Puerto espejo, un aliado a veces olvidado.

Como hemos hablado en otras ocasiones, poco a poco se va extendiendo el uso de protocolos industriales basados en tecnología Ethernet en lugar de los tradicionales serie. Esto, si bien permite otra manera de interconexión, también abre nuevas posibilidades en la denominada Industria 4.0. Sin embargo, obliga a tomar cierto tipo de medidas en cuanto a Ciberseguridad se refiere ya que los dispositivos y sistemas que intervienen en los procesos de control y automatización no sólo comienzan a estar más expuestos sino que son susceptibles de sufrir los mismos problemas con ciertos agravantes.

No obstante, aunque se trate de comunicaciones Ethernet, los equipos de networking industrial no sólo conservan funcionalidades tradicionales, sino además otras propias de estos entornos como MRP en contraposición a STP, Spanning Tree Protocol.

Una que puede sernos de mucha utilidad, sin menospreciar a otras tantas, es la de “Port Mirroring” o Puerto Espejo. Esto es, la capacidad de un Switch para poder replicar el tráfico que pasa por dos o más puertos y enviarlo por un tercero. Para entender mejor este concepto haré un repaso sobre cómo funciona un switch. Aunque sea algo bastante obvio para Técnicos de Comunicaciones o Administradores, seguramente no lo sea tanto para otros de Mantenimiento o Ingenieros de Procesos.

Esquema_01

Pongamos un ejemplo con dos equipos llamados “HMI” y “PLC”. Para comunicarse el equipo “HMI” con el “PLC” deberá conocer la IP del de “destino” y, al darse cuenta que está dentro de su misma red, deberá obtener entonces la MAC de éste. Para ello echará mano del protocolo ARP. El protocolo ARP permite conocer la dirección MAC de un equipo a partir de una IP conocida. Por tanto, si “HMI” no la tiene almacenada en su caché ARP  deberá realizar un ARP request. Es decir, preguntará a toda su red sobre cuál es la MAC del equipo con IP XXX.XXX.XXX.XXX. En este caso la dirección MAC de destino será ff:ff:ff:ff:ff:ff, un broadcast de capa 2. Todos los equipos la recibirán y la procesarán pero sólo el que tenga la IP por la cual se pregunta contestará con un ARP Replydiciendo “–La MAC de la IP XXX.XXX.XXX.XXX es XX:XX:XX:XX:XX:XX. Conocida por “HMI” tanto la IP y MAC de “destino”, se producirá la comunicación. Si por el motivo que sea no se conocen algunos de estos campos, la comunicación no se produce.

Así pues, un Switch, a diferencia, de los Hubs introduce un nivel de “inteligencia”. Un switch contiene una tabla, denominada CAM (Content-Addresseable Memory) en la cual se incluyen las direcciones MAC de cada uno de los equipos conectados a los distintos puertos del switch. Para realizar las tareas de conmutación, acudirá a ella para saber por cuál de ellos deberá enviar el tráfico en función de la MAC de destino. Esta asignación de direcciones MAC podrá hacerse de forma dinámica o manual. La forma manual implica que el administrador asigne a cada puerto del switch la MAC del equipo conectado; mientras que la forma dinámica se basa en que por cada trama que ingrese por cada boca del switch, éste mirará la MAC de origen y la incluirá en la CAM. Pasado cierto tiempo, si no se recibe tráfico se borrará dicho registro. Así, a la hora de efectuar la comunicación, los switches se fijarán en la MAC de destino, consultarán dicha tabla para saber por qué puerto deben enviarla y la “despacharán”.

Ahora bien, si por distintas razones necesitásemos conocer el tráfico que pasa en entre “HMI” y “PLC”, no podríamos conseguirlo ya que el switch sólo conmuta el tráfico por los puertos involucrados. Aquí es donde aparece el concepto de “Port Mirroring” o “Puerto Espejo”. Mediante esta funcionalidad lo que conseguimos es que el switch haga una copia de dicho tráfico y lo envíe por un tercer puerto. ¿Con qué finalidad? Por ejemplo, si en este último conectamos un analizador de tráfico, podremos estudiar todo aquello que suceda entre “HMI” y “PLC” y detectar posibles anomalías sin interferir entre el flujo de comunicaciones. Obviamente el switch tiene que tener esta capacidad para hacerlo, sino… no hay nada que hacer.

