de
administración de residuos provocando que
litros de aguas residuales sin tratar se
vertieran por parques locales, ríos y los
terrenos de hotel Hyat Regency de
Queensland. El ataque se implementó
aprovechando una red WIFI configurada en el
SCADA.
24

Ejemplos de Ataques
• En 1999 una tubería de acero de 16
pulgadas de diametro, propiedad de
la empresa Olympic Pipe
Line, reventó y derramó cerca de
237.000 galones de gasolina en el
cauce de un pequeño arroyo que
discurría cerca del parque Whatcom
Falls en Bellingham, Washington.
• Transcurridas una hora y media la
gasolina inició su combustión.
• En el incendio dos chicos de 10 años
de edad y un joven de 18 años
murieron en el accidente. Estando
documentados hasta 8 heridos, una
residencia particular arrasada hasta
los cimientos y la planta purificadora
de agua de Bellinghams seriamente
dañada. En definitiva daños por el
valor de 45 millones de dolares.
25

Ejemplo de ataques.
• El sistema SCADA de Olympic Pipeline
utilizaba el software Teledyne Brown
Engineering20 SCADA Vector,
ejecutado en dos servidores VAX
Model 4000-300 con el sistema
operativo VMS versión 7.1.
Implementando además un sistema
tolerante a fallos con la inclusión de
una tercera máquina, en este caso
Alpha 300, que se había configurado
para ejecutar de forma
independiente un software de
detección de fallos en las tuberías.
• Un fallo en la medición de la presión
del tramo de tubería que discurría
cerca del parque facilitó una
acumulación de gas altamente volátil
, provocando la fuerte explosión.
26

Objetivos
de
los
Ataques
Ataques al software de
aplicación
Ataques de
comunicaciones
Ataques a los usuarios
Ataques al hardware
aplicación
Ataques de
comunicaciones
Ataques de
comunicaciones
aplicación
Ataques de
comunicaciones
aplicación
Ataques de
comunicaciones
27

Protección de Infraestructuras Críticas
En las infraestructuras críticas
es preciso y altamente
prioritario garantizar:
•Seguridad
•Continuidad
•Disponibilidad
28

Desventajas en la protección de
infraestructuras críticas
Formación de los operarios de planta y servicios de
mantenimiento demasiado especializada.
Necesidad de Continuidad
Falsa sensación de seguridad debido a la utilización de
soluciones específicas.
Coste de los daños provocados por un ataque exitoso.
Información de carácter crítico y estratégico.
Interdependencias entre infraestructuras. 29

Interdependencia entre
Infraestructuras
Es imposible analizar de forma adecuada y
comprender el comportamiento de una
determinada infraestructura de forma aislada
respecto a su entorno o a otras infraestructuras.
• Se debe plantear un análisis holístico que considere múltiples
infraestructuras interconectadas y sus interconexiones como
un sistema único.
• Lo que le suceda a una infraestructura puede afectar
directamente o indirectamente a otras
infraestructuras, impactar a grandes regiones geográficas y
repercutir en la economía nacional o, incluso, global.
30

Interdependencias entre
Infraestructuras
Serán relaciones bidireccionales
entre dos infraestructuras de forma
que el estado de una de ellas afecta
al estado de la otra y viceversa.
31

Interdependencias entre
Infraestructuras
Serán relaciones bidireccionales
entre dos infraestructuras de forma
que el estado de una de ellas afecta
al estado de la otra y viceversa.
32

Ejemplo de fallo en cascada
33

Ejemplo de fallo en cascada
34

CIIP (Critical Information Infrastructure
Protection)
En este contexto, ya de por sí heterogéneo y multidimensional, las
infraestructuras de información críticas pueden verse amenazadas
por catástrofes naturales, fallos técnicos, errores humanos, crimen
internacional, terrorismo, etc.
Por todo ello es necesaria una aproximación holística y colaborativa
para su protección, centrándose en tres objetivos fundamentales:
• Prevenir los ataques informáticos contra las infraestructuras de información críticas
• Reducir la vulnerabilidad nacional a los ciberataques
• Reducir al mínimo los daños y el tiempo de recuperación cuando estos ataques se
producen.
35

CIIP
Existe un campo de
investigación mucho
más
maduro, denominad
o Information
Security
Management (ISM)
que mantiene una
relación muy
estrecha con CIIP
36

CIIP
Existen múltiples propuestas de estándares, taxonomías y
recomendaciones globales que persiguen igualar a los
diferentes estándares en el área de seguridad de la
información (ISM – Information Security Management), que
sí están reconocidos internacionalmente.
Uno de los aspectos en los que sí parece que toda la
comunidad investigadora en CIIP ha llegado a un acuerdo es
en la utilización del modelo de referencia propuesto para
ISM en el estándar ISO/IEC TR 13335, pero añadiéndole una
capa más, la 0.
37

