Serangan terhadap Sistem Kontrol Industri
Tujuan utama di dunia industri adalah mencegah gangguan besar dalam proses yang terkontrol, tetapi melindungi sistem informasi dan data yang dikandungnya juga merupakan perhatian penting. Akibatnya, serangan yang berhasil dapat memiliki implikasi yang dahsyat. Terlepas dari skala produsen, gangguan ini dapat menyebabkan penghentian produksi yang tidak dapat dipulihkan dan menyebabkan kerugian bagi manusia, properti, dan lingkungan, yang semuanya dapat memiliki implikasi yang luas.
Instalasi sensitif di sektor produksi energi, pengolahan air, transportasi, dan sektor infrastruktur besar lainnya merupakan target mudah untuk skenario krisis.
Akibatnya, industri ini dihadapkan pada masalah mendesak yang tidak dapat lagi diabaikan, dan merupakan tanggung jawab setiap manajer industri untuk mengevaluasi bahaya yang dihadapi oleh instalasi yang menjadi tanggung jawab mereka dan untuk menerapkan langkah-langkah pengamanan yang diperlukan.
Namun, para manajer industri masih bingung tentang apa yang perlu dilakukan dan bagaimana cara mengatur organisasi. Bahkan jika mereka siap menerima adanya bahaya, mereka sering kesulitan memahami sumber, cakupan, dan potensi dampaknya.
Dalam sistem industri, terdapat firewall yang dapat mengidentifikasi protokol industri dan memeriksa isi paket. Firewall memeriksa isi frame serta nomor port dan alamat sumber dan tujuan.
Sebagai contoh, alat ini dapat mengidentifikasi jenis fungsi, alamat yang ditulis atau dibaca, dan data yang ditransfer dengan mendekode protokol Modbus.
1. Sistem Kontrol Industri
Pengantar Berbagai Protokol
Dalam Sistem Kontrol Industri, berbagai protokol digunakan untuk pertukaran data di antara berbagai peralatan. Beberapa di antaranya dirancang khusus untuk industri atau penggunaan tertentu, seperti konstruksi, sistem distribusi listrik, kendaraan bermotor, atau sistem kontrol industri kimia atau perminyakan.
Secara umum, dalam sebuah ICS (Integrated Control System), hal pertama yang perlu dilakukan adalah mengirimkan data antara sensor dan aktuator serta sistem pengolahan level 1. Jarak transmisi dapat bervariasi dari beberapa meter hingga beberapa ratus meter; transmisi bahkan dapat dilakukan pada jarak yang jauh lebih besar untuk sistem telemetri.
Pada level ini dibahas tentang fieldbus; protokol seperti Modbus, Profibus, Asi-bus, dan DeviceNet adalah contohnya .
Metode transmisi yang umum meliputi radio, GSM, atau tautan RS232 atau RS485. Sekadar mengingatkan, metode ini juga tidak memerlukan protokol komputer apa pun dan dapat dijalankan hanya dengan mengirimkan sinyal listrik ke input PLC.
Transmisi data dilakukan melalui Ethernet, baik dalam versi non-deterministik klasik maupun dalam versi yang disebut real-time. Pertukaran pada level yang lebih tinggi (di atas level 2) umumnya didasarkan pada protokol komputer tradisional seperti Ethernet atau Wi-Fi dan TCP/IP.
Sejak tahun 1990-an, telah terjadi konvergensi protokol yang awalnya menggunakan Ethernet 802.3, kemudian di mana pun aspek waktu nyata tidak kritis, menggunakan IP, yang juga memungkinkan penggunaan peralatan Wi-Fi. Peralatan jaringan IP tersebar luas, mudah diterapkan , relatif murah, dan dikenal luas oleh administrator.
Teknologi ini memfasilitasi koneksi sistem manufaktur dengan sistem TI perusahaan untuk manajemen produksi yang lebih baik. Perlu juga dicatat bahwa konvergensi ini tidak terbatas pada aspek ICS dan manajemen bisnis, tetapi juga mencakup layanan suara (VoIP), televisi, pengawasan video, dan banyak layanan lainnya yang menggunakan jaringan IP.
Hal ini menjelaskan peningkatan signifikan kerentanan perusahaan terhadap serangan siber.
Protokol fieldbus yang tidak menggunakan TCP/IP atau bahkan Ethernet, seperti antarmuka aktuator/sensor (AS-i) yang disajikan di bawah ini, tidak rentan terhadap serangan dari Internet. Demikian pula, jaringan yang menggunakan protokol Ethernet tetapi bukan TCP/IP (seperti Profinet RT) sampai batas tertentu kurang rentan.
Permasalahan praktis berikut ini sangat penting: bagaimana meningkatkan keamanan sistem kendali industri (ICS) dalam menghadapi risiko seperti kegagalan peralatan teknis, sensor, dan aktuator, kesalahan manusia, dan aktivitas yang ditargetkan yang merusak, seperti serangan siber dan sabotase.
