Το μοντέλο Purdue είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη αναφορά για τη θεώρηση της αρχιτεκτονικής βιομηχανικών δικτύων. Οργανώνει μια εγκατάσταση σε επίπεδα, από τη φυσική διεργασία στη βάση έως την εταιρική πληροφορική στην κορυφή, και δίνει στις ομάδες ένα κοινό λεξιλόγιο για το πού βρίσκονται τα συστήματα και πώς θα πρέπει να συνδέονται.
Αυτό το άρθρο εξηγεί τα επίπεδα με απλούς όρους, εστιάζει στο όριο IT/OT όπου βρίσκονται οι περισσότερες αποφάσεις ασφάλειας, και είναι ειλικρινές σχετικά με το πού το μοντέλο καταπονείται υπό τις σύγχρονες, συνδεδεμένες στο cloud λειτουργίες.
01Βασικά συμπεράσματα
- 01
Το μοντέλο Purdue οργανώνει τα βιομηχανικά συστήματα σε επίπεδα, από τη φυσική διεργασία έως την εταιρική πληροφορική.
- 02
Το όριο IT/OT, που συχνά υλοποιείται ως DMZ στο επίπεδο 3.5, είναι εκεί όπου βρίσκονται οι πιο σημαντικοί έλεγχοι ασφάλειας.
- 03
Το μοντέλο αντιστοιχίζεται με φυσικό τρόπο στις ζώνες και τους αγωγούς (conduits) του IEC 62443, δίνοντας δομή στην κατάτμηση.
- 04
Η σύγχρονη συνδεσιμότητα, η ανάλυση δεδομένων στο cloud και η απομακρυσμένη πρόσβαση καταπονούν την αυστηρή ιεραρχία και απαιτούν σκόπιμους ελέγχους ορίων.
- 05
Χρησιμοποιούμενο ως χάρτης παρά ως επιταγή, το μοντέλο εξακολουθεί να καθοδηγεί πού να μειώσετε τη δυνατότητα προσέγγισης και να επιβάλετε κατεύθυνση.
02Τι είναι το μοντέλο Purdue
Το μοντέλο Purdue, που προέρχεται από την Αρχιτεκτονική Αναφοράς Επιχειρήσεων Purdue (Purdue Enterprise Reference Architecture), διαιρεί ένα βιομηχανικό περιβάλλον σε λειτουργικά επίπεδα. Κάθε επίπεδο αντιπροσωπεύει μια στρώση της λειτουργίας, από τους αισθητήρες και τους ενεργοποιητές που αγγίζουν τη φυσική διεργασία έως τα επιχειρησιακά συστήματα που διαχειρίζονται την επιχείρηση.
Η αξία του είναι η κοινή κατανόηση. Όταν όλοι συμφωνούν σε ποιο επίπεδο ανήκει ένα σύστημα, οι συζητήσεις για την κατάτμηση, τη ροή δεδομένων και τον κίνδυνο γίνονται συγκεκριμένες αντί για αφηρημένες.
Το μοντέλο Purdue είναι ένας χάρτης της εγκατάστασης: λέει πού ανήκουν τα συστήματα και με ποιους γείτονες θα πρέπει να επικοινωνούν.
03Τα επίπεδα, 0 έως 5
- Επίπεδο 0 - Διεργασία
- Ο φυσικός εξοπλισμός: αισθητήρες, ενεργοποιητές και η ίδια η διεργασία.
- Επίπεδο 1 - Βασικός έλεγχος
- Ελεγκτές όπως PLC και RTU που οδηγούν άμεσα τη διεργασία.
- Επίπεδο 2 - Εποπτεία περιοχής
- Συστήματα SCADA, HMI και εποπτικά συστήματα που χρησιμοποιούν οι χειριστές για τη λειτουργία μιας περιοχής.
- Επίπεδο 3 - Λειτουργίες εγκατάστασης
- Συστήματα λειτουργιών παραγωγής, historians και διαχείριση παραγωγής σε επίπεδο εγκατάστασης.
- Επίπεδο 3.5 - DMZ IT/OT
- Η αποστρατικοποιημένη ζώνη (demilitarized zone) που διαμεσολαβεί την κυκλοφορία μεταξύ OT και IT, όπου τα δεδομένα ανταλλάσσονται χωρίς άμεσες συνδέσεις κατά μήκος του ορίου.