Si bien las tasas de transferencia en entornos OT son menores que en entornos IT, esto no quita que debamos tener presente algunas consideraciones. Por ejemplo, si las comunicaciones son Full-Duplex (enviar y recibir a la vez) y el enlace es de 100 Mbps, el tráfico que puede llegar a recibir un equipo es de 200 Mbps, 100 Mbps para enviar y otros 100 Mbps para recibir. Si el enlace del puerto espejo es también a 100 Mbps el consumo de ancho de banda entre “HMI” y “PLC” no puede ser superior al 50%, ya que estaríamos superando la capacidad del mismo. O bien, que sea de una velocidad inferior, por ejemplo, a 10 Mbps. En esos casos, el switch descartaría paquetes con lo que el tráfico capturado no se correspondería con la realidad. Aparte, claro está, de la carga computacional que supone para la CPU del propio switch la copia de las tramas. A esto hay que sumar otras limitaciones que cada fabricante pueda considerar en sus productos.

Sin duda es un buen recurso, pero como comento, hay que tener en cuenta algunos aspectos técnicos.

A continuación, pondré ejemplos sobre su implementación en equipos. En la siguiente imagen se muestra una captura de la configuración de un switch Mikrotik RouterBoard 260GS, el cual dispone de 5 puertos RJ-45 10/100/1000 + 1 SFP.

config Mikrotik RouterBoard_01

Según cómo está configurado, estaríamos haciendo una copia del tráfico tanto saliente como entrante del puerto 1 que es dónde en teoría habría conectado un PLC y la enviaríamos por el puerto 2 donde conectaríamos un sniffer que lo recogería para un posterior análisis. Un clásico de este tipo de funciones es el archiconocido Wireshark. También podríamos seleccionar sólo uno de los sentidos, o bien el saliente o entrante según sean nuestras necesidades.

Captura Wireshark_01

Lo cierto es que ese dispositivo resulta de mucha utilidad ya que por su pequeño formato puede ser utilizado en tareas sobre equipos finales como supervisión, diagnóstico, troubleshooting, etc. Aparte, al disponer de un módulo SFP podremos conectarlo a enlaces de fibra o par de cobre.

Ya sobre equipos de red tradicionales, podemos poner un ejemplo con switches Cisco. La funcionalidad la recoge este fabricante como puerto SPAN (Switched Port Analyzer). Aquí las posibilidades, como es lógico, son mayores y pasamos a la interfaz de consola. Podéis encontrar más información en este enlace.

Hasta ahora hemos visto switches “tradicionales”, sin embargo otros específicos de entornos OT también poseen esta funcionalidad como los muestra SIEMENS en este enlace y de donde se extraen las siguientes imágenes.

SIEMENS_Port_Mirroring_01

SIEMENS_Port_Mirroring_02

Sin embargo esto no es exclusivo de equipos de networking. Por ejemplo, el fabricante Fortinet la incluye en sus dispositivos. A continuación se muestran capturas sobre un FortiWifi 60D con versión de FortiOS 5.4.5. Como podemos ver la forma de acceder a ella es a través del apartado de “Interfaces”.

Fortigate SPAN_01

En mi caso “HW_SW_01”, y ya en su configuración veremos el campo correspondiente:

Fortigate SPAN_02

Como vemos el criterio es similar, interfaz a monitorizar y a hacia cuál queremos enviar la copia de los paquetes. Haciendo una prueba, he conectado en el puerto “internal1” un servidor Modbus (10.10.10.100) y desde el puerto “internal2” (10.10.10.200) el cliente desde cual hacer las lecturas. Finalmente, un equipo con Wireshark en el puerto “internal3” donde capturar el tráfico.

