Безопасность промышленного Интернета вещей (IIoT)Sillabus

Fənn kodu

MS-1408-RU

Kredit

6

Tələbənin iş yükü

80

Semestr

Payız semestri

Akademik il

2

Fənnin tipi

Seçmə

Təhsil forması

Əyani

Tədris dili

Rus

Auditoriyadaxili saatlar

30 часов — лекции; 15 часов — семинары

Auditoriyadan kənar saatlar

40 часов — самостоятельная работа; 40 часов — аналитическая проектная работа или консультации

Дисциплина «Безопасность промышленного Интернета вещей (IIoT)» изучает принципы обеспечения безопасности технологий Интернета вещей (IoT) и промышленных систем IIoT, используемых на промышленных предприятиях. В рамках дисциплины рассматриваются архитектура IIoT, датчики, исполнительные механизмы, промышленные сети, периферийные вычисления (Edge Computing), облачные технологии и особенности их взаимодействия. Также изучаются методы выявления киберугроз и уязвимостей в системах IIoT, аутентификация и управление доступом, шифрование данных, безопасные протоколы связи, сегментация сетей, мониторинг и обнаружение атак. Особое внимание уделяется обеспечению конфиденциальности, целостности и доступности информации в промышленной среде, оценке рисков и повышению устойчивости инфраструктуры IIoT к кибератакам.

• mühazirə
• seminar

1. 1

   CLO 1: Объяснять архитектуру IIoT, её основные компоненты и различия между требованиями безопасности IT- и OT-сред.

2. 2

   CLO 2: Определять активы, угрозы и уязвимости в заданном промышленном сценарии, оценивать риски с учётом вероятности их возникновения и возможных последствий.

3. 3

   CLO 3: Сравнивать подходы к защите устройств IIoT, коммуникационных протоколов и сетей, обосновывать выбор соответствующих мер безопасности.

4. 4

   CLO 4: Анализировать меры мониторинга, реагирования на инциденты и восстановления в промышленной среде на основе заданного сценария.

5. 5

   CLO 5: Подготавливать аналитические отчёты и обоснованные рекомендации по безопасности IIoT на основе надёжных источников, представлять полученные результаты.

1. 1.
   Введение в IIoT и особенности промышленной безопасностиMühazirə

   Изучаются основные понятия и принципы промышленного Интернета вещей (IIoT), его отличия от традиционного Интернета вещей (IoT), а также особенности взаимодействия информационных (IT) и операционных (OT) технологий. Рассматриваются требования к доступности, целостности и безопасности физических производственных процессов.

2. 2.
   Архитектура IIoT и основные компонентыMühazirə

   Рассматриваются архитектура IIoT и функциональное назначение её основных компонентов: датчиков, исполнительных механизмов, программируемых логических контроллеров (PLC), человеко-машинных интерфейсов (HMI), систем SCADA и промышленных шлюзов. Изучаются принципы передачи данных и взаимодействия компонентов в промышленной инфраструктуре.

3. 3.
   Инвентаризация активов и классификация данныхMühazirə

   Изучаются методы выявления, учёта и классификации информационных и технологических активов в системах IIoT. Рассматриваются особенности управления промышленными устройствами, программным обеспечением, производственными данными и ответственностью за активы, а также определение требований к их защите.

4. 4.
   Угрозы и уязвимости в IIoTMühazirə

   Рассматриваются основные киберугрозы и уязвимости промышленных систем IIoT, включая использование слабых паролей, устаревшего программного обеспечения, неправильных конфигураций и несанкционированного доступа. Изучаются потенциальные последствия кибератак для производственных процессов, оборудования и непрерывности деятельности предприятия.

5. 5.
   Оценка рисков в промышленной средеMühazirə

   Изучаются методы выявления, анализа и оценки рисков информационной безопасности в промышленных системах. Рассматриваются вероятность возникновения угроз, масштаб потенциального ущерба, влияние инцидентов на персонал, оборудование и производственные процессы, а также принципы приоритизации рисков и выбора мер по их снижению.

6. 6.
   Промышленные коммуникации и безопасность протоколовMühazirə

   Рассматриваются особенности промышленных коммуникационных протоколов Modbus/TCP и OPC UA, их назначение и применение в системах автоматизации. Изучаются механизмы аутентификации, обеспечения целостности и шифрования данных, а также особенности защиты промышленного обмена информацией от перехвата, подмены и несанкционированного вмешательства.

