Безопасность промышленных систем управленияSyllabus

Subject code

İF-61416y

Credits

5

Student workload

90

Semester

Autumn semester

Academic year

4

Subject type

Mandatory

Form of education

Full-time

Language of instruction

Russian

In-class hours

a)30 часов - лекция b)15 часов -семинар b) 15 часов - лаборатория

Out-of-class hours

a) 60 часов – самостоятельная работа b) 30 часов- Проектная работа или часы консультаций

Дисциплина посвящена изучению принципов и методов обеспечения кибербезопасности промышленных систем управления (ics). рассматриваются архитектура и компоненты промышленных систем, основные угрозы, уязвимости и сценарии кибератак, а также особенности защиты промышленных сетей и протоколов. особое внимание уделяется контролю доступа, сегментации сетей, мониторингу, обнаружению и предотвращению атак, защите scada-систем и промышленного оборудования, а также обеспечению конфиденциальности, целостности и доступности промышленных процессов.

• laboratory work
• interactive discussion
• lecture
• problem-based learning

1. 1

   CLO 1: Олжны понимать различия между it- и ot-средами, знать протоколы, используемые в ot-системах, и принципы их функционирования.

2. 2

   CLO 2: Должны уметь выявлять уязвимости в системах критической инфраструктуры и овладеть методами их устранения.

3. 3

   CLO 3: Должны быть знакомы с такими системами, как plc, dcs, rtu, hmi, avr, применяемыми в критической инфраструктуре

4. 4

   CLO 4: Должны уметь определять потенциальные киберугрозы в критической инфраструктуре и проводить анализ рисков.

5. 5

   CLO 5: Должны знать, как применять меры кибербезопасности, используемые в it-среде, к ot-среде.

6. 6

   CLO 6: Должны уметь анализировать инциденты, происходящие в критической инфраструктуре, и знать, какие шаги предпринимать для выявления их первопричины.

1. 1.
   Общий обзор промышленных систем управленияLecture

   В рамках данной темы изучаются понятие, назначение и роль промышленных систем управления (псу) в функционировании критической инфраструктуры. рассматриваются основные компоненты и системы, участвующие в управлении промышленными процессами, их функции и взаимосвязи. объясняются основные различия между it- и ot-средами с точки зрения архитектуры, операционных целей, приоритетов безопасности и особенностей управления. также проводится систематическое сравнение it- и ot-сред и рассматриваются специфические характеристики промышленных систем.

2. 2.
   Общая архитектура псуLecture

   В рамках данной темы изучаются общая архитектура промышленных систем управления и основные структурные уровни. на основе модели purdue рассматриваются уровни промышленной сети, системы и устройства, расположенные на этих уровнях, а также взаимосвязи между ними. изучаются основные проектные решения и эксплуатационные требования, учитываемые при разработке архитектуры псу. также рассматриваются размещение основных промышленных устройств в архитектуре, принципы их работы и характерные особенности.

3. 3.
   Комплексное управление рискамиLecture

   В рамках данной темы изучается процесс комплексного управления рисками в промышленных системах управления и его основные этапы. рассматриваются идентификация информационных и операционных активов, а также принципы определения их значимости и критичности. изучаются характеристики системы на основе её архитектуры, функций, компонентов и операционной среды. также рассматриваются вопросы выявления потенциальных угроз и анализа рисков, способных оказать воздействие на систему, с использованием методов моделирования угроз.

4. 4.
   Современная архитектура псуLecture

   В рамках данной темы изучаются современные архитектурные подходы к построению промышленных систем управления и их особенности с точки зрения безопасности. рассматривается взаимодействие различных систем, сетевых уровней и механизмов безопасности в современной среде псу. объясняются принципы модели многоуровневой защиты defense in depth (did) и её применение в промышленных системах. также изучается размещение различных средств контроля безопасности на нескольких уровнях защиты и их роль в формировании единой архитектуры безопасности.

5. 5.
   Оборудование среды псуLecture

   В рамках данной темы изучается основное оборудование, используемое при построении среды промышленных систем управления (псу), и его функции. рассматриваются принципы работы таких основных промышленных устройств, как plc, rtu, dcs, hmi, промышленные серверы, датчики и исполнительные механизмы. объясняется их роль в мониторинге, управлении и автоматизации промышленных процессов. также изучается взаимодействие различных устройств псу и их интеграция в единую промышленную среду управления.

6. 6.
   Вопросы безопасности виртуальных средLecture

   В рамках данной темы изучается применение технологий виртуализации в средах промышленных систем управления (псу) и их особенности с точки зрения безопасности. рассматривается использование виртуальных машин, гипервизоров и виртуальных сетей в промышленных системах, а также предоставляемые ими возможности. объясняются основные риски и уязвимости, которые могут возникать в виртуализированных средах псу. также изучаются изоляция виртуальных ресурсов, контроль доступа, защита конфигураций и основные меры безопасности для обеспечения защищённости виртуальной среды.

