图片来源／Kaspersky
在2010年，被设计来攻击伊朗核子设施的Stuxnet蠕虫程式，首度被发现，从此之后，世人开始意识到一件可怕的事实，那就是，现在的恶意程式已经实际用于国家之间的网路战争武器，而且具有惊人的渗透力，并且可能造成极大的破坏力。
而对于重大基础设施的系统而言，本身的安全性并未提升到足以抵御这类攻击的地步，一旦遭到侵入或破坏，可能会造成相当程度的伤亡。有些设施，像是供电网路，只要具有分派与传送的备援能力，也许能够在攻击过程中迅速复原；但如果是水力、天然气的供应，或是交通、通讯网路，若是因为受到攻击而停摆，可能就会导致严重的生命财产损失。
也因此，用于远端监控与资料撷取的（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）的工业控制系统（Industrial Control Systems，ICS）的安全性，逐渐受到重视。
针对主要基础设施的网路攻击：网路攻击日益精緻、频繁，破坏力也越来强大，
然而，截至目前为止，这类攻击事件被公开发现的次数并不多，除了Stuxnet，后续发现了具有类似特性的恶意程式活动，例如2011年的Duqu，2012年的Flame、Gauss、Shamoon，2014年的Havex、Dragonfly/Energetic Bear，此外，去年底在乌克兰发生的大规模停电事件，也被认为与BlackEnergy恶意程式有关。
在美国本土，也有类似状况发生。达拉斯捷运系统（Dallas Area Rapid Transit，DART）的电脑系统，今年1月传出遭骇事件，相关交通资讯应用系统无法存取，因为有恶意程式感染了乘客行程规画系统与布告栏。该公司表示，并未外洩顾客或员工的敏感资讯，然而，这些资讯未来仍有外洩的可能性。虽然公车与火车的作业并未受到影响，导致灾难损害，但有许多资安专家推测，目前这可能是大规模攻击行动的一部分，而且相当複杂，因此也属于类似的事件，可视为网路罪犯攻击重要基础设施系统的例子。
基于上述原因，许多资安厂商纷纷将重大民生基础设施的风险与因应策略，列入年度必须关注的安全趋势之一。
网路互联的普及与融合，是ICS/SCADA系统安全恶化的主因
近年来，成功攻击重大基础设施的事件数量与複杂度，均稳定地增加。RSA总裁Amit Yoran认为，这些环境平时运作所仰赖的工业控制系统，已濒临崩溃边缘，因为过去三年当中，侵入系统以控制化学、电力、水源、交通等公领域设施的事件比例，已增加了17倍，而具有联网与自动作业能力的感应器出现后，使这些问题更为恶化。
根据他的预测，将网路科技用于恐怖主义、激进的骇入行为，日渐成长，再加上ICS系统的安全性弱点变得更公开，以及瘫痪电力供应设施、净水场的潜在影响，都使得ICS系统面临严重侵害的威胁。
Symantec太平洋区资讯保护业务经理Nick Savvides也表示，针对重要民生基础设施发动大型攻击的风险，将会增加。他认为，这跟各产业积极推动的物联网应用有关，网路与设备的连结度将因此大大提高。由于物联网对于资料回报与功能改善的需求不断增加，为了达到上述目的，需建置更普及的网路连线环境，以及更多的应用服务。而这样的改变，将扩大用户受到攻击的层面，换言之，对于所要保护的环境，难以用传统的方式来进行防御。
对于工业控制系统的攻击变得更为显着，根据FireEye资深副总裁暨技术长Grady Summers的分析，这股趋势之所以高涨，原因在于：这几年以来，作业技术型（Operational Technology，OT）系统的连网程度持续提升，远端监控与诊断的应用增加，以及基础设施老旧，攻击ICS的恶意程式也有越来越普遍的趋势。
除此之外，Grady Summers也提到ICS环境开始跨到Wi-Fi无线网路的应用，而这也将扩大系统受到攻击的层面，门户可能因此大开，让网路恐怖份子得以进攻重要基础设施。
对于关键基础设施的攻击，Intel Security欧非中东区副总裁暨技术长Raj Samani认为应列入2016的安全趋势之中，因为，这些攻击固然属于低频率的突发事件、却会造成高度冲击，而且未来环境的安全性变得非常不确定，因为目标式攻击正瞄準民生基础设施而来。
