Từ chuyện trạm xăng đến đảm bảo an ninh mạng cho cơ sở hạ tầng các ngành công nghiệp

Hệ thống điều khiển công nghiệp (Industrial Control Systems - ICS) là một tổ hợp có cấu trúc phức tạp bao gồm các phương tiện kỹ thuật đa nhiệm, các chương trình phần mềm và hệ điều hành chuyên dụng kèm theo những chức năng quan trọng. Do vậy, ICS yêu cầu các giải pháp phù hợp và cụ thể trong việc bảo đảm an toàn, an ninh mạng; và điều này không đơn giản chỉ là lý thuyết.

Giống như các cơ sở công nghiệp khác, có rất nhiều vấn đề về an ninh mạng mà các công ty cần xem xét, nhằm hạn chế những gián đoạn có thể ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh, nhân viên và người tiêu dùng. Điều này đã xảy ra khi hệ thống các trạm xăng ở Iran phải đóng cửa bởi một vụ tấn công có chủ đích.

Một nghiên cứu về cơ sở hạ tầng ICS đã được Kaspersky thực hiện vào cuối năm 2020, bao gồm việc phân tích thiết kế kết cấu phần mềm tự động hóa của một trạm xăng dầu hiện đại, cũng như hệ thống cơ sở hạ tầng cơ bản và thông tin liên lạc bên trong. Điều này cho phép chúng tôi phân loại được các vectơ tấn công tiềm ẩn và tác động của chúng đối với mạng lưới của trạm nhiên liệu.

Từ câu chuyện tại một trạm xăng

Hãy thử tưởng tượng bạn đang lái chiếc ô tô của mình và nó cần phải được đổ xăng. Bạn dừng lại một trạm xăng gần đấy, đặt vòi bơm xăng vào bình rồi đi đến cửa hàng tiện lợi để trả phí. Hương thơm cà phê mới pha phảng phất khi bạn bước vào trong, bạn mua một ít đồ ăn nhẹ và hoàn tất việc trả phí, sau đó quay trở lại phương tiện của mình.

Để cung cấp nhiên liệu vào bình chứa của ô tô, một số hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động: hệ thống hành chính văn phòng (back-office - BO) và điểm bán hàng (Point of Sale - POS) chịu trách nhiệm thanh toán và quản lý được kết nối với bộ điều khiển (forecourt controller - FCC). Đây là khu vực có các máy bơm bên ngoài cửa hàng tiện lợi, nơi khách hàng đỗ xe để đổ xăng.

Các máy bơm được trang bị nhiều hệ thống như điều khiển máy bơm, máy đo bể tự động ATG (automatic tank gauge), hệ thống thanh toán,… FCC là thiết bị chính kiểm soát việc phân phối nhiên liệu, vì vậy khi bạn thanh toán qua nhân viên thu ngân, FCC sẽ ra lệnh cho bơm nhiên liệu vào xe của bạn, nhờ đó mà bạn có thể tiếp tục hành trình của mình.

Thông tin về toàn bộ hoạt động, lượng nhiên liệu đã bán hay sẵn có đều được truyền đến hệ thống quản lý cục bộ, sau đó về trụ sở chính - nơi lưu trữ thông tin dữ liệu từ tất cả các trạm bán lẻ.

Đến những vấn đề tiềm ẩn

Thông qua nghiên cứu, chúng tôi đã phân loại được những sai sót có thể xảy ra trong quá trình hoạt động của các trạm xăng; trong đó có thể kể đến một số vấn đề bảo mật tiềm ẩn về công nghệ vận hành (Operational Technology - OT) và công nghệ thông tin (Information Technology - IT).

Nhóm rủi ro an ninh mạng đầu tiên liên quan đến khả năng truy cập từ xa từ bên ngoài mạng nội bộ. Tương tự nhiều hệ thống công nghiệp hiện nay, trạm xăng dầu thường sử dụng các giải pháp được kết nối với các dịch vụ mạng công cộng thông qua đường truyền Internet, bao gồm hệ thống ngân hàng đám mây hoặc hệ thống quản lý đội xe chuyên dụng. Việc truy cập từ xa vào trạm nhiên liệu, có thể chứa nhiều lỗ hổng, cho phép thực hiện các hành vi độc hại bên trong mạng nội bộ.

Dưới đây là một trường hợp có thực được mô tả trong nghiên cứu của Kaspersky. Tại các trạm xăng, phần mềm quản lý nhiên liệu được sử dụng để theo dõi lượng khí đốt được lưu trữ, điều chỉnh giá và triển khai các thanh toán. Hệ thống này kết nối với Internet và chứa các lỗ hổng bảo mật cho phép truy cập quản trị từ xa với nhiều khả năng, bao gồm cả thay đổi giá nhiên liệu.

