Este documento discute los desafíos de ciberseguridad en las redes eléctricas inteligentes (Smart Grids). Explica cómo los ataques cibernéticos a la infraestructura crítica, como los realizados contra Ucrania en 2015 y Colonial Pipeline en 2021, demuestran la vulnerabilidad de los sistemas de control industrial. También analiza amenazas históricas como Stuxnet y amenazas emergentes como los ataques a la cadena de suministro. El documento concluye que las redes eléctricas intelig

1. Smart Grids y ciberseguridad
Fernando Tricas Garcı́a
ftricas@unizar.es
Departamento de Informática e Ingenierı́a de Sistemas – Escuela de Ingenierı́a y
Arquitectura – Instituto de Investigación en Ingenierı́a de Aragón – Universidad de
Zaragoza
Zaragoza, 3 de mayo de 2023
Smart Grids y ciberseguridad

2. Índice
Motivación
Un poco de historia
Ciberguerra
Smart Grids y ciberseguridad
Smart Grids y ciberseguridad

3. ¿Cuándo comenzó la guerra de Ucrania?
Smart Grids y ciberseguridad

4. ¿Cuándo comenzó la guerra de Ucrania?
https://jsis.washington.edu/news/
cyberattack-critical-infrastructure-russia-ukrainian-power-grid-attacks/
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5. Ataques
Prykarpattyaoblenergo
Palabra clave: Hybrid Warfare
Smart Grids y ciberseguridad

6. Poco a poco. . .
2015
▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
administradores de sistemas.
Smart Grids y ciberseguridad

7. Poco a poco. . .
2015
▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
administradores de sistemas.
▶ Phishing:
▶ Spear Phishing: objetivos concretos (ataque dirigido).
Smart Grids y ciberseguridad