- Επίπεδα 4-5 - Επιχείρηση
- Επιχειρησιακή εφοδιαστική και εταιρική πληροφορική, συμπεριλαμβανομένων των ERP, email και του ευρύτερου εταιρικού δικτύου.
04Το DMZ IT/OT στο επίπεδο 3.5
Η πιο σημαντική ιδέα ασφάλειας στο μοντέλο είναι ότι το OT και το IT δεν θα πρέπει να συνδέονται άμεσα. Αντ' αυτού, συναντώνται σε ένα DMZ στο επίπεδο 3.5, όπου ενδιάμεσα συστήματα διαμεσολαβούν τα δεδομένα ώστε κανένας κόμβος (host) από τη μία πλευρά να μην φτάνει απευθείας στην άλλη.
Εδώ συνήθως βρίσκονται οι δίοδοι δεδομένων (data diodes), οι μονόδρομες πύλες (unidirectional gateways) και οι διαμεσολαβημένες υπηρεσίες. Το DMZ είναι το πιο καθοριστικό όριο σε ένα βιομηχανικό δίκτυο, επειδή είναι η διαδρομή που ένας επιτιθέμενος από την εταιρική πλευρά πρέπει να διασχίσει για να φτάσει στις λειτουργίες.
05Πώς αντιστοιχίζεται στις ζώνες του IEC 62443
Τα επίπεδα Purdue μεταφράζονται καθαρά σε ζώνες και αγωγούς (conduits) του IEC 62443. Τα επίπεδα γίνονται ζώνες ομαδοποιημένες κατά εμπιστοσύνη και συνέπεια, και οι συνδέσεις μεταξύ τους γίνονται αγωγοί που πρέπει να ελέγχονται σκόπιμα.
Η χρήση των δύο μαζί είναι ισχυρή: το μοντέλο Purdue σας λέει πού βρίσκονται τα συστήματα, και το μοντέλο ζωνών-και-αγωγών σας λέει πώς να επιβάλετε τα όρια μεταξύ τους. Το ένα παρέχει τον χάρτη, το άλλο την πειθαρχία ελέγχου.
06Πού καταπονείται το μοντέλο
Η αυστηρή ιεραρχία υποθέτει ότι τα δεδομένα κινούνται επίπεδο προς επίπεδο. Οι σύγχρονες λειτουργίες σπάνε αυτή την υπόθεση: η ανάλυση δεδομένων στο cloud θέλει δεδομένα από το επίπεδο 3 απευθείας, οι απομακρυσμένοι προμηθευτές θέλουν πρόσβαση βαθιά μέσα στην εγκατάσταση, και οι συσκευές IIoT επικοινωνούν με το διαδίκτυο από χαμηλά επίπεδα.
- Συνδεσιμότητα στο cloud που παρακάμπτει την τακτική ανάβαση μέσα από κάθε επίπεδο.
- Απομακρυσμένη πρόσβαση και πρόσβαση προμηθευτών που φτάνει βαθιά μέσα στο OT για υποστήριξη.
- Αισθητήρες IIoT που επικοινωνούν προς τα έξω χωρίς να σέβονται την ιεραρχία.
- Επίπεδα (flat) δίκτυα όπου τα επίπεδα υπάρχουν στα χαρτιά αλλά όχι στην καλωδίωση.
Αυτές οι πιέσεις δεν καθιστούν το μοντέλο άχρηστο· καθιστούν τα όριά του πιο σημαντικά. Το ερώτημα γίνεται πώς να επιτραπούν οι νέες ροές χωρίς να διαλυθεί ο διαχωρισμός που το μοντέλο προστάτευε.
07Εφαρμογή ελέγχων ανά επίπεδο
Το μοντέλο είναι πιο χρήσιμο όταν καθοδηγεί τις αποφάσεις σχετικά με τη δυνατότητα προσέγγισης. Κάθε όριο μεταξύ επιπέδων είναι ένα σημείο όπου πρέπει να αναρωτηθείτε τι πρέπει να διασχίσει, προς ποια κατεύθυνση, και πόσο συχνά.
