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So automatisieren Sie die ISA/IEC 62443-Konformität

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Übersicht

Industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme (IACS) sind zunehmend durch Cyberangriffe bedroht, da sie immer stärker vernetzt und dem Internet ausgesetzt sind. Böswillige Akteure zielen aus Motiven, die von Cyberkriminalität bis hin zur Störung nationalstaatlicher Strukturen reichen, auf industrielle Systeme ab.

Am 30. Mai 2024 veröffentlichte die US-amerikanische Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) sieben Hinweise zu industriellen Steuerungssystemen (ICS)und warnte, dass IACS-Verstöße verheerende Folgen haben könnten, da sie kritische Infrastrukturen stören und die Sicherheit von Menschen gefährden könnten.

Um diesen zunehmenden Cyberrisiken zu begegnen, haben die International Society of Automation (ISA) und die International Electrotechnical Commission (IEC) 2018 die Normenreihe IEC 62443 zur Sicherung von IACS entwickelt. IEC 62443 bietet einen umfassenden Rahmen für die Implementierung von Cyberabwehrmaßnahmen in allen IACS-Domänen, einschließlich Menschen, Prozessen und Technologie.

Die Gewährleistung der vollständigen IEC 62443-Konformität kann jedoch für Anlagenbesitzer und -betreiber eine Herausforderung darstellen. IACS umfassen in der Regel heterogene Systeme an mehreren Standorten mit komplexen Integrationsanforderungen. Die Pflege umfassender Anlageninventare und das Testen aller möglichen Angriffsflächen ist ohne automatisierte Tools schwierig.

Lassen Sie uns untersuchen, wie automatisierte Softwaretesttechniken die Einhaltung der IEC 62443 beschleunigen und optimieren können.

ISA/IEC 62443: Das Framework verstehen

ISA/IEC 62443 ist eine Reihe von Standards, die entwickelt wurden, um einen umfassenden Rahmen für die Sicherung von IACS bereitzustellen. Der Standard ist in mehrere Teile unterteilt, die jeweils unterschiedliche Aspekte der IACS-Sicherheit behandeln, von allgemeinen Konzepten und Modellen bis hin zu Sicherheitsanforderungen für Systeme und Komponenten.

Einer der wichtigsten Teile des ISA/IEC 62443-Standards ist Teil 4-1: Anforderungen an den sicheren Produktentwicklungszyklus. Dieser Teil konzentriert sich auf die Sicherheitsaspekte des Produktentwicklungszyklus und bietet Richtlinien für sicheres Produktdesign, Implementierung, Verifizierung und Validierung. Er betont, wie wichtig es ist, Sicherheitsaspekte bereits in den Anfangsphasen der Produktentwicklung zu berücksichtigen und nicht erst im Nachhinein.

IEC 62443-4-1 ist grundlegend für die Ermöglichung sicherer IACS, da es „Cybersicherheit durch Design“-Prinzipien für alle Phasen des Softwareentwicklungszyklus (SDLC) vorschreibt. Von der anfänglichen Anforderungsanalyse über Design, Implementierung, Tests bis hin zur Wartung müssen Sicherheitskontrollen ein integraler Bestandteil des Prozesses sein.

Zu den wichtigsten Anforderungen der IEC 62443-4-1 gehören:

  • Sichere SDLC-Prozesse und -Dokumentation
  • Festlegung der Sicherheitsanforderungen auf Basis von Risikobewertungen
  • Verwendung sicherer Codierungspraktiken und statischer Analyse
  • Robustes Konfigurationsmanagement und Änderungskontrolle
  • Penetrationstests und Sicherheitsüberprüfungstests
  • Fehlerverfolgung und effektive Patch-Management-Prozesse

Die Bestimmungen von IEC 62443-4-1 fordern Hersteller industrieller Steuerungssysteme auf, die Sicherheit während des gesamten SDLC zu berücksichtigen. Damit soll sichergestellt werden, dass die Cybersicherheit bei IACS-Produkten tief in das Kerndesign und die Implementierung eingebettet ist. Dieser „Secure by Design“-Ansatz ist entscheidend, um IACS vor sich schnell entwickelnden Cyberbedrohungen zu schützen.

Aus Sicht des Softwaretests unterstreicht IEC 62443-4-1 die Notwendigkeit automatisierter Sicherheitstests, da sie die kontinuierliche Validierung der Cyberintegrität von IACS-Anwendungen erleichtern. Automatisierte Sicherheitstests sind für eine gründliche Überprüfung der Sicherheitsanforderungen, Regressionstests auf Schwachstellen und die Aufrechterhaltung der IEC 62443-Konformität bei der Weiterentwicklung von Produkten unerlässlich.

Warum ist ISA/IEC 62443 für industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme von entscheidender Bedeutung?