Solusi yang ada saat ini tidak memadai karena hanya menangani ancaman tertentu. Tidak ada jawaban holistik untuk tantangan keamanan.
Salah satu aspek dari topik ini adalah mengembangkan metode yang efektif untuk mengidentifikasi pelanggaran terhadap sistem kontrol, yang terdiri dari modifikasi jahat pada algoritma kontrol atau parameternya.
2. Modbus
Modbus adalah salah satu protokol kontrol industri paling awal. Protokol ini diperkenalkan pada tahun 1979 untuk komunikasi otomatis berbasis PC dan menggunakan konektivitas serial. Pada tahun 1990-an, Modbus berkembang pesat, dan untuk meningkatkan kompatibilitas dengan sistem kontemporer, versi untuk jaringan TCP/IP, yang dinamakan Modbus/TCP, diperkenalkan pada tahun 1999.
Saat ini, protokol ini termasuk yang paling banyak digunakan di berbagai industri, termasuk infrastruktur penting.
Ada tiga kategori implementasi Modbus:
- Modbus serial menggunakan tautan RS232 atau RS485, dalam versi RTU dan ASCII (byte dikodekan pada dua karakter heksadesimal), menggunakan berbagai cara transmisi fisik (kabel listrik, serat optik, radio, dll.);
- Modbus+ melalui HDLC (kontrol tautan data tingkat tinggi) menggunakan jaringan token-passing berkecepatan tinggi;
- Modbus TCP/IP melalui Ethernet.
Versi TCP/IP biasanya digunakan antara level 1 dan 2, memfasilitasi komunikasi antara PLC dan sistem pengawasan, sedangkan versi RTU digunakan antara level 0 dan 1 untuk menghubungkan PLC dengan Perangkat Elektronik Cerdas (IED) .
Trennya mengarah pada generalisasi TCP/IP, bahkan pada tingkat yang paling mendasar.
Fungsi-fungsi fundamental memungkinkan pembacaan atau penulisan kata dari memori slave, sedangkan frame berisi kode fungsi dan data yang sesuai.
Protokol Modbus tidak aman, isi frame (Gambar 2) mudah diakses, dan dapat dengan mudah dimodifikasi. Selain itu, karena beberapa perintah dapat dikeluarkan dalam mode siaran (dikirim ke semua penerima), serangan penolakan layanan (DoS) dapat dengan mudah dilakukan.
Kerentanan Modbus menjadi semakin mengkhawatirkan karena digunakan di atas TCP/IP .
3. Profibus dan Profinet
Profibus (PROcess Field BUS) adalah standar komunikasi fieldbus yang dipromosikan pada tahun 1989 oleh Kementerian Pendidikan dan Riset Jerman dan sebuah asosiasi yang terdiri dari beberapa lembaga dan industri termasuk Siemens.
Protokol ini berbasis pada komunikasi serial melalui kabel (RS-485) atau serat optik . Ini adalah protokol master-slave seperti Modbus, tetapi sedikit lebih canggih, dengan prosedur untuk bergabung ke jaringan dan validasi waktu.
Profinet adalah standar berbasis Profibus yang mengadopsi Ethernet sebagai antarmuka fisik untuk koneksi, bukan RS485, dan memiliki sistem pengulangan berbasis token untuk menyediakan fungsionalitas waktu nyata, memodifikasi protokol dalam sebagian kecil waktu dengan periodisitas tertentu, sementara sisa periode beroperasi dalam Ethernet 802.3 konvensional.
Profinet menawarkan fungsionalitas TCP/IP lengkap untuk transmisi data, yang memungkinkan aplikasi untuk menggunakannya dengan jaringan nirkabel dan transfer berkecepatan tinggi . Peralatan yang menggunakan Profinet berorientasi pada keandalan dan komunikasi waktu nyata.
Gambar 4 menunjukkan arsitektur Profinet.
Profinet tidak memiliki fitur keamanan bawaan. Fungsionalitas yang terintegrasi dalam protokol ini berfokus pada peningkatan ketersediaan sistem dan keandalan operasional. Untuk mencegah potensi serangan pada jaringan Profinet, perlu dilakukan segmentasi jaringan, Virtual LAN (VLAN), atau memperkenalkan DMZ (zona demiliterisasi).
KONTEN PREMIUM
Kategori “Otomasi Industri” menjelaskan penggunaan sistem kontrol dan teknologi informasi untuk mengurangi kebutuhan tenaga kerja manusia dalam produksi barang dan jasa. Puluhan artikel menjelaskan berbagai metode kontrol motor listrik, berbagai aplikasi PLC dan Variable Speed Drives, SCADA, DCS, RTU, dan lain sebagainya.