Για όρια που θα πρέπει να είναι μονόδρομα ή να συνδέονται μόνο διακοπτόμενα, ένα μοτίβο ελεγχόμενης συνδεσιμότητας AIRGAPNET μπορεί να επιβάλει τον διαχωρισμό που το μοντέλο επιδιώκει, διατηρώντας τα δεδομένα να ρέουν προς τα πάνω ενώ αποτρέπει την προσέγγιση προς τα κάτω. Το μοντέλο εντοπίζει το όριο· ο έλεγχος το κάνει πραγματικό.
08Καταληκτική σκέψη
Το μοντέλο Purdue αντέχει στον χρόνο επειδή δίνει στις βιομηχανικές ομάδες έναν κοινό χάρτη. Ακόμη και καθώς το cloud και η απομακρυσμένη πρόσβαση περιπλέκουν την εικόνα, τα επίπεδα εξακολουθούν να σας λένε πού βρίσκονται τα καθοριστικά όρια και ποιον διαχωρισμό προσπαθείτε να διατηρήσετε.
Αντιμετωπίστε το ως οδηγό, όχι ως κλουβί. Χρησιμοποιήστε τα επίπεδα για να εντοπίσετε τα όριά σας, αντιστοιχίστε τα σε ζώνες και αγωγούς, και επιβάλετε τα πιο σημαντικά, ιδίως το DMZ IT/OT, με ελέγχους που ταιριάζουν στη ροή δεδομένων.
FAQΣυχνές ερωτήσεις
Τι είναι το μοντέλο Purdue;
Το μοντέλο Purdue είναι μια αρχιτεκτονική αναφοράς που οργανώνει ένα βιομηχανικό περιβάλλον σε λειτουργικά επίπεδα, από τη φυσική διεργασία στο επίπεδο 0 έως την εταιρική πληροφορική στα επίπεδα 4 και 5. Δίνει στις ομάδες OT ένα κοινό λεξιλόγιο για το πού βρίσκονται τα συστήματα και πώς συνδέονται.
Ποια είναι τα επίπεδα του μοντέλου Purdue;
Το επίπεδο 0 είναι η φυσική διεργασία, το επίπεδο 1 ο βασικός έλεγχος όπως τα PLC, το επίπεδο 2 η εποπτεία περιοχής όπως τα SCADA και τα HMI, το επίπεδο 3 οι λειτουργίες εγκατάστασης και οι historians, το επίπεδο 3.5 το DMZ IT/OT, και τα επίπεδα 4 και 5 η επιχειρησιακή δραστηριότητα και η εταιρική πληροφορική.
Τι είναι το DMZ IT/OT στο επίπεδο 3.5;
Είναι μια αποστρατικοποιημένη ζώνη (demilitarized zone) όπου το OT και το IT ανταλλάσσουν δεδομένα μέσω ενδιάμεσων συστημάτων αντί για άμεσες συνδέσεις. Είναι εκεί όπου συνήθως βρίσκονται οι δίοδοι δεδομένων, οι μονόδρομες πύλες και οι διαμεσολαβημένες υπηρεσίες, και το πιο καθοριστικό όριο στο δίκτυο.
Πώς σχετίζεται το μοντέλο Purdue με το IEC 62443;
Τα επίπεδα Purdue αντιστοιχίζονται καθαρά στις ζώνες και τους αγωγούς (conduits) του IEC 62443. Το μοντέλο Purdue σας λέει πού βρίσκονται τα συστήματα, και το μοντέλο ζωνών-και-αγωγών σας λέει πώς να επιβάλετε τα όρια μεταξύ τους.
Παραμένει σχετικό το μοντέλο Purdue με το cloud και το IIoT;
Ναι, αν και η σύγχρονη συνδεσιμότητα καταπονεί την αυστηρή του ιεραρχία. Η ανάλυση δεδομένων στο cloud, η απομακρυσμένη πρόσβαση και το IIoT παρακάμπτουν τη ροή επίπεδο προς επίπεδο, γεγονός που καθιστά τα όρια του μοντέλου πιο σημαντικά να επιβάλλονται σκόπιμα, όχι λιγότερο.
SRCΕπίσημες πηγές
Από τον χάρτη στο επιβεβλημένο όριο
Βρείτε τα όριά σας και μετά κάντε τα πραγματικά.
Χρησιμοποιήστε τα επίπεδα Purdue για να εντοπίσετε τα πιο καθοριστικά όριά σας, και μετά επιβάλετε το DMZ IT/OT και τις μονόδρομες ροές με ελέγχους που ταιριάζουν σε κάθε ροή δεδομένων.