Die IACS-Branche, einschließlich der in diese Umgebungen zunehmend integrierten Geräte des Internets der Dinge (IoT), sieht sich zunehmenden Bedrohungen für die Cybersicherheit gegenüber, da diese Steuerungssysteme immer stärker vernetzt und ungeschützter werden.

In den letzten Jahren gab es einen alarmierenden Anstieg von Cyberangriffen, die speziell auf industrielle Steuerungssysteme in Sektoren wie Energie, Fertigung, Transport und Versorgung abzielen. Seit 2010 hören wir von ICS-zentrierter Malware wie Stuxnet und neueren wie Triton und PIPEDREAM.

Über Malware hinaus Kasperskys ICS CERT-Vorhersagebericht für 2024 warnt, dass Ransomware auch in diesem Jahr die größte Cybersicherheitsbedrohung für Industrieunternehmen bleiben wird. Der Bericht ergab, dass 18 % der Ransomware-Angriffe auf Industrieunternehmen im Jahr 2023 zu Produktions- oder Lieferstopps bei Produkten wie medizinischen Geräten, Stromnetzen und Transportsystemen führten. Dies zeigt die Folgen von Cyberangriffen auf kritische Infrastrukturen.

Da IACS zunehmend mit Unternehmens-IT-Systemen und KI verschmelzen und sich mit der Cloud verbinden, wird ihre Angriffsfläche voraussichtlich viel größer sein als in den letzten Jahren. Veraltete, „von vornherein unsichere“ Kontrollsysteme, die nie für den Einsatz im Internet vorgesehen waren, sind nun leicht zugängliche Einstiegspunkte für Angreifer.

All dies weist auf die dringende Notwendigkeit hin, IACS vor eskalierenden Cyberbedrohungen zu schützen. Die Einhaltung der ISA/IEC 62443-Standards ist dabei ein entscheidender Ausgangspunkt für Anlagenbesitzer und Integratoren. Dies liegt daran, dass sie einen ganzheitlichen Rahmen für die Implementierung mehrschichtiger Cybersicherheitskontrollen für IACS über Mitarbeiter, Prozesse und Technologie hinweg bieten.

Obwohl ISA/IEC 62443 ursprünglich auf Industriezweige ausgerichtet war, hat es sich auch zum führenden Cybersicherheitsstandard für die medizinische Industrie entwickelt, die auf vernetzte medizinische Geräte und Kontrollsysteme angewiesen ist. Um jedoch die Entwicklung medizinischer Geräte besser abzustimmen, wurde der neue Standard IEC 81001-5-1 „Sicherheit, Wirksamkeit und Schutz von Gesundheitssoftware und Gesundheits-IT-Systemen – Teil 5-1: Sicherheit – Aktivitäten im Produktlebenszyklus“ von der FDA genehmigt.

Daher ermöglicht die Implementierung von ISA/IEC 62443 Unternehmen, Cybersicherheitsrisiken über den gesamten IACS-Lebenszyklus hinweg proaktiv zu managen, und zwar durch Prozesse wie:

Strenge Risikobewertung und -minimierung

Sicheres Systemdesign und Härtung

Kontinuierliche Überwachung und Reaktion auf Vorfälle

Automatisierung von Schwachstellentests und Sicherheitsvalidierungen

Softwarekomplexität: Eine wesentliche Hürde bei der Erfüllung von ISA/IEC 62443

Während die Standards ISA/IEC 62443 einen umfassenden Rahmen für die Sicherung von IACSs bieten, stellt das Erreichen und Aufrechterhalten der vollständigen Konformität für Anlagenbesitzer und -betreiber eine große Herausforderung dar. Eine der größten Hürden ist die enorme Komplexität der Software, die moderne IACS-Umgebungen unterstützt.

IACS basieren zunehmend auf heterogenen Softwarekomponenten von verschiedenen Anbietern und Integratoren, die oft mit unterschiedlichen Programmiersprachen, Frameworks und Toolchains erstellt werden. Von Echtzeitbetriebssystemen und speicherprogrammierbaren Steuerungen bis hin zu SCADA-Systemen (Supervisory Control and Data Acquisition), verteilten Steuerungssystemen, sicherheitsgerichteten Systemen und vielem mehr – jedes dieser Elemente stellt eine potenzielle Angriffsfläche dar, die umfassend abgesichert werden muss.

Die vernetzte Natur von IACS verstärkt diese Komplexität noch. Anlagensysteme sind über Funktionsgrenzen und geografische Standorte hinweg integriert und bergen Risiken aus jeder voneinander abhängigen Anwendung, Middleware-Komponente und Infrastrukturschicht. Monolithische Legacy-Anwendungen, die mit unsicheren Praktiken entwickelt wurden, verschärfen diese Herausforderungen noch weiter.

