物理网络系统

物理网络安全研究专家Marina Krotofil和Jason Larsen在黑猫大会和DEF CON大会上均展示了他们对如何黑客入侵化工厂的研究–内容着实引人入胜。 黑客入侵化工厂并非是天方夜谭。既然黑客已能成功入侵浓缩铀设施、智能阻击枪或同时入侵数千辆Jeep汽车，那黑客入侵化工厂又有何不可能呢。世界上现在已经没有什么东西不可以入侵的，难道说化工厂就能成为例外吗？ 而真正有趣的是：在Krotofil的展示中，她深入地探讨了黑客在成功掌控化工厂的计算机网络后，可以做的以及应该做的事情。这里引出了该项究的第一个结论：黑客入侵导致的后果并不一定是明显的。 黑客可以对已遭入侵和控制的化工厂进行多种方式的漏洞利用。其中只有一种真正容易被发现：就是黑客让工厂的正常生产陷入瘫痪，其后果显而易见。 而更巧妙的入侵方法是：小心翼翼地对化工工艺进行调整，进而让目标工厂利润降低的同时失去市场竞争力。例如，黑客可以通过微调化工工艺来降低产品质量和/或等级。对于化学品而言，最重要的参数无疑是化学纯度。 例如，纯度98%的对乙酰氨基酚成本仅为1欧元/公斤（约合1.11美元）。而纯度达到100%的对乙酰氨基酚，其成本竟高达8000欧元/公斤。显然，黑客完全可以将降低化学品纯度作为首要攻击目标，进而从目标工厂老板的竞争对手那儿获得”丰厚报酬”。 来自Positive Hack Days安全竞赛的”漏洞化工处理框架”工具 而针对物理网络系统的黑客入侵而言，想要进行漏洞利用并非易事，这正是该项研究的第二个结论。由于整个化工厂相当复杂，因此里面的许多物理和化工工艺相互依赖。就算你在这里更改了某个工艺，在其它地方也能产生同样的工艺过程。因此，要想达到自己的目的，你必须了解其中所有工艺的相互关系。 首先，你需要一名化工人员，确切地说是一名化工专家。其次，你需要建造自己的”化工厂”并进行实验。顺便提一下，在Stuxnet作者开发这一著名病毒的过程中，使用了几台真正的铀浓缩离心机。 如果你无法建造”化工厂”，那就需要创建一个软件模型然后在里面进行虚拟实验。此外，你还要明确到底要哪些设备和软件需要处理。令人意想不到的是，想要黑客入侵化工厂，网络黑客最倚靠的工具竟然是互联网，特定情况下还要用到社交网络：化工厂员工通常都会将一些与工作相关的内容发布上去。而他们发布最多的就是包含有用信息的真实屏幕截图。 就算你有真正的化工专家为你工作，并获取了所有必要信息和软件模型，这还是无法确保你一定能控制你想要的化工工艺。问题的关键在于化工厂在设计时考虑了网络安全性；例如，物理网络系统相比纯计算机系统而言，无法使用通用断工具。 这也是为什么你必须借助间接数据对参数进行调整。例如，你无法测量产品本身的纯度，因为工厂根本不需要这样的嵌入式工具，他们通常在产品生产出来以后进行测量。你需要借助温度或压力来估计纯度。因此，黑客入侵化工厂的难度并没有被高估。当然，如果你时间充裕且拥有丰富资源的话，没有什么是做不到的。 简单地说，一方面，黑客入侵复杂的物理网络系统的确很难。另一方面，一切皆有可能。而一旦化工厂不幸遭黑客入侵，其内部的复杂程度对于安全防护恰恰起到了相反的作用—化工厂因此而难以检测到恶意行为。 正如Kim Zetter在《Countdown to Zero Day》一书中谈到Stuxnet时所说的，设计这一蠕虫病毒的真正目的并非是为了破坏铀浓缩离心机，而是降低核燃料的’质量’。如果某个神通广大的人能有足够耐心而且不追求短时效果的话，恶意软件将难以被发现。