7. 7.
   Промышленная демилитаризованная зона (idmz)Lecture

   В рамках данной темы изучается понятие промышленной демилитаризованной зоны (idmz), её назначение и роль в обеспечении безопасности между it- и ot-сетями. объясняется расположение IDMZ в архитектуре промышленной сети и её функция по ограничению прямого взаимодействия между сетями. рассматриваются основные этапы проектирования idmz, принципы определения зон безопасности и потоков данных. также изучаются основные средства контроля безопасности, применяемые в среде idmz, и вопросы организации безопасного обмена данными.

8. 8.
   Безопасная архитектура псуLecture

   В рамках данной темы изучаются принципы построения сетевой архитектуры промышленных систем управления с учётом требований безопасности. рассматриваются подходы к разделению сетей в среде псу на зоны и уровни безопасности, ограничению взаимодействия между системами и управлению потоками данных. изучается роль сетевой сегментации, многоуровневой защиты и принципа минимально необходимых привилегий в формировании безопасной архитектуры. также рассматриваются вопросы обеспечения соответствия между требованиями эксплуатационной непрерывности промышленных систем и требованиями безопасности.

9. 9.
   Анализ проблем кибербезопасности в псуLecture

   В рамках данной темы изучаются основные проблемы кибербезопасности, существующие в промышленных системах управления, и причины их возникновения. рассматриваются специфические особенности сред псу, такие как длительный жизненный цикл оборудования, устаревшие технологии, ограниченные возможности обновления и высокие требования к доступности. объясняются характерные для промышленных систем уязвимости и киберугрозы, а также их потенциальное влияние на производственные процессы. также рассматриваются эксплуатационные и технологические ограничения, которые необходимо учитывать при внедрении мер безопасности в средах псу.

10. 10.
    Определение и управление безопасным взаимодействием между зонами безопасностиLecture

    В рамках данной темы изучаются принципы определения и безопасного управления взаимодействием между различными зонами безопасности в промышленных системах управления. рассматриваются определение потоков данных между зонами, ограничение разрешённых соединений и применение средств контроля безопасности. объясняются методы сбора и централизованного хранения данных мониторинга из различных источников для отслеживания событий безопасности. также изучается использование собранных данных для оценки безопасности взаимодействия между зонами и выявления потенциальных угроз.

11. 11.
    Пассивный мониторинг безопасностиLecture

    В рамках данной темы изучаются назначение, принципы и методы применения пассивного мониторинга безопасности в промышленных системах управления. рассматриваются процессы сбора, централизации и корреляции журналов событий из различных системных и сетевых источников. объясняется роль хост-ориентированных агентов в мониторинге активности систем и получении информации о безопасности. также изучается применение siem-систем для анализа и корреляции событий безопасности и выявления потенциальных угроз.

12. 12.
    Обнаружение и анализ вредоносного программного обеспечения в ICSLecture

    В рамках данного занятия изучаются методы обнаружения вредоносного программного обеспечения в промышленных системах управления, факторы, способствующие заражению систем, и потенциальное воздействие вредоносного по на среды ics. рассматриваются принципы первичного анализа вредоносного программного обеспечения, выявления признаков его поведения и расследования событий безопасности.

13. 13.
    Промышленная кибербезопасность — поиск угрозLecture

    В рамках данной темы изучаются назначение, основные принципы и подходы к поиску угроз (threat hunting) в средах промышленных систем управления. объясняется процесс проактивного поиска скрытых и устойчивых угроз, способных обходить существующие средства контроля безопасности в среде псу. рассматриваются методы выявления потенциальных угроз на основе сетевого трафика, системных и событийных журналов, аномального поведения и других данных безопасности. также изучаются вопросы безопасного проведения threat hunting с учётом эксплуатационных особенностей промышленной среды.

14. 14.
    Различные виды оценки кибербезопасностиLecture

    В рамках данной темы изучаются основные подходы и виды оценки состояния кибербезопасности промышленных систем управления. рассматриваются этапы cyber kill chain, адаптированные к среде псу, и анализ действий злоумышленника на различных этапах цепочки атаки. объясняются процессы обнаружения, анализа, локализации и устранения инцидентов безопасности, а также восстановления систем после инцидентов. также рассматривается использование результатов оценки кибербезопасности для управления инцидентами и предотвращения будущих атак.

1. Brooks, charles j., and philip a. craig jr. practical industrial cybersecurity: ics, industry 4.0, and iiot. john wiley & sons, 2022
2. Ackerman, pascal. industrial cybersecurity: efficiently monitor the cybersecurity posture of your ICS environment. packt publishing ltd, 2021.
3. Smith, paul. pentesting industrial control systems: an ethical hacker's guide to analyzing, compromising, mitigating, and securing industrial processes. packt publishing ltd, 2021.
4. Imamverdiyev, yadigar n. "analysis OF CYBERSECURITY PROBLEMS IN PROCESS CONTROL systems."problems of information technology (2021): 16-29.