Mit der täglichen Flut neuer Schwachstellen, die das individuelle Risikoprofil einer Einrichtung beeinflussen könnten, Schritt zu halten, ist allein durch manuelle Prozesse praktisch unmöglich. Um Sicherheitspatches konsequent anzuwenden und zu überprüfen, ob tatsächliche Schwachstellen wirksam behoben wurden, sind kontinuierliche automatisierte Sicherheitstests erforderlich.

Neben der Komplexität der eingesetzten IACS-Softwareressourcen müssen Unternehmen auch in jeder Phase des Softwareentwicklungszyklus gemäß den Anforderungen von IEC 62443-4-1 für Sicherheit sorgen. Von der sicheren Codierung bis zum Penetrationstest erfordert jede Phase robuste Prozesse und detaillierte Rückverfolgbarkeit, die ohne Automatisierung nur schwer kosteneffizient zu erreichen ist.

Darüber hinaus wird die IACS-Software durch Updates, Integrationen mit neuen Komponenten und Migrationsinitiativen ständig weiterentwickelt. Dies erfordert umfassende Regressionstests, um die kumulative Sicherheitslage dieser dynamischen, mehrschichtigen Anwendungen kontinuierlich zu validieren.

In den folgenden Abschnitten werden spezifische automatisierte Testtechniken untersucht, um diesen Prozess zu beschleunigen.

Komplexitätsreduzierung durch Softwaretests: Ein Weg zur ISA/IEC 62443-Konformität

Um die Herausforderungen der Softwarekomplexität zu bewältigen, die die Konformität mit ISA/IEC 62443 beeinträchtigen, müssen hochautomatisierte Testverfahren über den gesamten SDLC hinweg eingeführt werden. Sehen wir uns an, wie die Hervorhebung einiger der unten aufgeführten Sicherheitstestverfahren Unternehmen dabei helfen kann, Schwachstellen in ihren ICS in großem Maßstab zu identifizieren und zu beheben.

Statische Analyse

Die richtigen Code-Coverage-Tools bringt ans Licht, welche Teile des Sicherheitscodes ordnungsgemäß getestet wurden und welche ungetesteten Bereiche ein Risiko darstellen. Abdeckungsmetriken können in SLIC-Prozesse (Sequence and Ligation Independent Cloning) integriert werden, um eine vollständige Sicherheitsüberprüfung in sicherheitskritischen und risikoreichen Softwaremodulen zu ermöglichen.

Unit Tests

Um sicherzustellen, dass der Implementierungscode die Sicherheitsanforderungen erfüllt, sind umfassende Unit-Test-Suiten mit direkt in die Entwickler-Workflows eingebetteten Sicherheitstests von entscheidender Bedeutung. Unit-Tests Der Schwerpunkt liegt auf Authentifizierung, Datenverschlüsselung, Datenentschlüsselung, Zugriffskontrolle, Eingabe-/Ausgabevalidierung, Fehlerbehandlung und anderen Sicherheitsfunktionen, die schnelle Feedback-Zyklen ermöglichen.

Integrationstests

Da Softwareintegrationen in IACS-Umgebungen immer häufiger vorkommen, sind automatisierte Integrationstests unerlässlich, um Sicherheitslücken aufzudecken, die aus Interaktionen mehrerer Komponenten resultieren. Durch die Simulation realistischer Laufzeitbedingungen validieren Integrationstests korrekte Sicherheitskonfigurationen und identifizieren Unterbrechungen, die durch verbundene Softwareabhängigkeiten verursacht werden.

Anforderungsbasiertes Testen

Ein zentraler Grundsatz von ISA/IEC 62443 besteht darin, Sicherheit von der ersten Anforderungsanalyse an zu entwickeln. Durch die Umwandlung spezifizierter Sicherheitsanforderungen in ausführbare Tests können Unternehmen automatisch überprüfen, ob das Systemverhalten die definierten Sicherheitskontrollen korrekt implementiert. In Anforderungsrückverfolgbarkeitsberichten wird nachgewiesen, dass alle Sicherheitsanforderungen umfassend implementiert und getestet wurden.

Code-Abdeckung

Implementierung einer robusten statischen Analyse, auch bekannt als Statische Anwendungssicherheitstests (SAST), ​​ist eine Kernpraxis zur frühzeitigen Erkennung von Sicherheitsmängeln im SDLC, bevor sie sich zu tief verwurzelten Schwachstellen entwickeln. SAST analysiert Quellcode, Bytecode, Binärdateien und Build-Artefakte, um unsichere Codierungsmuster wie SQL-Injection, Pufferüberläufe, Kryptografiefehler und mehr zu erkennen. Fortgeschrittene SAST-Techniken bewerten auch komplexe Softwarezusammensetzungen, indem sie Open-Source-Risiken, Software-Stücklisten (SBOMs) analysieren und Sicherheitsrichtlinien zuordnen.