Ngoài ra, còn có không ít các nhà cung cấp và doanh nghiệp (DN) dịch vụ khác có quyền truy cập vào một số phần của hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng. Khi các bên thứ ba bị xâm nhập có thể vô tình mở ra lối vào hệ thống cho những kẻ tấn công có chủ đích. Trên thực tế, loại hình tấn công này là mối đe dọa nguy cơ cao đối với các tổ chức, DN thuộc bất kỳ quy mô nào: 1/3 (32%) DN lớn từng gặp phải những vụ tấn công có liên quan đến việc thông tin dữ liệu được chia sẻ với nhà cung cấp.

Hơn thế nữa, trong tất cả các loại hình tấn công an ninh mạng, những sự cố như vậy đã gây nên thiệt hại tài chính nặng nề nhất cho các DN trong năm 2021.

Bên cạnh đó, một loạt rủi ro khác liên quan đến các vấn đề về mạng và thiết bị cũng có thể gây gián đoạn các dịch vụ của trạm xăng dầu hoặc gây thiệt hại trực tiếp đến tài chính. Các cuộc tấn công mạng có thể xảy đến từ các mạng từ xa (remote network), hoặc bằng cách kết nối với mạng không dây hay các cổng mạng có dây.

Nếu mạng không được phân đoạn, vụ tấn công có thể lây lan từ những điểm vào (entry point) như thiết bị thứ cấp ở một cửa hàng hay các máy trạm văn phòng, đến các bộ phận trọng yếu như bộ quản lý kiểm soát nhiên liệu. Việc sử dụng các giao thức không được mã hóa (HTTP, CDP, FTP, Telnet,…) trong hệ thống mạng trạm xăng, có thể cho phép kẻ tấn công tiết lộ nhiều thông tin nhạy cảm, hòng đẩy sâu cuộc tấn công hơn nữa.

Một vấn đề khác, tuy không mới nhưng vô cùng quan trọng, là những điểm yếu bảo mật hay lỗ hổng bảo mật trong bộ điều khiển nhiên liệu, thiết bị đầu cuối POS và thiết bị mạng, cũng như các ứng dụng và thiết bị đầu cuối của DN. Vào năm 2015, toàn thế giới có 5.800 máy đo bể tự động ATG bị truy cập trái phép từ Internet do không bảo mật bằng mật khẩu trên cổng nối tiếp (serial port).

ATG là một thiết bị điện tử được đặt trong bể chứa để theo dõi lượng xăng dầu thực có trong bể, từ đó kiểm tra liệu nhiên liệu có bị rò rỉ ra ngoài hay không. Thông qua cổng nối tiếp, ATG có thể được lập trình. Dù tín hiệu ATG truyền đi không chính xác, thì điều hành viên cũng không nhận được bất kỳ cảnh báo sai sót nào. Các số liệu từ năm 2015 cũng cho thấy vào thời điểm đó, hầu hết các hệ thống máy đo bị xâm phạm được lắp ở các trạm xăng thuộc nước Mỹ, chiếm 3% tổng số máy đo sử dụng trên cả nước. Bằng cách xâm nhập các hệ thống trọng yếu như hệ thống máy đo bồn tự động ATG, các nhóm tội phạm mạng có thể mở khóa các quyền chọn nhằm thực hiện các hành vi gian lận, hoặc thậm chí gây thiệt hại về cơ sở vật chất.

Thực hiện xác minh tất cả các máy trạm được sử dụng ở trạm xăng là vô cùng quan trọng, như POS, hệ thống BO, bộ điều khiển nhiên liệu, thiết bị thanh toán, cũng như cấu hình của chúng, và thậm chí cả quyền truy cập vào cổng USB. Hệ thống thanh toán không đạt chuẩn PCI DSS hoặc thiếu mã hóa đều có thể làm tăng nguy cơ bị tấn công.

Đối với bộ điều khiển nhiên liệu, việc kiểm tra các giao thức công nghiệp cũng là biện pháp an ninh mạng trọng yếu. Việc thiếu xác thực nguồn hoặc thiếu kiểm soát tính toàn vẹn có thể tạo cơ hội cho các tác nhân nguy hại, thực hiện một cuộc tấn công trung gian, nhằm đánh chặn dữ liệu và thao túng bộ điều khiển trạm.

