CWMC Insights 2020|14 - Einführung IIoT Security

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PRODUKTIVITÄT INTELLIGENT MAXIMIEREN.©
CWMC INSIGHTS 2020|14
EINFÜHRUNG IIOT SECURITY

06.08.20202CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 ©
EXECUTIVE SUMMARY
Sehr geehrte Damen und Herren,
IIoT („Industrial Internet of Things“), die intelligente Vernetzung der Produktion und seinen Bestandteilen, wird für
Unternehmen immer wichtiger, um die eigene Überlebensfähigkeit am Markt und im Wettbewerb zu sichern.
Neben vielen Vorteilen birgt die Erweiterung des Netzwerkes aber auch große Risiken. Unternehmen müssen daher
nicht nur in neue IIoT-Techniken investieren, sondern auch in entsprechende Cyber-Security-Maßnahmen ergreifen.
So gab es laut Kaspersky Lab allein im ersten Halbjahr 2019 weltweit über 105 Millionen Angriffsversuche auf
Unternehmen. Vielen Unternehmen ist allerdings diese Gefahr immer noch nicht im Bewusstsein angekommen.
Allein ein einzelnes angegriffenes IIoT-Device kann das ganze Netzwerk eines Unternehmens stilllegen, die
Produktion stoppen und noch viel größere Schäden anrichten.
Als Einführung zu diesem komplexen Thema sollen die kommenden Folien eine erste Übersicht zu den
verschiedenen Aspekten der IIoT Security geben.
Für Fragen, Anmerkungen und sonstige Anregungen stehen wir Ihnen herzlich gerne zur Verfügung.
Mit den besten Wünschen
Christian Wild
Executive Senior Managing Partner

INHALT
1 IIoT Angriffsflächen
2 IIoT Architektur und Security Modell
3 IIoT Security Bestandteile
4 IIoT Security Standards

INHALT

ANGRIFFSFLÄCHEN IN IT UND OT
IT OT
Enterprise Network
Internet
DMZ FWFW
Control center /
HMI
Supervisory network /
SCADA Network
Field network
and devices
Industrial control
network
Remote sites
Quelle: CWMC Analyse
DMZ: Demilitarized Zone
FW: Firewall
OT: Operations Technology
HMI: Human-Machine-Interface
SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition

INHALT

IIOT DOMÄNEN UND NOTWENDIGE SYSTEMCHARAKTERISITIKEN MIT HOHER
VERTRAUENSWÜRDIGKEIT
Funktionale Domänen
Business
Operations
Information
Application
Control
Physische Systeme
Systemcharakteristika
Querschnitts-
funktionenConnectivity
Distributed Data
Management
Industrial
Analytics
Intelligent &
Resilient Control
…
Scalablility
Privacy
Resilience
Security
Safety
Komponenten der
Vertrauens-
würdigkeit in allen
Funktionen
Die funktionalen Domänen werden mit Ihren Systemcharakteristiken spezifiziert und über die Querschnittsfunktionen ausgerichtet. Dabei sind die
vertrauensstiftenden Komponenten über alle Ebenen hinweg mit Priorität zu betrachten.

DAS IIOT-KONZEPT
IIoT Services
IIoT Infrastructure Platform
Intelligent Gateway
IIoT Service Provider
Communication Network
IIoT Devices
Security
(Complex) Event
Processing
Interface HMI
Big Data &
Analytics

FUNKTIONALE DOMÄNEN IM BEREICH IIOT UND DEM FOKUS AUF DIE BEZIEHUNG ZWISCHEN
OPERATIONS UND CONTROL DOMÄNE
Functional Domains
Business
Operations
Information
Application
Control
Sense Actuation
Physical Systems
Operations
Prognostics Optimization
Monitoring & Diagnostics
Provisioning
Deployment
Management
Control Domain
A B C
Customers

DIE 3-TIER IIOT SYSTEM ARCHITEKTUR
Domain ApplicationsService Platform
Edge Tier Platform Tier Enterprise Tier
Proximity Network
Edge
Gateway
Device Management
Data Aggregration
….
Access
Network
Edge
Gateway
Data Flow
Control Flow
Data
Transform
Analytics
Operations
Rules & Controls
Data Flow
Control Flow
Service
Network

MAPPING DER FUNKTIONALEN DOMÄNEN AUF DIE 3-TIER ARCHITEKTUR
Edge Tier Platform Tier Enterprise Tier
Control Domain
Controller
Actuators
Sensors
Application &
Gateway
Information Domains
Data Services &
Platforms
Analytic Services
& Platforms
Ingestion &
Transformation
Persistance &
Distribution
Streaming & Batch
Persistance &
Distribution
Operations Domains
Provisioning &
Deployment
Asset & Meta
Data
Management
Prognostics &
Optimization
API & Portal
Monitor &
Diagnostics
Business Domains
Analytics
OSS
CRM
BSS
EMR
…
Application Domains
Logic &
Rules
API &
Portal
Proximity Network Access Network Service Network
Daten
Orchestrierung
Asset Mgmt
Daten
Informationen
Daten

EIN BEISPIELHAFTES 4-EBENEN-SECURITY MODELL FÜR IIOT
Tier 4
Process and
governance
Tier 3
Cloud platform
and applications
Tier 2
Communication and
connectivity
Tier 1
Endpoints and embedded
software
Data Governance
Policy
Security Standards System Security Guideline Security Policies
Security Threat
Analysis
Data Center Security Secure Application Platforms Secure Analytics Platforms
XaaS
Cyber Security
Gateway
Protection
Secure Edge
Intelligence
Media Protocol
Security
Cryptographic
Protection
Configuration, Monitoring,
Management
IDS und IPS
Engines
Endpoint
Identification
Secure Configuration &
Mgmt
Root of
Trust
Sandboxing
Access
Control
Secure
Boot
Physical
Security