Wireshark_Modbus_01

Un caso de uso podría ser en un equipo donde se le aplique una estrategia de “Virtual Patching” y necesitemos saber qué es lo que está sucediendo desde, hacia, él. Hace tiempo escribí a este respecto, os dejo los enlaces:

Hasta aquí la entrada de hoy con la que espero hayáis podido descubrir una nueva funcionalidad de vuestros equipos. Puede que escondida, pero seguro de utilidad en un futuro. Las aplicaciones pueden ser varias, espero poder escribir sobre alguna de ellas. Sólo falta tiempo.

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Controlando nuestros Proveedores, Parte II.

Hola de nuevo. Siguiendo con la entrada anterior “Controlando nuestros Proveedores, Parte I” en el día de hoy vamos a ver la manera en cómo trabaja el binomio FortiGate + FortiClient.

Si bien la protección es en tiempo real, al hacer un análisis antivirus vemos la forma en la que detecta malware según la base de firmas del fabricante. Para ver su funcionamiento he dejado en el escritorio un fichero de EICAR.

Escritorio Proveedor_01

No obstante, para que no fuese un típico ejemplo, también tenía una carpeta con el software incluido en el repositorio Pengowin y que desde aquí, dicho sea de paso, recomiendo dicho proyecto.

Aviso de virus_01

Viendo los logs:

Logs de Virus_01

en total fueron 55 detecciones:

Registro de Virus_02

Para terminar la desinfección es posible que se solicite un reinicio del sistema.

Captura_02_Tras Finalizar AV

Como se puede ver, también en el escritorio tenía el simulador del protocolo S7 de SIEMENS, Snap7 del que hablaba en la entrada “Snap7 suite de PLCs y comunicaciones Siemens”. Al ejecutar el cliente para hacer una lectura del supuesto PLC, esto es “clientdemo.exe”, como el protocolo “ICMP” y “S7 Protocol” no están permitidos vemos su bloqueo, al igual que otros relacionados con el sistema operativo.

Aplicaciones Bloqueadas_02

Si actualizásemos el perfil del control de aplicación correspondiente, ya podríamos acceder al mismo, en la IP 192.168.0.1.

Cliente SNAP7_01

También disponemos de un “Filtro Web”, funcionalidad que no he utilizado pero también útil si necesitamos tener acceso a una interfaz Web. ¡Ojo! Hablo de equipos locales, no accesos a Internet.

Como decía en el post anterior es compatible con los “Security Profiles” configurables en cada una de las reglas del Firewall, con lo que a nivel de red también podríamos ejercer un control adicional. Configurar los perfiles de qué se puede ejecutar, o no, en un PC puede llegar a ser complejo y laborioso en función de cada proveedor. Con lo que llegado el momento, podríamos llegar a ser más permisivos en este sentido en cuanto a consentir toda la categoría “Industrial” o “Servicios de RED” y denegar “Botnet”, “Game”, “P2P”, etc. y luego apoyarnos en reglas y “Security Profiles” como indicaba en las entradas:

También destacar la visibilidad que podemos tener desde el Fortigate a la hora de monitorizar los FortiClients conectados y de si cumplen, o no, con las políticas establecidas. Para ello deberemos ir a “Monitor – FortiClient Monitor”.

Forticlient Monitor_01

Ya por último comentar que en este caso hemos hecho uso de un Firewall Fortigate para la gestión de los endpoint. Sin embargo, Fortinet dispone de un producto específico para la gestión de este software denominada FortiClientEMS (Enterprise Management Server) con lo que podremos realizar un control centralizado y una gestión más pormenorizada de todos ellos.  Aquí os dejo un video presentación y enlaces con información al respecto.

Integración de Fortigate y FortiClientEMS.

