Purdue Model for ICS Security

What is the Purdue Model for ICS Security?

1990년대에 개발된 Purdue PERA(Enterprise Reference Architecture)의 일부인 Purdue Reference Model은 CIM(Computer-Integrated Manufacturing), 즉 컴퓨터를 사용하여 전체 생산 프로세스를 제어하는 참조 데이터 흐름 모델입니다.

Purdue 참조 모델 "95"는 최종 사용자, 통합업체 및 공급업체가 엔터프라이즈 네트워크 및 프로세스 인프라의 주요 계층에서 애플리케이션을 통합하기 위해 협업할 수 있는 엔터프라이즈용 모델을 제공합니다.

Purdue Reference Model은 ISA-99에 의해 채택되었으며 ICS 네트워크 분할을 위한 개념 모델로 사용되었습니다. 일반적인 산업 제어 시스템(ICS)(ICS)의 모든 주요 구성 요소의 상호 연결 및 상호 종속성을 보여주며, ICS 아키텍처를 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT) 의 두 영역으로 나누고 이러한 영역을 레벨 0부터 시작하여 6개 수준으로 세분화합니다.

At the base of the Purdue model is the OT, the systems used in critical infrastructures and manufacturing to monitor and control physical equipment and operational processes. In the Purdue Model, this is separate from the IT zone, which can be found at the top of the model. In between, we find a DMZ to separate and control access between the IT and OT zones. Within the zones, we find separate layers describing the industrial control components found in each layer, including:

• 레벨 0: 레벨 0에는 제품을 빌드하는 물리적 구성 요소가 포함됩니다. Level 0 디바이스에는 모터, 펌프, 센서, 밸브 등이 포함됩니다.
• Level 1: Level 1 is composed of systems that monitor and send commands to the devices at Level 0. Examples include Programmable Logic Controllers (PLCs), Remote Terminal Units (RTUs), and Intelligent Electronic devices (IEDs).
• 레벨 2: Level 2에는 시스템 내의 전체 프로세스를 제어하는 디바이스가 있습니다. 예를 들어, HMA(인간-기계 인터페이스) 및 SCADA 소프트웨어를 통해 인간은 프로세스를 모니터링하고 관리할 수 있습니다.
• 레벨 3: 레벨 3은 프로덕션 워크플로우 관리를 지원합니다. 예를 들어 배치 관리, 제조 운영 관리/제조 실행 시스템(MOMS/MES) 및 데이터 히스토리언이 있습니다.
• Industrial DMZ (iDMZ) Zone: The iDMZ creates a barrier between the IT and OT networks.  Solutions like jump boxes can provide limited access to ICS systems from IT environments, but this buffer can also help prevent infections within the IT environment from spreading to OT systems and vice versa.
• Level 4: At Level 4, systems like Enterprise Resource Planning (ERP) software, databases, email servers and other systems manage the logistics of the manufacturing operations and provide communications and data storage.
• 레벨 5: 레벨 5는 엔터프라이즈 네트워크입니다. ICS 환경은 아니지만 이 네트워크는 비즈니스 의사 결정을 위해 ICS 시스템에서 데이터를 수집합니다.

Is the Purdue Reference Model Still Relevant?

1990년대에 처음 개발된 모델이 ICS 네트워크 보안과 여전히 관련이 있습니까? 오늘날 OT 보안과 관련이 있는 것과 그렇지 않은 것은 무엇입니까? 정답은 상황에 따라 다르다는 것입니다. OT 네트워크의 얼마나 많은 부분이 여전히 모델에 설명된 기술을 사용하고 있습니까? 현재 산업용 사물인터넷(IoT) (IIoT) 디바이스와 같은 최신 시스템을 사용하고 있습니까?

One advantage of the Purdue model is its hierarchy. System components are clearly defined and components are grouped into distinct layers. Borders between the layers are logical places for network segmentation to control access between the layers. The model may not exactly fit your current OT network but is still a good starting point for securing an OT network.

기존 Purdue Reference Model의 한 가지 과제는 IIoT 디바이스입니다. 최신 ICS 네트워크는 점점 더 디지털화되고 있으며 IT와 OT의 경계가 예전만큼 명확하지 않을 수 있습니다.

Purdue 모델의 6개 계층 대신 IIoT 환경에는 3가지 구성 요소 아키텍처(예: 디바이스, 필드 또는 클라우드 게이트웨이)와 서비스 백엔드가 있을 수 있습니다. 에지에서 IIoT 디바이스는 네트워크 및 제어 허브 또는 필드 또는 클라우드 게이트웨이에 무선으로 연결될 수 있습니다. 현장 및 클라우드 게이트웨이는 IIoT 데이터를 관리, 모니터링 및 분석하고 원격 사용자 관리 액세스를 위한 인터페이스를 제공하기 위해 온프레미스 또는 클라우드에서 실행되는 백엔드 서비스에 연결됩니다.

The Purdue model may not match an IIoT network architecture. However, it can still be used to create a hierarchical topology similar to that of the Purdue model to secure today’s ICS. See IoT Security Architecture for more information.

Check Point ICS Security Solution

Check Point secures ICS systems by applying a zero trust approach to allow least privileged access controls across zone boundaries like the layers defined in the Purdue model for securing ICS. This approach allows security to be applied without impacting OT operations.

Transitioning to zero trust starts with working in concert with ICS discovery vendors to find and categorize assets by manufacturer, function, network protocol usage, and cyber threat risk. Obtaining a behavioral baseline of normal  ICS asset communications enables the detection of anomalies.

IT 네트워크를 OT 네트워크에서 분할하여 측면 이동 및 측면 감염을 방지합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• Monitoring east-west communication between ICS assets.
• 세분화된 보안 규칙을 적용하여 디바이스 속성, 위험 및 OT 프로토콜을 기반으로 영역 간 트래픽을 제어합니다.
• 시스템이 사용하도록 설계되고 디바이스의 동적 그룹화를 기반으로 하는 통신 프로토콜만 사용하도록 하는 보안 규칙을 만듭니다.
• ICS 자산 및 OT 네트워크에 대한 보안 원격 액세스만 허용합니다.

취약한 시스템 및 디바이스에 대한 위협을 방지하기 위한 조치를 취합니다. 체크 포인트를 사용하면 조직은 패치되지 않은 펌웨어를 실행하는 OT 디바이스와 레거시 운영 체제를 물리적으로 패치할 필요 없이 알려진 익스플로잇으로부터 가상으로 패치할 수 있습니다.

Finally, apply advanced threat prevention in IT networks such as sandboxing and anti-phishing.

또한 엔드포인트 랜섬웨어 방지 및 EDR 솔루션을 배포하여 정교하고 표적화된 랜섬웨어 공격을 방지합니다. 이렇게 하면 랜섬웨어 파일 암호화 시도로부터 파일을 자동으로 복원하고 전체 공격 프로세스를 모니터링하여 엔드포인트 및 사용자 디바이스를 보호합니다.

즉, IT 및 OT 네트워크를 모두 보호함으로써 IT에서 OT로 또는 그 반대로 수평 이동을 방지할 수 있습니다. 자세한 내용은 ICS 보안 데모를 요청하시기 바랍니다.