8. Poco a poco. . .
2015
▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
administradores de sistemas.
▶ Documento Word, ‘Por favor active las macros’
▶ −→ Infección + puerta trasera
¡Conseguido! −→ dentro de la red corporativa
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9. Poco a poco. . .
▶ Siguientes meses: reconocimiento, exploración y ‘cartografı́a’.
▶ Robo de credenciales que los trabajadores utilizaban para
conectarse a la red de SCADAs usando VPNs
▶ Reconfiguración del UPS1
de dos de los centros de control.
▶ No sólo los clientes sin luz, los operadores también.
▶ Firmware malicioso para reemplazar los convertidores
serie–Ethernet en más de una docena de subestaciones.
▶ Envı́an información del SCADA al sistema de control.
Objetivo: evitar que los operadores recuperen el control.
(Primera vez en un entorno industrial).
▶ Los convertidores son los mismos que se utilizan en muchas
instalaciones
¡Estamos preparados!
1
Uninterruptible Power Supply
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10. Poco a poco. . .
▶ 23 de Diciembre: el ataque.
▶ entran en la red de los SCADAs
▶ deshabilitan los sistemas UPS.
▶ ataque de denegación de servicio a la red de telefonı́a de los
clientes para que no puedan llamar e informar (TDOS).
Además de la denegación, provocar el enfado de los clientes
(operaciones psicológicas, manipulación de la opinión pública)
▶ empiezan a abrir interruptores.
▶ Los convertidores no se pueden recuperar, porque están
infectados y no sirven para detener el ataque.
▶ Malware KillDisk para borrar ficheros y dejar los computadores
inútiles.
▶ Algunos de forma manual.
▶ Otros en automático.
−→ Reconocimiento por parte de la compañia de que habı́an sido
atados.
https://www.wired.com/2016/03/inside-cunning-unprecedented-hack-ukraines-power-grid/
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11. BlackEnergy
▶ 2007 bots para generar
DDOS
▶ 2010, BlackEnergy 2
▶ 2014 BlackEnergy 3 (con
plugins)
▶ Ataque a través de un
documento en Word o
PowerPoint en un correo
electrónico.
▶ Sigue la evolución
. . . GreyEnergy
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12. BlackEnergy
Origen: Rusia
▶ BlackEnergy es un troyano que se utiliza para llevar a cabo
ataques DDoS, ciberespionaje y ataques de destrucción de
información.
▶ ICS 2
, energı́a, organismos gubernamentales y medios de
comunicación en Ucrania
▶ Empresas ICS/SCADA de todo el mundo
▶ Empresas de energı́a de todo el mundo
2
Industrial Control Systems
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13. Los ‘malos’
▶ CIH (1998) de 20 a 80 millones de dólares.
▶ Melissa (1999) 300 a 600 millones de dólares
▶ ILOVEYOU (2000) de 10 a 15 billones de dólares
▶ Code Red (2001) 2.6 billones de dólares.
▶ SQL Slammer (2003), 500000 servidores. Poco daño porque
era sábado.
▶ Blaster (2003)
▶ SoBig (agosto 03) de 5 a 10 billones de dólares y más de un
millón de ordenadores infectados.
1 millón de copias de él mismo en las primeras 24 horas.
▶ Bagle (2004) Muchas variantes
▶ Sasser (2004) suficientemente destructivo como para colgar
algunas comunicaciones satelites de agencia francesas.
Tambien consiguió cancelar vuelos de numeros compañias
aéreas.
No necesitaba acciones por parte del usuario para propagarse.
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14. Evolución: botnets
‘La seguridad fı́sica y la ciberseguridad se dan la mano: CCTV‘
https://www.incibe-cert.es/blog/seguridad-fisica-ciberseguridad
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15. Ciberguerra: STUXNET
2005 (comienza el desarrollo) – 2010 (Entra en acción)
▶ Israel y EEUU (no reconocido),
operación Juegos Olı́mpicos.
▶ Ataque contra el programa nuclear
de Irán.
▶ Objetivo: los sistemas de
adquisición y control de supervisión
(SCADAa).
▶ Controladores Lógicos
Programables (PLCb
).
▶ Centrifugadoras de gas, utilizadas
para separar material nuclear.
a
Supervisory Control And Data Acquisition
b
Programmable Logic Controllers
https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_centrifuge
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16. STUXNET
▶ Ataque a través de cuatro fallos de ‘dı́a cero’ (zero-day flaws).
▶ Ataque de ejecución remota RPC sin autentificar (MS08-067)
▶ Fallo en LNK (enlaces) para lanzar el código del ataque. (MS10-046)
▶ Fallo en el servicio de colas de impresión que permitı́a enviar y ejecutar código malicioso en
máquinas remotas.
▶ Fallos de elevación de privilegios.
▶ Máquinas con Windows y programa de Siemens (Step7).
▶ Consiguió recolectar información y forzar la destrucción de las
centrifugadoras haciéndolas girar más rápido.
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17. Un mercado de fallos de dı́a cero
https://zerodium.com/
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18. Un mercado de fallos de dı́a cero (móviles)
https://zerodium.com/
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19. STUXNET
Máquinas desconectadas de la red.
▶ Un ‘rootkit’, responsable de ocultar el rastro.
▶ Se introduce a través de un ‘pendrive’ infectado.
▶ Modifica el código para enviar instrucciones inesperadas al