Como hemos visto nuestros proveedores pueden ser no sólo un punto de entrada sino también el origen de un problema mucho mayor. Los habrá que sean estrictos con el uso de sus equipos sin embargo, esto no es razón para pensar que nada malo pueda suceder. Los entornos industriales no son para nada similares a los de Oficina o IT tradicionales. Los ciclos de vida son mayores con lo que la posibilidad de encontrarnos con Sistemas Operativos y Hardware viejo u obsoleto, es bastante común. Con ello, falta de soporte del fabricante y vulnerabilidades incapaces de corregir, y aun existiendo parches, según actividad de la compañía, desarrollos de software propios, o cierre, hacen que muchas veces sea inviable. A esto hay que sumar la existencia de empresas proveedoras de servicios que necesitan conectarse a nuestras instalaciones para llevar a cabo las tareas para las cuales han sido contratadas, y que no hace posible desplegar su software sobre otro equipo de la organización en el que sí tenemos control y conocimiento de su estado.

Con esta entrega hemos visto cómo con los NGFW FortiGate y endpoint FortiClient podemos llevar a cabo un control y permitir qué equipos de terceros puedan conectarse a nuestra red. De esta manera reducimos los riesgos  de que algo, o alguien, pueda comprometer la disponibilidad de nuestras instalaciones. No pretende ser un manual, ni mucho menos, sino una visión sobre de qué manera podemos ejercer dicho control y supervisión.

Obviamente existen en el mercado otros fabricantes, con otras soluciones que de igual manera puedan satisfacer nuestras necesidades, pero resulta interesante ver esta en concreto por su integración junto con el hardware de red. Como hemos visto, desde hace relativamente poco tiempo, los fabricantes de equipos de control y automatización tipo SIEMENS, Phoenix Contact, entre otros, incluyen ya características relacionadas con la Ciberseguridad, cosa con los equipos más antiguos o bien, o no disponen o son débiles. Por tanto, delegar en la electrónica de red y seguridad perimetral aspectos de la seguridad sigue siendo un hecho que durará por mucho tiempo ya que la renovación de PLCs, Robots, o cualquier otro por motivos puramente de seguridad, no es una razón de peso o prioridad.

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Controlando nuestros Proveedores, Parte I.

Hace unos días hablaba acerca de la necesidad de gestionar los proveedores externos e incluirlos en nuestras políticas de seguridad, claro está, orientadas a su actividad. Muy particularmente en grandes corporaciones, éstas se ven obligadas adquirir a terceros equipos, productos y servicios especializados para la actividad de la misma. Luego, cara a garantizar una respuesta o asesoramiento, firman contratos de soporte con el fin de obtener ayuda en caso de ser necesario. Como veíamos en la entrada “Proveedores Externos, posible punto de entrada…” ha de establecerse un procedimiento tanto administrativo como técnico que regule cómo han de conectarse y qué requisitos deben reunir sus equipos antes, durante y después de conectarse a nuestra red de control.

A diferencia del post que citaba anteriormente, hoy hablaré sobre cómo podemos controlar técnicamente dichos equipos. Es un ejemplo, obviamente no dará respuesta a todas las necesidades ni a todas las casuísticas que sin duda serán muy particulares dependiendo de tecnologías, industrias, equipos, actividad, o cualquier otro factor.

El objetivo será llevar a cabo un control sobre el PC de un proveedor que necesariamente ha de conectarse, sí o sí, a nuestra red OT para llevar a cabo tareas de soporte o mantenimiento. Estos PC contendrán el software necesario sin embargo, no tendremos ni su control, ni conocimiento alguno del estado de actualización de sistema operativo, aplicaciones; firmas antivirus (si las hubiera); vulnerabilidades; etc. etc. Habrá quien piense que una alternativa pueda ser instalar las herramientas en PCs de la propia organización sobre los que sí tendríamos aquello que ahora nos falta. No le quito razón, sin embargo, la realidad nos muestra una serie de inconvenientes:

  1. Coste de licenciamiento de Software. ¿Nueva instalación, nueva licencia? ¿reasignación de licencias?
  2. Necesidad de probar aplicaciones en PCs de la organización para garantizar pleno funcionamiento.
  3. Dada el ciclo de vida mayor, probabilidad de uso en Sistemas Operativos con distintas versiones.
  4. Desarrollo de herramientas a medida y bajo condiciones concretas, diferentes a los empleados en la organización.