在当前的连网世界中，越来越多作业技术型系统都开始与其接轨，Raj Samani提到，从数位油田的通讯技术到净水场的应用系统，都可以放在公有云环境代管，因此，如果照现在的应用趋势发展下去，作业技术型应用系统先天独具的「隔离」特性，如今不复存在，因为，这些基础设施设备开始具有连结网际网路的特性。
对此局势，趋势科技虽然未将基础设施列入2016的安全预测重点项目中，但该公司网路安全战略副总裁Ed Cabrera在其发表的〈重大基础设施遭受攻击：融合式IT-ICS网路的弱点〉一文中，也提及他们的观点。
该公司认为，业务运作上，企业或组织为了做到即时测量的计费应用，以及远端存取的支援，ICS的网路在当前这个时机，比任何时候都要仰赖对于外部企业网路与网际网路之间的连接。Ed Cabrera也引用在2014年完成的「SHINE（SHodan INtelligence Extraction）」计画的数据，作为论证。
SHINE计画调查的主要对象，是连结网际网路的关键基础设施相关设备，当中总共找到近220万个可存取网际网路的应用设备，并且整理了其中的586,997台ICS设备，以及13,475台暖通空调设备（Heating, Ventilation, Air Conditioning，HVAC）与支援BACnet通讯协定的建筑物自动处理系统。而到了2016年之后，可连至网际网路的工业控制设备的数量，想必又有相当惊人的成长。
Ed Cabrera警告，由于企业网路本身存在的防护弱点，导致安全性不足，若涉及到ICS领域的网路与此连结，将可能导致这类系统因门户大开，而遭到毁灭性的网路攻击。因为，发动威胁的人士可利用这种彼此相依与複杂的网路，作为攻入ICS系统的跳板——从一台不安全的企业设备连到另一台，直到抵达最脆弱的ICS设备与资料库为止。
工业网路与企业网路对于安全性的优先考量差异
在企业IT网路环境中，因为与文书作业处理密切相关，因此，首要安全性议题是资料保护，而工业网路环境的安全性，看重的是处理流程的保护——必须持续运作，然后才是安全。图片来源／Kaspersky
ICS/SCADA本身的系统安全性不足
除了所存取的网路，与现有的企业网路、网际网路之间的隔离逐渐消失，ICS/SCADA系统本身的防护措施也有加强的必要。
Intel Security的Raj Samani认为，支撑基础设施运作的设备，多半只是仰赖预设的登入身分验证，作为防护。除此之外，还有一些不肖之徒将存取重要基础设施系统的方法，拿出来贩卖。因此，重要基础设施的弱点，受到这些先天、后天的因素影响而跟着增加。
而在Imperva公司的2016资安趋势预测中，也将基础设施遭受网路攻击的议题列入。该公司技术长Amichai Shulman、安全战略总监Deepak Patel与企业解决方案总经理Mark Kraynak，也提到几个会扩大防护困难的既存因素，像是：ICS或SCADA协定对于不做验证的存取行为，难以管控；已上线的控制系统，处于亟需修补安全漏洞的状态；相关系统缺乏防火墙的保护，或是有配备防火墙，但这样的防护设备无法感知SCADA通讯；此外，还有一些「人」的影响因素，例如企业或组织对于网路安全人员的聘僱，採取消极的态度，以及缺乏训练等。
业务IT系统与工业控制系统面临的风险
IT系统的安全性要求较重视智慧财产的窃取，工业控制系统面临的威胁，则是系统感应器的读取失灵，或失去对厂区设备的持续控制，甚至威胁人员的生命安全。图片来源／Thales
发动攻击的动机，与政治冲突、恐怖主义、经济犯罪有关
民生重要基础设施之所以成为骇客攻击的主要目标，动机往往同时与政治、犯罪的目的有关。根据RSA的观察，将网路科技用于恐怖主义、激进骇入的行为，日渐成长，而在Symantec的分析也提到，这些非法活动，通常是由特定国家与政治意识型态的团体所推动的战争，或是为了夺取利益而引发。
相较于窃盗、利益型犯罪行为，完全聚焦在如何致富，Intel Security认为，对于各民族国家的敌对团体而言，攻击基础设施具有更大的吸引力，这些人所採取的行动也是经过细心挑选，并且较有策略。