Durch die Anwendung dieser Testverfahren in Übereinstimmung mit den Richtlinien von ISA/IEC 62443 können Unternehmen Sicherheitslücken bei der Weiterentwicklung der IACS-Software schnell und kostengünstig erkennen und beheben. Dadurch wird das Gesamtrisiko erheblich reduziert und gleichzeitig werden Compliance-Initiativen beschleunigt.

Ein umfassenderer Blick auf die Compliance-Landschaft der IACS-Branche

Obwohl ISA/IEC 62443 der wichtigste Standard für Cybersicherheit in IACS ist, stellt er lediglich einen Teil einer umfassenderen Regulierungs- und Normenlandschaft dar, in der sich IACS-Entwickler und -Betreiber zurechtfinden müssen.

Ein weiterer wichtiger Standard, der sich mit IEC 62443 für sicherheitskritische IACS-Anwendungen überschneidet, ist IEC 61508 für die funktionale Sicherheit sicherheitsrelevanter elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme. IEC 61508 enthält Anforderungen, die sicherstellen, dass Systeme unter potenziell gefährlichen Bedingungen ordnungsgemäß funktionieren.

Sowohl IEC 62443 als auch IEC 61508 schreiben strenge Softwareentwicklungsprozesse vor, doch 61508 konzentriert sich speziell auf systematische Fähigkeiten zur Handhabung relevanter Sicherheitsfunktionen. Ein Konzept aus IEC 61508, das sogenannte V-Modell, stellt die Beziehungen zwischen verschiedenen Phasen des Software-Sicherheitslebenszyklus dar.

Abbildung 6: Beispiel für einen Unit-Testcode.

Das V-Modell betont die Notwendigkeit der Rückverfolgbarkeit. Jede Entwicklungsphase ist mit Verifizierungs- und Validierungsaktivitäten verbunden, um sicherzustellen, dass die Teams die Anforderungen erfüllen. Dies steht im Einklang mit den Kernprinzipien von 62443 für die Rückverfolgbarkeit von Sicherheitsanforderungen sowie für robuste Tests und Validierungen.

Bei IACS-Bereitstellungen müssen Organisationen möglicherweise auch andere Standards einhalten, beispielsweise:

  • ISO/IEC 2700. Allgemeine Anforderungen an Informationssicherheits-Managementsysteme.
  • ISO 13849. Sicherheitsanforderungen für Steuerungssysteme von Maschinen.
  • IEC 62061. Funktionale Sicherheit für Maschinensteuerungssysteme.
  • NIST SP 800-82. Richtlinien zur Sicherung industrieller Steuerungssysteme.

Zwar stellt jeder Standard eigene Anforderungen, doch alle Standards fordern gemeinsam sichere Entwicklungspraktiken in Verbindung mit strengen Tests und Validierungsaktivitäten. Automatisierte Sicherheitstests sind daher ein unverzichtbarer Compliance-Faktor in der gesamten IACS-Regulierungslandschaft.

Verwandte Kodierungsstandards für ISA/IEC 62443

ISA/IEC 62443 bietet zwar übergreifende Leitlinien für sichere Entwicklungspraktiken wie die statische Codeanalyse, verweist aber nicht auf spezifische Codierungsstandards. Die Einführung ergänzender Codierungsstandards und Sicherheitsstandards ist für IACS-Entwickler jedoch unerlässlich, um häufige Schwachstellen zu vermeiden.

CERT-Kodierungsstandards

Entwickelt von der Computer-Notfall-Response-Team (CERT)Diese Standards bieten Regeln und Empfehlungen für sicheres Codieren in verschiedenen Programmiersprachen wie C, C++, Java und mehr. Die CERT-Regeln für sicheres Codieren decken Bereiche wie Speicherverwaltung, Eingabevalidierung, Verschlüsselung und Minderung gängiger Schwachstellentypen ab, die von CWE katalogisiert wurden.

MISRA-Kodierungsstandards

Die Motor Industry Software Reliability Association (MISRA) pflegt Standards mit Schwerpunkt auf Embedded Software Sicherheit. MISRA C/C++-Codierungsrichtlinien Fördern Sie sichere Programmierstile, indem Sie die Verwendung unsicherer Sprachfunktionen einschränken, die zu Sicherheitslücken führen können.

AUTOSAR C++14-Richtlinien

Die AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) entwickelte C++14-Codierungsregeln, die auf Automobil- und eingebettete Systeme zugeschnitten sind. Wie MISRA erleichtern diese Richtlinien das Schreiben von robustem und sicherem C++-Code, indem sie Entwickler von Sprachkonstrukten fernhalten, die anfällig für Schwächen und undefiniertes Verhalten sind.