Por tanto, con todo en contra, lo que sí podríamos hacer es obligar a nuestros proveedores a cumplir nuestras normativas y marcarles las vías de cómo hacerlo. De hecho, es algo que las políticas de seguridad deben contemplar. Me refiero a que una vez implementadas todas las herramientas y medidas, todo nueva sistema, instalación o equipo debe cumplir con aquello especificado para el nuevo “ciberseguro” escenario. Para algo lo hemos hecho, ¿no?

Para ello emplearemos la aplicación endpoint FortiClient de Fortinet con el que podremos identificar y remediar equipos vulnerables, o comprometidos, reduciendo así la superficie de ataque. Luego podremos integrarlo en otras soluciones del mismo fabricante, aspecto que no abordaremos en este post.

Para la Prueba de Concepto he creado el siguiente ejemplo:

Como vemos en la figura, un proveedor ha de conectarse a la red Control para llevar a cabo determinadas tareas. Tiene dedicada una VLAN con un direccionamiento 192.168.254.0/24 a la que deberán conectarse todos los equipos de proveedores. Así pues, todas las comunicaciones deberán pasar por el Firewall (NGFW) que bien podría ser el de Separación o de Segmentación dependiendo de cómo tenga definida la arquitectura la organización. Luego, en función de cómo configuremos el mismo, dejaremos pasar el tráfico necesario hacia la red 192.168.0.0/24, esto es, la de Control.

Para ello emplearé la versión 5.4.4 de FortiClient y un equipo FortiGate 61E con FortiOS 5.4.5.

Lo primero que deberemos hacer será definir una subred, VLAN para nuestros proveedores y que el Gateway, por ejemplo, sea el Fortigate.

En ella deberemos habilitar por un lado la detección de Dispositivos y el control de acceso basado en Forticlient. Ni qué decir que desde la red de proveedores no puede existir la posibilidad de acceso a los Firewalls….

El siguiente paso será definir qué Aplicaciones vamos a dejar permitir ejecutar a los proveedores en sus equipos. Para ello deberemos ir a “Security Profiles – Application Control” y definir uno con los parámetros que creamos convenientes. Os dejo dos entradas que os pueden orientar en las que hablaba de esto mismo:

Con ello listo, iremos a “Security Profiles – FortiClient Profiles” y crearemos el que a posteriori será el que se aplicará sobre los endpoints.

Allí deberemos especificar algunos parámetros como: la red sobre la que se aplicará, en nuestro caso la 192.168.254.0/24, “LAB_RED PROVEEDORES”; acción en caso de no cumplimiento, “Block – Warning – Auto-update”; el tipo de dispositivo, “ALL”; Versión mínima del software FortiClient, “5.4.1”; comportamiento del motor Antivirus, “Realtime Protection, Up-to-date signatures”; y por último el perfil de Firewall de Aplicación, el que hemos definido anteriormente, “LAB_APP-CONTROL_S7”.

Aquí quizás puede llevarnos a confusión el concepto de Control de Aplicación, pero que en este caso se aplica de dos maneras distintas. Una cosa es el Control de Aplicación que se  ejecuta sobre las aplicaciones del PC y que lo regula en el endpoint FortiClient; y otro distinto el que podemos aplicar sobre el tráfico de red en cada una de las reglas configuradas y definidas dentro de la columna “Security Profiles”.

Si en estos instantes alguien quisiera acceder a algún recursos de la red no podría ya que no cumple con los requisitos. Si por ejemplo abriésemos un navegador y pretenderíamos navegar aparecería el siguiente mensaje:

La instalación del endpoint es sencilla. Lo único que tendremos que tener en cuenta es realizar una instalación completa, en lugar de sólo la funcionalidad de VPN. Una vez finalizada se comenzará a descargar los distintos componentes.

Si abrimos el cliente veremos una pantalla con los distintos apartados del endpoint.  Si nos fijamos a “Firewall de Aplicación” veremos los “Overrides” autorizados relacionados con el protocolo S7.

Hasta aquí hemos visto la manera en la que configuramos, de forma resumida, todo lo necesario para comenzar a ejercer el control del que hablábamos. Con todo listo, será en la próxima entrada, cuando comprobemos los resultados y por tanto su eficiencia.