Modelo para CIIP (ISO/IEC TR 13335)
Capa 0 - Strategic Bussiness Layer
•En esta capa se deben garantizar la fiabilidad y el correcto funcionamiento de
todas las infraestructuras de información críticas a nivel nacional e internacional.
Está relacionada con la gestión global de todas las infraestucturas.
Capa 1 - Organizational Layer
•En este caso se debe garantizar la fiabilidad y el correcto funcionamiento de
una infraestructura de información crítica individual, así como garantizar que se
minimiza el riesgo que ésta sufre. Está relacionada con la organización de la
infraestructura, sus procedimientos, su personal, etc.
Capa 2 - Cyber Layer
• En esta capa se minimiza el riesgo de los sistemas TIC de la infraestructura. Está
relacionada con los sistemas de información, la arquitectura de
comunicaciones, etc.
Capa 3 - Physical Layer
•En esta capa se deben garantizar la integridad, disponibilidad y confidencialidad
de cada uno de los sistemas TIC individualmente. En este caso hay que tener en
cuenta los dispositivos
38

Avances en CIIP
Investigación de las dependencias y los efectos de cascada. Para estos estudios la
teoría de sistemas complejos y la simulación han demostrado ser herramientas
potentes y efectivas.
Proposición de esquemas y procesos de colaboración que permitan compartir el
conocimiento entre toda la comunidad de manera que la protección de una
infraestructura se pueda hacer de manera mucho más eficiente aprovechando y
reutilizando la información generada para otras infraestructuras similares en
contextos parecidos.
Investigación en la seguridad de los sistemas SCADA. Algunos ejemplos son las
nuevas normativas ISA99 e ISA100.
39

ISM como punto de partida para CIIP
Casi todas las herramientas que se utilizan en la actualidad en ISM se basan en la
metodología PDCA (Plan-Do-Check-Act) o en alguna variación de ella.
Comparativa entre las herramientas más extendidas en ISM:
http://rm-inv.enisa.europa.eu/comparison.html
•(Callio, Casis, Cobra, CounterMeasures, CRAMM, EAR/PILAR, EBios, GSTool, GxSGSI, ISAMM, MIGRA
Tool, Modulo Risk Manager, Octave, Proteus, Ra2, Real ISMS, Resolver Ballot, Resolver
Risk, Risicare, RiskWatch, RMStudio y Stream.)
40

Herramientas para CIIP
Estas herramientas no pueden utilizarse directamente en CIIP
• No pueden tener en cuenta la complejidad y heterogeneidad de las
infraestructuras críticas
• No incorporan herramientas de simulación para modelar los efectos de cascada
• No suelen enriquecerse mediante la colaboración y las bases de datos de
conocimiento
• No ayudan a tomar decisiones teniendo en cuenta las particularidades de cada
infraestructura
Sin embargo, las técnicas que se emplean para la identificación y
análisis de riesgos en ISM sí que pueden tomarse como punto de
partida para desarrollar herramientas específicas de CIIP.
41

Herramientas para CIIP
De hecho existen herramientas "fronterizas" que se basan
en métodos típicos de ISM pero que incorporan soluciones
para algunos de los problemas típicos de CIIP.
• Análisis de riesgos
• Hazard and operability study (HAZOP)
• Fault Tree Analysis (FTA)
• Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
• Métodos basados en modelos de Markov y modelos ocultos de Markov
• CCTA Risk Analysis
• Detección de ataques en tiempo real
• Intelligent Event Processing (IEP)
42

Control Systems Security Program
(CSSP) – CERT-US
• http://www.us-cert.gov/control_systems/
– Cyber Security Evaluation Tool (CSET)
43

Control Systems Security Program
(CSSP) – CERT-US
– Secure Architecture Design
44

Referencias
• Security for Process Control Systems: An overview, M. Bradle and M.Naedele. IEEE Security and
Privacy, 2008,
• Designing Secure SCADA Systems Using Security Patterns, E.B. Fernández, M.M.Larrondo-Petrie.
IEEE Proceedings 43rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2010.
• Leassons Learned From Cyber Security Assesments of SCADA and Energy Management
Systems, R.K. Fink, D.F.Spenser and R. A. Wells, U.S. Department of Energy Office of Electricity
Delivery and Energy Reliability, 2006.
• Indentifying, Understanding and Analyzing Critical Infraestructure Interdependencies. S.M.
Rinaldi,J. P- Peerenboom and T.K. Kelly. IEEE Control Systems Magazine, 2001.
• Trust but Verify Critical Infrastructure Cyber Security Solutions, D.K. Holstein, K. Stouffer. IEEE
Proceedings 43rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2010.
• The Myths and Facts behind Cyber Security Risk for Ïndustrial Control Systems, E.Byres and
D.Hoffman. 2004
• Information Security Implementation Difficulties in Critical Infrastructures: Smart Metering
Case, L.O. AlAbdulkarim and Z. Lukszo. IEEE 2010.
• International Policy Framework for Protecting Critical Information Infrastructure: A Discussion
Paper Outlining Key Policy Issues. Robert Bruce et al. TNO Report, 2005.
http://www.ists.dartmouth.edu/library/158.pdf
• International CIIP handbook 2008/2009. An inventory of 25 national and 7 international Critical
Information Infrastructure Protection Policies. Elgin Brunner and Manuel Suter. Center for Security
Studies, ETH Zurich. CRN Handbooks, volume 4, issue 1. http://www.isn.ethz.ch/isn/Digital-
Library/Publications/Detail/?id=91952&lng=en
• Wiley Handbook of Science and Technology for Homeland Security, 4 Volume Set. John G. Voeller
(Editor).
45
http://www.gaapsoluciones.es
–
http://redindustria.blogspot.com
http://www.gaapsoluciones.es/MISHSA /

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