Một điểm khác cần lưu ý trong quản lý là các cổng không dây và bộ đọc. Cần thực hiện các cuộc kiểm tra, đánh giá bảo mật định kỳ để tìm ra các giao thức công nghiệp không an toàn, những mối nguy cho các cuộc tấn công giả mạo (spoofing) và gây nhiễu (jamming).

Làm gì để cải thiện an ninh mạng?

Hiện đã có rất nhiều các giải pháp bảo mật thiết yếu giúp nâng cấp mức độ tổng thể của hạ tầng công nghệ vận hành. Các giải pháp này không chỉ có thể áp dụng cho các trạm nhiên liệu, mà cũng mang lại hiệu quả cho bất kỳ hệ thống mạng công nghiệp nào.

An ninh mạng:

Phân đoạn mạng dựa trên mục đích giúp tăng cường bảo mật tổng thể và giảm thiểu bề mặt tấn công. Phân đoạn mạng có quyền truy cập vào các thành phần không đáng tin cậy, chẳng hạn như CNTT của DN, nên tách biệt và được bảo vệ phù hợp bằng phần mềm bảo mật cấp DN.

Giám sát mạng OT thụ động là giải pháp cần thiết để kiểm kê tài sản và thông tin liên lạc, đồng thời sớm phát hiện các hành vi xâm phạm trước khi chúng gây ảnh hưởng đến quy trình công nghệ. Giám sát dữ liệu cũng giúp đội ngũ bảo mật CNTT phân tích và xem xét các biện pháp tăng cường.

Kiểm soát truy cập:

Điều này bao gồm việc hạn chế quyền truy cập vật lý và logic vào hệ thống điều khiển và tự động hóa. Các biện pháp an ninh để kiểm soát truy cập từ xa dành cho các DN dịch vụ sẽ giúp tránh các sự cố từ bên thứ ba.

Bảo mật thiết bị đầu cuối:

Cần triển khai phần mềm bảo mật chuyên dụng cấp công nghiệp cho máy chủ và máy trạm của OT. Đảm bảo rằng phần mềm đã được phê duyệt và xác nhận tương thích với các giải pháp của nhà cung cấp hệ thống tự động hóa. Điều này sẽ giúp tránh trường hợp công cụ bảo vệ làm ảnh hưởng đến các chức năng hoạt động.

Quản lý bảo mật:

Cần triển khai một hệ thống quản lý tập trung các sự kiện an ninh và các chính sách bảo mật phần mềm. Điều quan trọng nữa là giải pháp này cho phép quản lý các lỗ hổng và bản vá. Nếu hệ thống có thể được tích hợp với Quản lý sự kiện an ninh và Thông tin Bảo mật (Security Information and Event Management - SIEM), thì đó là một lựa chọn "nên có" cho các tổ chức, doanh nghiệp mong muốn nâng cấp mức độ bảo vệ của mình.

Giám sát liên tục theo thời gian thực và thu thập dữ liệu điểm cuối với khả năng phản hồi và phân tích dựa trên quy tắc, sẽ giúp cải thiện hơn nữa khả năng phòng thủ khỏi các cuộc tấn công nâng cao.

Một giải pháp cơ bản hơn bao gồm các biện pháp lâu dài cũng rất quan trọng để cải thiện năng lực an toàn an ninh mạng. Tức là phải tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp về kiểm soát an ninh thông tin như IEC 62443, NIST, NERC CIP, v.v… Các tổ chức, doanh nghiệp nên thường xuyên tiến hành kiểm tra thâm nhập và phân tích bảo mật để xác định các lỗ hổng và các vấn đề an toàn thông tin tiềm ẩn trước khi chúng bị ai đó khai thác. Sau đó, hãy làm theo tất cả các giải pháp được khuyến nghị để thực hiện sửa chữa đúng cách.

Trên thực tế, sẽ có những yêu cầu cụ thể đối với các tổ chức, doanh nghiệp với mức độ bảo mật khác nhau. Song, các giải pháp nêu trên là cần thiết để khỏa lấp những lỗ hổng an ninh mạng. Bất kể đó là một trạm xăng hay nhà máy lọc dầu, thậm chí là một xưởng sản xuất ô tô khổng lồ, thì các nguyên tắc cơ bản trong bảo mật mạng OT và CNTT sẽ cho phép DN xây dựng một hệ thống an ninh mạng đáng tin cậy và có thể phát triển tùy theo nhu cầu. Điều này sẽ cung cấp một nền tảng tuyệt vời, làm hài lòng các chủ DN và khách hàng./.