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Robots, pero no .txt…

Cuando nos referimos a los entornos industriales generalmente lo hacemos con la vista puesta en PLCs, HMIs, sistemas SCADA, sensores, actuadores, etc. Si embargo, hay otros que también están presentes y que a veces pasan desapercibidos. Los robots.

Éstos son capaces no sólo de llevar a cabo tareas repetitivas de forma rápida y precisa , sino reemplazar la labor de una persona, tanto por capacidad como por ahorro en tiempo y dinero. Un tema este que desde hace tiempo está siendo objeto de debates ya que muchos puestos de trabajo podrían peligrar si no se regulariza su uso a corto plazo. Esto cobra más fuerza si tenemos en cuenta los avances tecnológicos que han derivado en lo que conocemos como “Robótica Colaborativa”. Brazos robotizados capaces, no sólo de imitar la labor de operadores tradicionales, sino la de trabajar junto a ellos garantizándose, por supuesto, medidas de seguridad necesarias para prevenir cualquier daño.

Este vídeo habla por si mismo:

Sin embargo en el día de hoy no me voy a centrar en este tipo de robots sino en otros de mayor tamaño presentes en sectores como la industria manufacturera, logística o más concretamente, la automoción. De un tiempo a esta parte se viene hablando que, al igual que otros dispositivos, los robots pueden ser blanco de ataques con unas u otras consecuencias dependiendo de las vulnerabilidades y debilidades que puedan presentar.

En el día de hoy haremos un repaso por sus componentes principales para entender mejor qué partes podrían verse afectadas llegado el caso.

Como decía, de forma genérica, un robot de estas características está compuesto por:

1.- Brazo robótico

Es el componente más visible. A él le asociamos la palabra “Robot” y al que podríamos definir como un manipulador multipropósito reprogramable capaz de mover piezas, materiales y herramientas en diversas trayectorias. Controlado automáticamente, podrá estar compuesto por 3 o más ejes que permiten llevar a cabo los distintos movimientos con el fin de realizar una o varias tareas concretas. En sus extremos podrán disponer de herramientas intercambiables como pinzas, agarres, sensores o cualquier otro tipo según necesidades.

2.- Controlador:

Es dispositivo que gobierna al robot. En él podemos identificar dos subsistemas denominados “módulos” que se encargarán de actuar sobre distintas áreas del mismo. Dependiendo de fabricantes y modelos, esto puede cambiar en cuanto a formatos o arquitecturas, pero en general podremos encontrarnos con:

  • Módulos de Potencia

Encargado de regular la alimentación eléctrica que necesitan tanto el resto de módulos como los servos que mueven los ejes y hacen desplazar al robot por las trayectorias y puntos definidos. Contará con un interruptor principal y otros accionamientos, que estarán en comunicación con los sistemas de seguridad y maniobra para, en caso necesario, suspender el suministro.

  • Módulo de Control

Contará con el computador principal que gobernará el sistema. En él podremos localizar distintos elementos como el mecanismo de paro de emergencia, selector de modo de operación (Manual/Automático), conexiones con otros módulos, leds de estado, etc. También será capaz de gestionar las seguridad en lo que a “Safety” se refiere, recibiendo las señales de sensores o mecanismos que permitirá el paro del robot en caso de error o accidente. Dispondrá de interfaces de entrada y salida de tal manera que los técnicos o ingenieros puedan llevar a cabo la carga de la configuración y parametrización así como otros elementos tipo PLCs, HMIs, vinculados a procesos.

3.- Consola Hombre-Máquina:

Es una unidad conectada al módulo de control con el que se podrá operar el robot. Se trata de pequeñas consolas dotadas con una pantalla, teclado, joystick y accionador de emergencia con el fin de manipular y ajustar parámetros en el brazo robótico de forma manual. Por esta razón, y con el fin de evitar accidentes contra personas,  cuentan con sistemas que obligan, por ejemplo,  a tener presionados simultáneamente dos pulsadores para poder manipularlo. Están dotados de sistemas operativos embebidos, como Windows CE .NET en el caso del fabricante  ABB para su componente Flexpendant. Esto permite la programación “online” a diferencia como veremos más adelante de otra “offline”.