CWE/SANS Top 25

Die Gemeinsame Schwächenzählung (CWE) Das von MITRE verwaltete SANS Top 25 bietet eine standardisierte Liste der häufigsten und kritischsten Software-Schwachstellen. Die SANS Top XNUMX bewertet und analysiert die am weitesten verbreiteten und schwerwiegendsten Schwachstellen von CWE, um Unternehmen dabei zu helfen, ihre Bemühungen um sichere Codierung zu priorisieren.

OWASP-Praktiken für sichere Codierung

Diese sichere Codierungspraktiken bieten Entwicklern einen umfassenden Einblick in grundlegende Sicherheitskonzepte und -techniken zum Erstellen sicherer Software in den wichtigsten Programmiersprachen und auf allen Plattformen. Zu den Ressourcen gehören Codierungsanforderungen, Schwachstellenminderung und Sicherheitstests.

IEC 62443-4-1 stellt Anforderungen an einen sicheren Entwicklungslebenszyklus, um Sicherheitsmängel in IACS-Software zu reduzieren, schreibt jedoch keine spezifischen Codierungsstandards oder Schwachstellentaxonomien vor. Die Automatisierung der Analyse und Durchsetzung sicherer Codierungspraktiken durch statische Analyse und Codierungsprinzipien kann entscheidend sein, um die Einhaltung von IEC 62443 im großen Maßstab zu erreichen und Sicherheitsrisiken effektiv zu mindern.

Wie Unternehmen dieses breitere Compliance-Spektrum vereinfachen können

Die umfassende Einhaltung des weitläufigen Ökosystems aus Vorschriften, Standards und Best Practices, die für moderne IACS-Umgebungen relevant sind, ist eine enorme Herausforderung. Von ISA/IEC 62443 bis hin zu funktionalen Sicherheitsstandards wie IEC 61508, Qualitätsmanagementsystemen, Maschinensicherheitskontrollen und vielem mehr stehen Unternehmen vor einer gewaltigen Matrix komplexer, miteinander verbundener Anforderungen.

Durch die Umsetzung wichtiger strategischer Prinzipien rund um Automatisierung, Optimierung, Integration und Zusammenarbeit können IACS-Unternehmen jedoch ihre Compliance-Initiativen vereinfachen und ihre allgemeine Cyber-Resilienz verbessern.

Automation

Angesichts der enormen Menge an Sicherheitstests, Codeanalysen, Risikobewertungen, Dokumentationen und anderen Verifizierungsaktivitäten, die in Normen wie IEC 62443 festgelegt sind, ist Automatisierung von größter Bedeutung. Manuelle Prozesse sind einfach nicht skalierbar, um die Einhaltung Hunderter diskreter Anforderungen in komplexen, sich schnell entwickelnden IACS-Anwendungen und -Umgebungen effizient zu validieren.

Unternehmen müssen intelligente Testautomatisierungslösungen einsetzen, die Software auf Compliance-Lücken in Bezug auf sichere Codierung, Schwachstellenmanagement, Rückverfolgbarkeit von Sicherheitsanforderungen, Penetrationstests und mehr prüfen können. Die Automatisierung der Erfassung und Berichterstattung von Compliance-Nachweisen ist ebenfalls unerlässlich.

OPTIMIERUNG

Anstatt für jeden relevanten Standard separate, isolierte Prozesse zu implementieren, sollte eine optimierte „Compliance by Design“-Methodik die Aktivitäten optimieren, um eine effiziente Abdeckung aller geltenden Vorschriften sicherzustellen. Beispielsweise kann ein einheitlicher, sicherer Entwicklungslebenszyklus gleichzeitig Cybersicherheit, Sicherheit und Qualitätskontrollen in allen Produktphasen durchsetzen.

Durch die Zuordnung aller Standards zu einem optimierten Compliance-Framework können Anlagenbesitzer und Integratoren redundante Arbeitsabläufe eliminieren und gleichzeitig mithilfe einer Reihe wirtschaftlicher integrierter Verfahren alle externen Vorgaben erfüllen.

Integration

Kein einzelner Standard liefert ein vollständiges Bild der Cyber-Resilienz für industrielle Umgebungen. Die IACS-Compliance-Verpflichtungen umfassen Cybersicherheit, funktionale Sicherheit, Risikomanagement, Qualitätssysteme und mehr in verschiedenen vertikalen Bereichen. Ein integrierter GRC-Ansatz (Governance, Risk & Compliance) ist erforderlich.

Moderne Lösungen zur Compliance-Automatisierung spielen bei diesem integrierten Ansatz eine entscheidende Rolle. Diese Lösungen können Regeln aus verschiedenen Standards aggregieren und in einem einheitlichen Kontrollrahmen zusammenführen. Anschließend koordinieren sie Test- und Verifizierungsprozesse für alle Compliance-Vorgaben mithilfe eines zusammenhängenden Satzes von Toolchains und Workflows. Dieser integrierte Ansatz verhindert, dass Unternehmen in isolierten Silos arbeiten, und verbessert die Nachvollziehbarkeit aller Compliance-Bemühungen. Letztendlich ermöglicht er es Unternehmen, ihre Compliance-Verpflichtungen in komplexen Industrieumgebungen effektiver und effizienter zu verwalten.