7. 7.
   MQTT и защита обмена данными в IIoTMühazirə

   Изучаются принципы работы протокола MQTT, архитектура взаимодействия издателей, подписчиков и брокеров сообщений. Рассматриваются применение TLS, управление правами доступа, защита каналов передачи и обеспечение достоверности данных при обмене информацией между промышленными устройствами и информационными системами

8. 8.
   Сегментация сетей IIoTMühazirə

   Рассматриваются принципы разделения IT- и OT-сетей, организация зон безопасности, применение демилитаризованных зон (DMZ) и построение многоуровневой защиты промышленной инфраструктуры. Изучаются методы ограничения сетевых соединений, уменьшения поверхности атаки и предотвращения распространения угроз между сегментами сети.

9. 9.
   Идентификация и управление удалённым доступомMühazirə

   Изучаются методы идентификации промышленных устройств и пользователей, механизмы аутентификации и авторизации, принцип минимальных привилегий и многофакторная аутентификация (MFA). Рассматриваются безопасная организация удалённого доступа, управление правами поставщиков и сервисных специалистов, а также контроль привилегированных учётных записей.

10. 10.
    Безопасность устройств и микропрограммного обеспеченияMühazirə

    Рассматриваются методы обеспечения безопасности промышленных устройств и встроенного программного обеспечения. Изучаются безопасная конфигурация, проверка подлинности обновлений, технология безопасной загрузки (Secure Boot), защита интерфейсов управления и предотвращение несанкционированного физического доступа к оборудованию.

11. 11.
    Безопасность беспроводных соединений IIoTMühazirə

    Изучаются особенности защиты беспроводных сенсорных сетей и каналов связи, используемых в промышленной среде. Рассматриваются угрозы перехвата данных, подмены сообщений, радиоэлектронных помех и несанкционированного подключения устройств. Анализируются методы защиты беспроводных коммуникаций и критерии выбора безопасных решений с учётом надёжности и производственных требований.

12. 12.
    Периферийные вычисления и интеграция с облачными системамиMühazirə

    Рассматриваются принципы применения периферийных вычислений (Edge Computing) и облачных технологий в инфраструктуре IIoT. Изучаются передача данных между устройствами, шлюзами и облачными платформами, безопасное хранение информации, управление доступом и распределение ответственности за защиту данных. Анализируются риски интеграции локальных промышленных систем с облачной инфраструктурой.

13. 13.
    Мониторинг безопасности и обнаружение событийMühazirə

    Изучаются методы мониторинга промышленной инфраструктуры, регистрации событий, анализа журналов и выявления подозрительной активности. Рассматриваются пассивный мониторинг сетевого трафика, настройка оповещений, анализ ложноположительных срабатываний и применение инструментов обнаружения угроз. Особое внимание уделяется функциям центра мониторинга безопасности (SOC) в промышленной среде.

14. 14.
    Реагирование на инциденты, резервное копирование и восстановлениеMühazirə

    Рассматриваются основные этапы реагирования на инциденты информационной безопасности: обнаружение, уведомление, анализ, локализация, устранение последствий и восстановление. Изучаются принципы резервного копирования конфигураций и данных, восстановления работоспособности промышленных устройств, обеспечения непрерывности производства и координации действий при возникновении критических ситуаций.

15. 15.
    Стандарты и обоснование мер безопасности IIoTMühazirə

    Изучаются международные стандарты и рекомендации по обеспечению безопасности промышленных систем, включая серию ISA/IEC 62443 и подходы NIST. Рассматриваются оценка соответствия требованиям безопасности, определение приоритетных мер защиты, выбор поставщиков оборудования и программного обеспечения, а также разработка комплексной концепции защиты инфраструктуры IIoT на основе оценки рисков.

1. Stouffer, K. и др. Guide to Operational Technology (OT) Security. NIST SP 800-82 Rev. 3, 2023. Основной источник по архитектуре OT, рискам, защите сетей и мерам безопасности.
2. Fagan, M., Megas, K. N., Scarfone, K., Smith, M. IoT Device Cybersecurity Capability Core Baseline. NISTIR 8259A, 2020. Базовые требования к возможностям обеспечения кибербезопасности устройств IoT.
3. ISA. ISA/IEC 62443 Series of Standards. Официальный обзор серии стандартов. Введение в оценку рисков, безопасность систем и компонентов. Получение полных текстов стандартов может требовать отдельной лицензии.
4. Banks, A., Briggs, E., Borgendale, K., Gupta, R. (ред.). MQTT Version 5.0. Стандарт OASIS, 7 марта 2019 года. Выбранные разделы, посвящённые основам протокола и вопросам безопасности.
5. OPC Foundation. OPC 10000-2: OPC Unified Architecture — Part 2: Security Model. Официальная онлайн-документация. Выбранные материалы по модели безопасности OPC UA.