Fabriken, die seit Jahrzehnten automatisiert sind, werden jetzt mit dem Internet und anderen Netzen verbunden. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ermöglicht es Herstellern, Fabrikabläufe mithilfe von Cloud-Computing und künstlicher Intelligenz (KI) aus der Ferne zu überwachen und zu steuern. Obwohl diese innovativen Lösungen die Produktion und Effizienz von Fertigungsanlagen verbessern, birgt der Einsatz von Technologien wie IoT, Robotik und Big-Data-Analysen auch ein Sicherheitsrisiko für Ihren Betrieb. Um die Sicherheit Ihrer Systeme zu gewährleisten, müssen Sie die Bedrohungen, Risiken und Schwachstellen Ihres Betriebs kennen.
Laut dem Global Risk Report 2023 des Weltwirtschaftsforums soll neben der Cyberkriminalität auch die Zahl der Angriffe auf kritische technologiegestützte Ressourcen und Dienste wie Finanzsysteme, öffentliche Sicherheit, Verkehr, Energie, Landwirtschaft und Wasserversorgung sowie inländische, weltraumgestützte und unterseeische Kommunikationsinfrastrukturen zunehmen.
Digitalisierung in der Fertigung
Die Digitalisierung in der Fertigung ist transformativ, da sie traditionelle Produktionsmethoden durch die Integration fortschrittlicher digitaler Technologien verändert, um Effizienz, Flexibilität und Innovation zu steigern. Mit IoT, Cloud-Computing und KI können Hersteller Maschinen vernetzen, Abläufe rationalisieren und datengesteuerte Entscheidungen in Echtzeit treffen.
„2023 zielten etwa ein Viertel aller weltweiten Cyberangriffe auf Unternehmen in der Fertigungsindustrie ab. Ransomware, eine der häufigsten Arten von Cyberangriffen in diesem Sektor, traf fast alle Untersektoren, wobei die Metall- und die Automobilproduktion stärker betroffen waren.“
Statista, Cyberkriminalität und die verarbeitende Industrie weltweit – Statistiken & Fakten
Dank intelligenter Abläufe können Hersteller nun mühelos Produktionslinien, Liefernetzwerke und sogar Feedback-Schleifen der Kunden in vollständig vernetzte Ökosysteme integrieren, die über reine Automatisierung hinausgehen. Damit können nicht nur Abfälle reduziert und die Produktqualität verbessert, sondern auch schneller auf Marktanforderungen reagiert werden. Der digitale Wandel bringt jedoch auch neue Herausforderungen mit sich, insbesondere im Hinblick auf die Anpassungsbereitschaft der Arbeitnehmer und die industrielle Sicherheit.
Industrie 4.0 und Cybersicherheit
Bei Industrie 4.0 geht es um automatisierte und vernetzte intelligente Fabriken, die durch die Integration fortschrittlicher Technologien wie Cloud-Computing, Big Data, IoT und künstliche Intelligenz entstehen. Industrielle Abläufe werden durch diese digitale Revolution mehr denn je durch Innovation, Flexibilität und Effizienz verbessert. Allerdings wächst mit der zunehmenden Vernetzung von Systemen, Geräten und Netzwerken auch die Angriffsfläche, die von Cyberbedrohungen ausgenutzt werden kann. Da diese vernetzten Systeme anfälliger für Hackerangriffe sind, die die Produktion behindern, sensible Daten gefährden oder lebenswichtige Infrastrukturen zerstören könnten, gewinnt die Cybersicherheit in diesem Umfeld zunehmend an Bedeutung.
Die Schliessung der Sicherheitslücke zwischen den OT-Systemen (Operational Technology), die die physischen Maschinen verwalten, aber häufig weniger sicher sind, und den IT-Systemen (Information Technology), die sich in der Vergangenheit auf den Datenschutz konzentriert haben, ist eine grosse Herausforderung. Starke Zugangskontrolle, Netzwerksegmentierung und Echtzeitüberwachung sind wesentliche Bestandteile einer integrierten Lösung für OT-Systeme, da diese durch die Verbindung mit IT-Netzwerken immer anfälliger für Ransomware-Angriffe werden. Um diese Risiken zu bekämpfen, müssen Unternehmen ihre Sicherheitsverfahren verstärken und dafür sorgen, dass Geräte wie Industrieroboterarme und Mensch-Maschine-Schnittstellen angemessen geschützt und authentifiziert sind. Um die hybride digitale und physische Umgebung der Industrie 4.0 zu schützen, sind IT- und OT-Sicherheit gleichermassen wichtig.