Zusammenarbeit

Es ist von entscheidender Bedeutung, eine Sicherheitskultur zu etablieren, in der die Einhaltung von Vorschriften eine gemeinsame Verantwortung im gesamten IACS-Ökosystem ist. OEMs, Anlagenbesitzer, Betreiber, Integratoren und Drittanbieter müssen zusammenarbeiten, um Entwicklungs-, Bereitstellungs- und Wartungsaktivitäten auf einen gemeinsamen Satz einheitlicher sicherer Praktiken abzustimmen.

Über die Zusammenarbeit innerhalb interner Teams hinaus sollten Unternehmen an Branchenverbänden und Arbeitsgruppen teilnehmen, die dazu beitragen, relevante Standards weiterzuentwickeln und an den neuesten Stand der ICS/OT-Cyberabwehr anzupassen. Eine kollaborative Denkweise ermöglicht eine schnellere Reaktion auf neue Herausforderungen.

Die Kombination der oben genannten Maßnahmen hilft Unternehmen nicht nur dabei, sich in der komplexen IACS-Regulierungslandschaft zurechtzufinden, sondern reduziert auch den Aufwand und verbessert ihre Sicherheitslage durch eine Reihe optimierter, zusammenhängender Prozesse.

Best Practices zur Erfüllung der Verifizierungsanforderungen von ISA/IEC 62443

Um die strengen Verifizierungsmethoden gemäß ISA/IEC 62443 einzuhalten, müssen IACS-Organisationen robuste und sichere Entwicklungspraktiken anwenden. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Best Practices.

Kontinuierliche Codeüberprüfung

Gemäß den Anforderungen von IEC 62443-4-1 müssen umfassende Codeüberprüfungen und statische Analysen integraler Bestandteil des SDLC sein, um Schwachstellen frühzeitig zu erkennen, bevor sie sich zu hartnäckigen Mängeln entwickeln. Die Automatisierung statischer Anwendungssicherheitstests in Entwickler-IDEs und Commit-Workflows ermöglicht kontinuierliches Code-Scanning. Dies ermöglicht schnelle Feedbackschleifen zur Behebung von Sicherheitsmängeln im Einklang mit sicheren Codierungsstandards wie CERT.

Grafik eines Computers, der Code anzeigt, vor dem Computer befindet sich eine Lupe
Screenshot verschiedener von Parasoft unterstützter Codierungsrichtlinien

Legen Sie von Anfang an Kodierungsstandards fest

Es ist entscheidend, von Beginn des Projekts an sicherheitsorientierte Codierungsrichtlinien, die Branchenstandards wie CERT, MISRA, OWASP usw. entsprechen, klar zu definieren und durchzusetzen. Entwickler sollten Sicherheitskonventionen in Bereichen wie Speicherverwaltung, Eingabevalidierung, Authentifizierung, Kryptografie usw. befolgen.

Die Integration von SAST-Regeln, die die Einhaltung dieser Codierungsstandards automatisch überprüfen, hilft dabei, die Entstehung von Sicherheits-Antimustern zu verhindern. Die grundlegende Sicherheit sollte durch Richtlinien und Gating-Kriterien festgelegt werden.

Befolgen Sie sichere Lieferkettenpraktiken für Drittanbietersoftware

Die Verbreitung von Drittanbieterkomponenten und Open-Source-Abhängigkeiten vergrößert die Angriffsfläche von IACS-Anwendungen erheblich. Unternehmen sollten eine sichere Software Composition Analysis (SCA) implementieren, um die Verwendung von Open-Source-Softwarekomponenten innerhalb einer größeren Softwareanwendung zu verwalten und zu sichern.

Die Pflege detaillierter und aktueller Software-Stücklisten (SBOM) für alle Produktversionen ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, um die laufende Überwachung und Risikominderung gemäß den Richtlinien der IEC 62443 zu unterstützen. SCA- und SBOM-Praktiken müssen in großem Maßstab automatisiert werden, um die enorme Menge externer Software zu analysieren, die heute in Softwarefabriken verwendet wird.

Kette aus bunten Kettengliedern
Parasoft DevOps Continuous Infinity-Grafik

Durchführen kontinuierlicher Tests

Zusätzlich zur automatisierten Codeanalyse schreibt IEC 62443 strenge Sicherheitstests in allen SDLC-Phasen und nach allen Änderungen oder Aktualisierungen vor. Dies umfasst alles von Sicherheits-Unit-Tests bis hin zu Integrationstests, risikobasierten Szenariotests, Penetrationstests und vollständigen Regressionstests. Unternehmen sollten DevOps-Pipelines so ausstatten, dass im Rahmen ihrer CI/CD-Workflows kontinuierlich automatisierte Sicherheitstests durchgeführt werden können.