PLC, devolviendo valores normales a los usuarios.
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20. STUXNET
Máquinas desconectadas de la red.
▶ Un ‘rootkit’, responsable de ocultar el rastro.
▶ Se introduce a través de un ‘pendrive’ infectado.
▶ Modifica el código para enviar instrucciones inesperadas al
PLC, devolviendo valores normales a los usuarios.
Later. . . https://web.archive.org/web/20120104215049/http:
//www.symantec.com/security_response/writeup.jsp?docid=2010-071400-3123-99
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21. Un experimento
2016
University of Illinois.
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22. Un experimento
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23. Un experimento
‘Does dropping usb drives really work?’ Blackhat USA 2016
https://www.tripwire.com/state-of-security/
does-dropping-malicious-usb-sticks-really-work-yes-worryingly-well
Matthew Tischer, Zakir Durumeric, Sam Foster, Sunny Duan, Alec Mori, Elie Bursztein, Michael Bailey ‘Users
Really Do Plug in USB Drives They Find’. Black Hat 2016.
https://zakird.com/papers/usb.pdf
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24. Para pensar...
▶ Gobiernos como autores de malware
▶ Mercados
▶ Dı́a cero
▶ ¿Ataque o defensa?
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25. RansomWare
WannaCry, viernes, 12 de mayo de 2017.
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26. Ataque a SolarWinds
2019 – 2020
▶ Sistema Orion IT de monitorización y gestión de software
(redes e infraestructura).
▶ Acceso privilegiado a los sistemas (acceso al registro de
actividad y de prestaciones).
▶ Una componente de vigilancia (monitoring) que permite abrir
una puerta trasera (backdoor).
▶ Afectados: Homeland Security, State, Commerce, Treasury,
FireEye, Microsoft, Intel, Cisco and Deloitte
https://www.wired.com/story/the-untold-story-of-solarwinds-the-boldest-supply-chain-hack-ever/
Ataque a la cadena de suministro
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27. Consecuencias
‘Software Bill of Materials’, (SBOM), orden ejecutiva firmada por
Joe Biden en mayo de 2021.
https://www.nist.gov/itl/executive-order-14028-improving-nations-cybersecurity/
software-security-supply-chains-software-1
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28. Colonial pipeline. Ataques a infraestructuras crı́ticas.
Mayo 2021
▶ Sistema de tuberı́as para transportar gasolina, diésel ...
▶ Desde Houston, Texas hasta el Sudeste de EEUU, NY, ....
▶ RansomWare
▶ La empresa tuvo que detener todas las operaciones para
detener el ataque.
https://www.reuters.com/technology/
colonial-pipeline-halts-all-pipeline-operations-after-cybersecurity-attack-2021-05-08/
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29. Colonial pipeline
▶ Pagaron el rescate (75 bitcoin o $4.4 millones)
▶ La herramienta era tan lenta que los propios recursos de la
empresa fueron más eficaces.
▶ Declaración de estado de emergencia en 17 estados.
▶ Ataque a la infraestructura de facturación (no fallo en las
tuberı́as).
▶ También robo de datos
▶ Fallos en productos de Microsoft
▶ Fallos en productos de SolarWinds
▶ Fallos en productos de VMware
DarkSide ¿Rusia?
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30. Algunos factores de riesgo en Smart Grids
▶ Falta de estandarización.
▶ Falta de atención al problema
▶ Ciberseguridad vs privacidad
▶ Seguridad por diseño
▶ Se ha visto como algo adicional
‘Smart Grid Security’ (European Network and Information Security
Agency, enisa, 2012)
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31. Ataques a Smart Grids
Tala Talaei Khoei, Hadjar Ould Slimane, Naima Kaabouch, ‘A
Comprehensive Survey on the Cyber-Security of Smart Grids:
Cyber-Attacks, Detection, Countermeasure Techniques, and Future
Directions’.
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32. Niveles de comunicación
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33. Seguimos con la complejidad
Mohammad Kamrul Hasan, AKM Ahasan Habib, Zarina Shukur, Fazil Ibrahim,
Shayla Islam, Md Abdur Razzaque, ‘Review on cyber-physical and
cyber-security system in smart grid: Standards, protocols, constraints, and
recommendations’ In Journal of Network and Computer Applications Volume
209, January 2023, 103540.
https://doi.org/10.1016/j.jnca.2022.103540
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34. Riesgos y preocupaciones
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35. Preocupación
‘Infrastructure cybersecurity: the U.S. electric grid’
https://www.rpc.senate.gov/policy-papers/infrastructure-cybersecurity-the-us-electric-grid
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36. Conclusiones
▶ Un mercado
▶ Riesgos muy diversos y a muchos niveles
▶ Infraestructuras crı́ticas
▶ Preocupación, regulación...
▶ ‘If It’s Smart, It’s Vulnerable’ (Mikko Hypponen. Agosto 2022)
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37. ¡Gracias!
ftricas@unizar.es
@fernand0
https://webdiis.unizar.es/~ftricas/
http://www.flickr.com/photos/atalaya/28400415/
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