Cybersicherheitsrisiken in der intelligenten Fertigung
Bevor man sich mit den Lösungen und Möglichkeiten zum Schutz intelligenter Fabriken vor Cyberbedrohungen befasst, ist es wichtig, die verschiedenen Arten von Risiken zu verstehen.
Hier sind die zehn häufigsten Cyberbedrohungen in der intelligenten Fertigung:
1. Ransomware-Angriffe
Intelligente Fertigungssysteme sind anfällig für Ransomware-Angriffe, bei denen böswillige Parteien die Kontrolle über wichtige Daten oder Systeme übernehmen und sie erst gegen eine Zahlung wieder freigeben. Dies kann zu einem Produktionsstopp führen, der hohe finanzielle Verluste und Produktivitätseinbussen nach sich zieht.
2. Industriespionage
Eines der grössten Risiken in intelligenten Fabriken ist der Diebstahl von Geschäftsgeheimnissen, geistigem Eigentum und sensiblen Daten. Cyberkriminelle können in Netzwerke eindringen, um vertrauliche Entwürfe, Produktionstechniken oder Kundeninformationen zu erbeuten, was dem Ansehen und der Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens schaden könnte.
3. Malware und Viren
In intelligenten Fabriken können sich Malware-Infektionen schnell in vernetzten Geräten und Systemen ausbreiten und Arbeitsabläufe stören, Hardware-Schäden verursachen oder die Datenintegrität gefährden. Besonders anfällig sind ältere OT-Systeme, die in der Regel nicht aktualisiert werden.
4. Schwachstellen in der Lieferkette
Digital vernetzte, komplexe Versorgungsnetze sind häufig die Grundlage für eine intelligente Fertigung. Da Hacker die Lieferkette als Einfallstor nutzen, um in wichtige Systeme einzudringen, kann ein Cyberangriff auf einen einzelnen Partner oder Lieferanten den gesamten Herstellungsprozess untergraben.
5. Unberechtigter Zugriff
Fertigungssysteme mit unzureichenden Zugangskontroll- und Authentifizierungsverfahren können von unbefugten Benutzern kompromittiert werden. Ungesicherte Remote Access Points, ungepatchte Software und schwache Passwörter können Hackern leichten Zugang zu wichtigen Computern und Abläufen verschaffen.
6. Insider-Bedrohungen
Arbeitnehmer und Auftragnehmer mit Zugriff auf private Systeme können unbeabsichtigt oder absichtlich die Sicherheit gefährden. Nachlässigkeit, böswillige Absicht oder menschliches Versagen können zu Datenkompromittierung, Systemstörungen oder Anfälligkeit für Cyberangriffe führen.
7. DDoS-Angriffe
Bei verteilten Netzwerkangriffen (Distributed Denial of Service) wird die Netzwerkinfrastruktur einer Fabrik überlastet, was zu teilweisen oder vollständigen Ausfällen führen kann. Die Produktionsaktivitäten werden durch den Ausfall der Maschinen- und Anlagenkommunikation stark beeinträchtigt.
8. Schwachstellen von IoT-Geräten
IoT-Geräte, wie Sensoren und vernetzte Maschinen, sind wichtige Bestandteile intelligenter Fabriken. Da viele IoT-Geräte über laxe Sicherheitsvorkehrungen verfügen, können Hacker sie leicht ausnutzen und so neue Zugangswege für umfassendere Angriffe auf das Netzwerk der Fabrik eröffnen.
9. Phishing und Social Engineering
Social-Engineering- und Phishing-Versuche können Mitarbeiter dazu verleiten, private Informationen preiszugeben oder auf dubiose Links zu klicken, wodurch Anmeldedaten kompromittiert oder Malware in das Produktionsnetzwerk eingeschleust werden kann.
10. Unsicherheit der Altsysteme
In vielen industriellen Umgebungen werden nach wie vor veraltete OT-Systeme eingesetzt, die nicht für die Integration in moderne IT-Netzwerke vorgesehen sind. Diese Systeme sind eine Schwachstelle in der gesamten Sicherheitsinfrastruktur, da sie häufig nicht über die erforderlichen Sicherheitsmassnahmen zur Abwehr moderner Cyberangriffe verfügen.
5 Massnahmen zur Sicherung der industriellen Cybersicherheit
Es gibt viele Tipps und Techniken, die zur Verbesserung der Netzwerksicherheit eingesetzt werden können.