Fordern Sie von Lieferanten die Dokumentation ihrer eigenen Cybersicherheitsrichtlinien

Zusätzlich zur automatisierten Codeanalyse schreibt IEC 62443 strenge Sicherheitstests in allen SDLC-Phasen und nach allen Änderungen oder Aktualisierungen vor. Dies umfasst alles von Sicherheits-Unit-Tests bis hin zu Integrationstests, risikobasierten Szenariotests, Penetrationstests und vollständigen Regressionstests. Unternehmen sollten DevOps-Pipelines so ausstatten, dass im Rahmen ihrer CI/CD-Workflows kontinuierlich automatisierte Sicherheitstests durchgeführt werden können.

Sicherheitsrisikomanagement in der Software-Lieferkette
Technische Methodik zur Identifizierung und Minderung von Sicherheitslücken

Verwenden Sie die TARA-Strategie

Entwickler, die in IACS-Organisationen arbeiten, sollten eine Bedrohungsbewertungs- und -behebungsanalyse (TARA) durchführen, da diese strategisch auf die Richtlinien der IEC 62443 ausgerichtet ist. Dazu gehört eine Bestandsaufnahme aller eingesetzten Software-Assets und -Komponenten, deren Analyse auf Schwachstellen anhand von Bedrohungsinformationsquellen sowie die schnelle Priorisierung und Behebung der kritischsten Risiken.

Durch die Überwachung neuer Schwachstellenmeldungen und aktualisierter Leitlinien von Quellen wie ICS-CERT, NVD und CWE und deren automatische Korrelation mit einem aktualisierten SBOM können Unternehmen die vollständige Rückverfolgbarkeit ihrer Cyber-Gefährdung aufrechterhalten und entsprechende Abhilfemaßnahmen koordinieren. Techniken für interaktive Anwendungssicherheitstests (IAST) können außerdem Laufzeiteinblicke in echte Exploits und Angriffe auf der gesamten IACS-Angriffsfläche bieten.

Automatisiertes Testen auf ISA/IEC 62443-Konformität

Um die strengen Verifizierungs- und Validierungsanforderungen von ISA/IEC 62443 umfassend und kontinuierlich zu erfüllen, sind hochautomatisierte Testfunktionen erforderlich. Manuelle Prozesse können einfach nicht skaliert werden, um die Einhaltung der komplexen Sicherheitskontrollen von IEC 62443 und den ergänzenden Normen zu validieren. Im Folgenden finden Sie eine Liste, wie intelligente Automatisierung die Einhaltung von IEC 62443 beschleunigen kann.

Grafik eines verschlossenen Vorhängeschlosses auf der Hauptplatine eines Computers

Umfassende Unterstützung für IACS-Standards

Fortschrittliche Compliance-Automatisierungsplattformen bieten sofort einsatzbereite Unterstützung für den Import von Regeln und Anforderungen aus IEC 62443 sowie anderen relevanten Branchenvorschriften wie IEC 61508, ISO 27001, NIST 800-82 und mehr. Dieses zentrale Repository ordnet alle Mandate einem integrierten Kontrollrahmen für automatisierte Tests und Überprüfungen zu. Einige Plattformen bieten möglicherweise umfassendere Unterstützung oder zusätzliche Funktionen, die auf bestimmte Compliance-Anforderungen zugeschnitten sind. Unternehmen sollten verschiedene Plattformen vergleichen, um festzustellen, welche ihren Anforderungen am besten entspricht und mit den Vorschriften übereinstimmt, die sie einhalten müssen.

Maßgeschneiderte Compliance-Berichte und erweiterte Analysen

Über vorgefertigte Formulare hinaus können Unternehmen Berichtsvorlagen vollständig anpassen, um verifizierbare Beweise zu erfassen, die auf ihre individuellen Prüfungsanforderungen zugeschnitten sind. Interaktive Dashboards mit erweiterten Visualisierungen und Analysen bieten kontinuierliche Transparenz in Bezug auf die Einhaltung der IEC 62443-Vorgaben über alle anwendbaren Sicherheitskontrollen hinweg.

Kontinuierliches Softwaretesten

Die Softwareverifizierung und -validierung gemäß IEC 62443 während des gesamten Entwicklungszyklus wird am besten erreicht, indem Sicherheitstestverfahren direkt in die Entwicklungs- und Betriebspipelines (DevOps) integriert werden. Während die Software Änderungen und Updates durchläuft, werden Sicherheitsmaßnahmen kontinuierlich validiert, um einen kontinuierlichen Schutz vor potenziellen Bedrohungen zu gewährleisten. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Sicherheit kein nachträglicher Einfall ist, sondern ein grundlegender Aspekt der Softwareentwicklung und -bereitstellung.