INHALT

SECURITY ASPECTS IN IIOT PROCESS PARTS
Business Case
Integration of
▪ Business
Objectives
▪ Vision and Values
▪ Problem definition
▪ Customer Usage
▪ Business Model
▪ Governance
Model and
Processes
System Definition
Consideration of
▪ Use Cases
▪ System
Architecture and
Requirements
▪ Security
Regulations and
Standards
Development
▪ Secure
component
boundaries and
APIs
▪ Access control,
HW RoT
▪ Coding practices
and standards
▪ Security Testing
▪ Requirements
traceability
Deployment
▪ Secure Processes
in delivery and
deployment
▪ Specific security
platforms and
architecture,
standards and
protected
environment
▪ Selection of
vendors and
partners with a
security basis
Operations
▪ Secure device
integration and
provisioning
▪ Security
monitoring,
analysis and
regular audits
▪ Stress testing
▪ Incident
Management
▪ Enterprise Security
Program

BESTANDTEILE EINES IIOT SECURITY PROGRAMMS
IIoT
Security
Security
Audits
Risk
Assessment
Incident
Manage-
ment
Security
Policy
Security
Monitoring
Regulatory
Comp-
liance

IIOT SECURITY – HERAUSFORDERUNGEN AM HORIZONT
Trust
Intelligent
Edge
Security
Standards
Interop
Awareness Collaboration Blockchain
AI, ML, TSN,
etc.

SECURITY GOVERNANCE PROGRAM NACH DEM PDCA-VORBILD
Risk Mgmt
3rd Party
Security
Security
Education
Event
Analysis
Security
Intelligence
Policy
Definition
1
2
3
4
5
6

ÜBERSICHT AKTUELLER ENDPOINT PROTECTION TECHNOLOGIES
Intelligent Security
▪ Anomaly Detection
▪ Intrusion Detection
▪ Intrusion Prevention
▪ ML enabled Anomaly
Predictors
Enhanced Security
▪ Crypto Enables Upgrades
▪ Digital Signature Chains
▪ Crypto Measurements
▪ Process Isolation
▪ Virtual Isolation
▪ Container Isolation
▪ Network Isolation
▪ Measured Boot
▪ Protected Boot
▪ Perimeter Protection
▪ Compliance Analytics
▪ Security / SIEM Analytics
Intermediate Security
▪ Secured Connectivity
▪ Secure Bootstrap
▪ Trust Store
▪ Protected Storage
▪ Auditing & Logging
▪ Trusted Execution
Environment
▪ Crypto Libraries
▪ Trust Chains
▪ Key / Certificate
Management
▪ Secured Access
▪ PenTesting
▪ Whitelisting
Hardware Security
▪ HW Identity
▪ Root of Trust
▪ FPGA / Firmware Security
▪ Crypto Accelerator
▪ Protected Storage
▪ Isolation and Access
Control

INHALT

HILFREICHE STANDARDS FÜR DEVICE ENDPOINT SECURITY
CWE Common Weakness Enumeration
FIPS 140-2 Security Requirements for Cryptographic Modules
FIPS 180-4 NIST-CSRC Secure Hash Standard (SHS)
ISO/IEC 197702 Specification on Software Tagging
ISA 62443-1-1 Security for Industrial Automation and Control Systems Part 1 – Terminology, Concepts and Models
ISA 62443-3-3
Security for Industrial Automation and Control Systems Part 3 – System Security Requirements and Security
Levels
ISO/IEC 15408 Common Criteria for Information Technology Security Evaluation
NIST SP 800-155 Boot-process integrity measurement
NIST SP 800-53 Security and Privacy Controls for Federal Information Systems and Organizations

HILFREICHE STANDARDS FÜR INDUSTRIAL CONNECTIVITY INFRASTRUCTURE SECURITY
ISA-95 Enterprise Reference Architecture Enterprise-Control System Integration
ISA-99 Industrial Automation and Control Systems Security
IEC 62443 Industrial Network and System Security
IEC 62541 OPC Unified Architecture Specification
IEC 61850 Substation Automation Protocols
IEEE 1588
IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Network Measurement and Control
Systems
NIST SP 800-53 Recommended Security and Privacy Controls for Federal Information Systems and Organizations
NIST SP 800-82 Guide to Industrial Control Systems (ICS) Security
NIST SP 800-52 Guidleines on the Selection and Use of Transport-Layer-Security
TIA-942-A Telecommunications Infrastructure Standard for Datacenters

HILFREICHE STANDARDS FÜR EDGE-CLOUD SECURITY
ISO/IEC 27001
High-level management systems standards and ist associated cloud-services-specific standards: ISO/IEC
27017 (for security) and ISO/IEC 27018 (for protection of personal data)
ISO/IEC 27033 Network Security
ISO/IEC 27034 Application Security
ISO/IEC 19086 Cloud service SLAs
ISO/IEC 20889 Standard ffor de-identification techniques
NIST 800-175B Guidance for cryptographic methods
NIST SP 800-144 Guidelines on Security and Privacy in Public Cloud Computing

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RHEINSTRAßE 44
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WWW.CWMC.BEST
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+49 7245 9473443
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