1. Nutzung von KI zur Erkennung von Bedrohungen
KI ist in vielen Sektoren auf dem Vormarsch und verbessert die Fertigung und vorausschauende Wartung durch fortschrittlichere Datenanalyse und maschinelle Lernfunktionen. Sie kann auch dazu verwendet werden, Bedrohungen in der Produktion zu erkennen und zu bekämpfen. KI ist eine enorme Waffe im Bereich der Cybersicherheit, insbesondere wenn es darum geht, mögliche Risiken schnell zu erkennen und zu bekämpfen. Sie kann industrielle Kontrollsysteme (ICS) und den Netzwerkverkehr auf Unregelmässigkeiten überwachen, die auf einen Cyberangriff hindeuten könnten. KI schützt industrielle Umgebungen und minimiert Ausfallzeiten, indem sie automatisch auf Angriffe reagiert und den Zugang zu gehackten Geräten einschränkt oder bösartige Aktivitäten stoppt, bevor sie sich ausbreiten.
2. Implementierung einer Zero-Trust-Architektur
Die Prämisse der Zero-Trust-Architektur ist, dass kein System, Gerät oder Benutzer – ob innerhalb oder ausserhalb des Unternehmensnetzwerks – standardmässig vertrauenswürdig sein sollte. Mit dieser Strategie wird die Möglichkeit eines unerwünschten Zugriffs auf wichtige Systeme in der Industrie verringert, indem jede Zugriffsanfrage vor ihrer Genehmigung geprüft wird. Hersteller können die Angriffsfläche verkleinern und die Sicherheit von IT- und OT-Systemen verbessern, indem sie eine strenge Identitätsüberprüfung, eine Netzwerksegmentierung und einen Zugang mit geringsten Rechten einführen.
Eine zuverlässige und sichere Datenübertragung von OT-Geräten zu IT-basierten Cloud-Diensten ist eine grosse Herausforderung für Systemintegratoren im industriellen Internet der Dinge. Moxa beispielsweise adressiert dieses Problem mit robusten, Cloud-fähigen IIoT-Gateways und langlebiger Software, die schnelle und sichere IIoT-Lösungen bietet. Moxa stärkt die OT/IT-Sicherheit durch:
- Sicherung der Netzwerkinfrastruktur mit geräte- und schichtweisem Schutz, um einen sicheren Datenverkehr zu gewährleisten.
- Schutz Ihrer kritischen Anlagen und Netzwerke mit speziellen OT-Protokollen und Paketinspektion sowie musterbasiertem Schutz.
In Anlehnung an den IEC-62443-Standard vereint Moxa Fachwissen im Bereich industrieller Netzwerke und Cybersicherheit, verbessert kontinuierlich die Sicherheit und arbeitet mit TXOne Networks zusammen, um die Anforderungen an IT/OT-Sicherheit zu erfüllen. Moxas Angebot umfasst ein zentralisiertes Netzwerkmanagement, sichere Edge-Konnektivität und Schutz durch IPS/IDS-Systeme. Entdecken Sie die Edge-Connectivity-Geräte, darunter Protokollkonverter, Seriell-zu-Ethernet-Server und drahtlose Lösungen wie die Ethernet Switches der SDS-3008-Serie und die WLAN-Clients der AWK-Serie (IEC 62334-4-2 zertifiziert). Weitere Informationen finden Sie hier.
3. Sichere cyber-physische Systeme (CPS)
Die intelligente Fertigung stützt sich auf cyber-physische Systeme, die digitale Steuerung mit physischen Prozessen integrieren. Durch diese Vernetzung steigt allerdings auch die Gefahr, dass Cyberangriffe auch die Maschinen beeinträchtigen können. Deshalb müssen Unternehmen in eine starke Verschlüsselung, häufige Software-Updates und Echtzeitüberwachung investieren, um Schwachstellen frühzeitig zu erkennen und Angriffe zu vereiteln. Die Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit und -integrität erfordert solide Kommunikationsprotokolle zwischen physischen Geräten und ihren digitalen Gegenstücken.
4. Netzsegmentierung und Mikro-Segmentierung
Durch die Aufteilung von Netzen in kleinere, besser isolierte Zonen kann verhindert werden, dass ein Industriesystem durch eine einzige beschädigte Stelle beeinträchtigt wird. Dies wird durch Mikro-Segmentierung verstärkt, die die Auswirkungen möglicher Sicherheitsverletzungen verringert, indem fein abgestimmte Sicherheitsrichtlinien auf Workload-Ebene implementiert werden. Das ist besonders für den Schutz von OT-Systemen wichtig, die lebenswichtige Produktionsprozesse steuern und wenn sie mit grösseren IT-Netzen verbunden sind, häufig Ziel von Eindringlingen sind.