Automatisierte Überprüfung interner Kodierungsstandards

Neben der Einführung von Codierungsstandards wie CERT implementieren viele Organisationen ihre eigenen maßgeschneiderten internen Sicherheitscodierungsrichtlinien. Diese internen Richtlinien sind darauf ausgelegt, die besonderen Sicherheitsherausforderungen und -spezifikationen ihrer Systeme zu bewältigen. Um die Einhaltung sowohl externer Standards als auch interner Richtlinien sicherzustellen, werden häufig automatisierte Codeanalysetools eingesetzt. Dieser Prozess garantiert, dass die Softwareentwicklungspraktiken stets den wesentlichen Sicherheitsstandards entsprechen und potenzielle Risiken in verschiedenen Entwicklungsumgebungen minimiert werden.

KI und ML für eine bessere Codeanalyse

Die Integration AI und ML Die Integration von KI-Funktionen in statische Analysetools stellt einen bedeutenden Fortschritt für Unternehmen dar, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit ihrer Softwaresysteme verbessern möchten. Eine bemerkenswerte Anwendung von KI in der statischen Analyse besteht darin, historische Codeinteraktionen und frühere Analyseergebnisse zu nutzen, um identifizierte Codeverletzungen und Schwachstellen zu kontextualisieren und zu priorisieren.

Diese innovativen Technologien versprechen eine Optimierung der Softwarequalitätsprozesse durch Automatisierung manueller Arbeiten und Verbesserung der Effektivität statischer Analysen. Dies ist erst der Anfang einer transformativen Reise, bei der kontinuierliche Innovationen und Verbesserungen die Wirksamkeit der KI-gesteuerten statischen Analyse im sicherheitskritischen Softwarebereich weiter steigern werden.

Automatisierte Erstellung von Unit-Tests

Unit-Tests sind ein grundlegendes Prinzip, das in IEC 62443 beschrieben wird und eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Qualität und Zuverlässigkeit von Software-Codebasen spielt. Durch die systematische Überprüfung einzelner Codeeinheiten können Entwickler mit Unit-Tests Sicherheitsmängel frühzeitig im Entwicklungsprozess erkennen und so das Risiko reduzieren, dass kostspielige Fehler und Schwachstellen in die Produktion gelangen.

Die automatische Ausführung von Unit-Tests optimiert den Test-Workflow und gibt Entwicklern schnelles Feedback zur Funktionalität ihres Codes. Darüber hinaus können Entwickler durch die Unterstützung von Mocking und Stubbing Code-Einheiten isolieren und Abhängigkeiten simulieren, um eine umfassende Testabdeckung sicherzustellen. Letztlich fördert Unit-Tests eine Qualitätskultur und befähigt Entwicklungsteams, sichere und zuverlässige Softwareprodukte zu liefern.

Zusammenfassung

Die Risiken kompromittierter Umgebungen für industrielle Automatisierungs- und Steuerungssysteme (IACS) sind zu hoch, um sie zu ignorieren. Um diese kritischen Systeme vor der zunehmenden Bedrohung durch Cyberangriffe zu schützen, ist die Gewährleistung einer umfassenden Einhaltung des Standards ISA/IEC 62443 unabdingbar geworden.

Die kontinuierliche Einhaltung des ISA/IEC 62443-Standards stellt jedoch erhebliche Herausforderungen dar, insbesondere angesichts der Komplexität der IACS-Software. Die strengen Verifizierungsanforderungen des Standards, die sichere Codierung, Schwachstellentests, Penetrationsbewertungen und die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen umfassen, stellen erhebliche Hindernisse dar, die allein durch manuelle Prozesse nicht effizient bewältigt werden können.

Hier erweist sich intelligente Testautomatisierung als entscheidende Lösung. Durch die direkte Integration automatisierter Sicherheitsscans, dynamischer Analysen und Validierungstests in CI/CD-Pipelines können Unternehmen bei der Weiterentwicklung von IACS-Anwendungen eine durchgängige ISA/IEC 62443-Konformität erreichen.

Durch den Einsatz von Testautomatisierung können Unternehmen Risiken proaktiv minimieren, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sicherstellen und die Widerstandsfähigkeit ihrer industriellen Automatisierungs- und Steuerungssysteme gegenüber sich entwickelnden Cyberbedrohungen stärken.

Rechteckiges Bannerbild mit überwiegend dunkelblauer Farbe und abgewinkelter Ecke in Standardblau. In der oberen rechten Ecke befindet sich eine Collage aus Parasoft-Produktsymbolen für DTP, C/C++test, CTP, Jtest, Selenic, Insure++, C/C++test CT, dotTEST, Virtualize und SOAtest.

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