综观所有恶意侵入的事件，他们说，出现攻击重大基础设施事件的机会的确较少，因为大多数恶意人士会将心力花在可获取金钱的地方，目前网路窃贼的数量，还是远超过攻击特定民族国家的激进份子。
不过，有时候上述情形并非铁律，理由是侵入这里的投资报酬率，可能更优于其他产业。先前，就有骇客对重大基础设施的维运人员进行勒索，或贩售这类环境身分存取权的例子。
另一个强化这股趋势的因素，则是各国的军事策略已扩及网路武器的发展上，这终究会导致伤亡。例如，美国所成立的网路司令部（U.S. Cyber Command），为了发展致命的网路武器，已经投入4.6亿美元，这些武器的基本目标就是工业控制系统，Stuxnet是第一个成功利用致命恶意程式来对抗伊朗核子设施的例子。然而，即便道高一尺，敌对的恐怖份子若要发展出自己的网路武器，可能性也跟着大增，只是时间迟早的问题。
如何保护ICS/SCADA系统
面对民生基础设施受到骇客攻击的威胁，以及ICS和企业网路逐渐融合、不再彼此隔离的变化下，当前大部分企业并未準备好因应之道。根据SANS在2015年发布的控制系统安全性报告，受访的300多位基础设施单位资讯长当中，对于IT-ICS融合环境已经提出防护策略的比例，竟不到一半（35.6％）。
这样危机四伏的状况，FireEye资深副总裁暨基础设施技术长Ryan Brichant提出建言，他认为，由于对ICS类型的攻击缺乏了解，用户将会需要更为合用的网路安全产品，也就是能够完整针对ICS环境特性来提供保护的解决方案；同时，掌握ICS类型威胁情报的需求，也会随之兴起。
而对于企业与资安厂商而言，Ryan Brichant表示，目前我们不只是要理解IT，更要掌握IT与OT之间的差异。CXO们与董事在进行风险检核工作时，也务必留意ICS安全议题，并将较高的预算比例分配到OT系统的保护上。
因应重大基础设施遭攻击的危机，趋势科技则以风险管理的角度来看待，因为，彼此相依与複杂的系统，向来是所有风险管理人员的大敌，只有设法减少这两种状况，才能有效管理风险，确保迅速回复。
他们认为，面对横跨既有网路与ICS网路的防护，以及快速演化的网路威胁与毁灭性攻击，企业需要更为全面的方式来抵御，因为能否快速从攻击行动中复原，仰赖对于威胁与安全弱点的即时辨识、快速侦测目标攻击，以及敏捷地採取反应动作，像是破坏控制与回复/还原的作业。
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?提升基础设施安全性的作法?
为了维护基础设施，企业须经常例行地测试灾难备援等业务永续营运的计画与程序。对于预防基础设施受到毁灭性攻击的最佳实务，下列是趋势科技提出的建议：
● 将企业网路与ICS网路隔离开来，减少跳板攻击
● 将特权使用者数量减少至最低，并加以保护，同时维持侧向移动（lateral movement）的作法
● 採用应用程式白名单与档案完整性监控技术，预防恶意程式码执行
● 减少受攻击的表面，例如限制工作站之间的通讯
● 部署稳固的网路入侵防御系统、具有应用层防护能力的防火墙、正向代理伺服器（Forward Proxy），以及配备沙箱功能的防护裂痕侦测（breach detection），或是其他动态分析网路流量与程式码的产品
● 启用主机与网路的事件记录监控机制
● 导入可防护传递杂凑攻击（Pass-the-Hash）的系统
● 将防恶意软体的信誉服务整合部署到传统的特徵式防毒软体
● 执行主机入侵防御系统
● 快速遮蔽与修补已知的作业系统与软体弱点
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?民生重大基础设施的範围?
工业控制系统普遍用于国家级的重大基础设施里面，一般来说包含下列类型：
● 核能发电厂与再处理设施
● 化学工厂
● 信件分类办公室
● 炼油厂
● 天然气处理设施
● 食品生产厂
● 铁路信号系统
● 药物製造厂
● 油轮
● 物流配送中心与港埠
● 机动车辆製造厂
● 风力涡轮发电机
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