5. Regelmässige Sicherheitsprüfungen und Patching
Häufige Sicherheitsaudits helfen dabei, mögliche Schwachstellen in industriellen Systemen aufzuspüren und zu beheben. Dazu gehören die Überprüfung von Zugriffsbeschränkungen, die Sicherstellung der Einhaltung von Sicherheitsregeln und die Aktualisierung von Software-Patches. Um Sicherheitslücken zu schliessen, müssen sowohl IT- als auch OT-Systeme umgehend gepatcht werden, insbesondere bei cyber-physischen Systemen, die für den industriellen Betrieb unerlässlich sind.
Herausforderungen bei der Implementierung von Cybersicherheit in intelligenten Fabriken
Bei der Umsetzung der Cybersicherheit in intelligenten Fabriken gibt es einige Herausforderungen. Zum einen vergrössert sich die Angriffsfläche, wenn IT- und OT-Systeme integriert werden, was die Sicherung physischer Geräte und digitaler Netzwerke erschwert. Zum anderen sind ältere OT-Systeme, wenn sie an moderne IT-Netze angeschlossen sind, ungeschützt, weil ihnen häufig integrierte Sicherheitsvorkehrungen fehlen. Daher ist es schwierig, die betriebliche Effizienz aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine sichere Datenübertragung, Netzsegmentierung und Echtzeitüberwachung zu gewährleisten.
Die Cybersicherheit stellt ein grosses Hindernis für die Einführung intelligenter Fabriken dar, da es auch notwendig ist, mit Insider-Bedrohungen umzugehen, IoT-Geräte zu sichern und bei neuen Cyberbedrohungen auf dem Laufenden zu bleiben. Diese Anforderungen machen ständige Investitionen in Technologie und Ausbildung erforderlich.
Massnahmen für eine erfolgreiche Cybersicherheit in intelligenten Fabriken
Damit auch Sie Ihre intelligente Fabrik vor Cyberangriffen schützen können, stellen wir im Folgenden einige Massnahmen vor.
- Führen Sie eine Zero-Trust-Architektur ein: Ganz nach dem Motto „Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser“, sollten alle Benutzer und Geräte, die mit dem Firmennetzwerk verbunden sind, über strenge Zugangskontrollen, laufende Überwachung und Authentifizierung verfügen.
- Segmentieren Sie IT- und OT-Netzwerke: Trennen Sie IT- und OT-Systeme durch Netzwerksegmentierung, um die Möglichkeit von Seitwärtsbewegungen im Falle eines Angriffs zu verringern. Auf diese Weise werden Gefahren vermindert und lebenswichtige OT-Systeme geschützt.
- Regelmässige Sicherheitsaudits und Risikobewertungen: Um Schwachstellen in OT- und IT-Systemen zu finden, sollten regelmässig Sicherheitsaudits durchgeführt werden. Risikobewertungen können dabei helfen, die Konformität mit den Industrienormen festzustellen und wichtige Bereiche für Verbesserungen zu priorisieren.
- Setzen Sie KI zur Erkennung von Bedrohungen ein: Nutzen Sie KI und maschinelles Lernen, um Reaktionen auf mögliche Cyberbedrohungen zu automatisieren, Anomalien zu erkennen und Netzwerke in Echtzeit zu überwachen. KI kann die Cybersicherheitsabwehr stärken, indem sie Trends und mögliche Sicherheitslücken schnell erkennt.
- Sichern Sie IoT-Geräte: implementieren Sie für jedes angeschlossene IoT-Gerät eine starke Authentifizierung, Verschlüsselung und häufige Firmware-Updates, um unerwünschte Zugriffe und Manipulationen von Fabriksystemen zu verhindern.
- Schulen Sie Ihre Mitarbeitenden: Minimieren Sie Insider-Risiken, indem Sie regelmässige Schulungen zum Thema Cybersicherheit durchführen und Ihre Mitarbeitenden über Phishing, Social Engineering und andere Cyberbedrohungen aufklären.
- Erstellen Sie Reaktionspläne für den Fall eines Cyberangriffs. Legen Sie die Verantwortlichkeiten und Verfahren in Ihrem Reaktionsplan für den Fall eines Angriffs klar fest. Dies garantiert eine schnelle Eindämmung und Wiederherstellung bei möglichst geringer Beeinträchtigung des Betriebs.
Dieser Artikel enthält einfache, informative Richtlinien, wie Sie sich vor Cyberbedrohungen in der Produktion schützen können. Um jedoch sicherzustellen, dass die richtigen Sicherheitsmassnahmen ergriffen werden, wird den Herstellern empfohlen, eine Cybersicherheitsbewertung durchzuführen, um ihre spezifischen Risiken und Schwachstellen zu ermitteln.