ABB Flexpendat

4.- Programación:

Como resulta evidente al robot hay que parametrizarlo y configurarlo para que realice los movimientos y tareas para los que ha sido pensado. Si bien desde la consola manual pueden llevarse a cabo ciertas tareas, a ésta se le reservan más a la precisión o corrección. El resto de labores se editarán en software destinado a tal efecto como puede ser KUKA.WorkVisual del fabricante KUKA, o RobotStudio en ABB.

Robostudio_01

Desde este software se llevará a cabo lo relativo a la parametrización de los programas que se ejecuten en el robot, movimientos, coordenadas, estados, etc. para luego desde ahí volcarlo al Controlador por alguna de sus interfaces. Estas tareas podrán hacerse, como hemos visto, tanto de forma “online” y “offline” para que cada programador u operador emplee según necesidades.

Sin embargo, los robots no están solos. Éstos se integran con otros dispositivos como son los autómatas. Los casos de uso a los que me he enfrentado hasta la fecha, han sido en los que un PLC ve a un robot como un “esclavo”. Es decir, el autómata ordenará al controlador del robot la ejecución de tal o cual programa según sea necesario. Finalizado, retroinformará para proseguir con las tareas tanto de forma autónoma como de forma conjunta con otros. Obviamente esto no es sencillo ya que entran en juego multitud de señales y medidas, como pueden ser las enviadas por los sensores; detectores de posición; finalización de trabajo antes de comenzar movimientos en otros robots; petición de acceso a una determinada área; respetar tiempos de espera, etc. Pero sobre todo, la implementación de medidas “Safety” y evitar así los temidos accidentes. Según sea el modelo de autómata empleado, éstos podrán incluir estas funcionalidades en sus CPUs o sino depender de otros dedicados a tal efecto. Aparte de estos mecanismos como pulsadores de emergencia, sensórica, barreras de protección, o perímetros restringidos, el propio robot permite que en modo de operación manual puedan establecerse límites y supervisión  en cuanto a velocidad y movimientos. Finalmente para que todo esta interacción sea posible es necesario el uso de buses de campo que permitan la comunicación entre los distintos elementos.

Con la entrada de hoy se pretende arrojar un poco más de información sobre qué elementos componen estos sistemas y la manera en que se comportan. Especialmente cuando no hace demasiado tiempo la firma TrendMicro ha publicado un informe sobre los posibles ataques a los que pueden estar expuestos los robots y las consecuencias que pueden tener, tanto para el proceso como a las personas.

En cualquier caso, espero que en la entrada del día de hoy pueda servir para entender  de forma sencilla algo más sobre estos equipos.

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Control de Aplicación en entornos ICS/SCADA, Parte II

Hoy vamos a continuar con lo que adelantábamos en la entrada “Control de Aplicación en entornos ICS/SCADA, Parte I” poniendo algunos ejemplos sobre cómo esta funcionalidad en los NGFW puede ayudar a detectar, o prevenir, cierto tipo de actividades.

En ella proponía el siguiente entorno:

En la red 192.168.0.0/24 tendremos un PLC (en este caso un Siemens S7-300 emulado con la aplicación Snap7) con IP 192.168.0.65/24 accesible desde una Workstation, 192.168.0.100/24, destinada a labores propias del entorno. Por otro lado, la red 10.10.10.0/24 donde existe una DMZ, y en ella, un servidor SCADA con IP 10.10.10.101/24. Por último, la Red de Oficinas bajo un direccionamiento 192.168.1.0/24, donde a priori no debiera haber ningún tipo de software de Control.

Como NGFW he empleado un Fortinet FortiWifi 60D, el cual tiene instalada una versión FortiOS 5.4.2. Cabe recordar que en esta versión hay que habilitar las firmas “Industrial” ya que por defecto no vienen activadas.

En “Firewall de Segmentación OT-OT” hemos creado el siguiente perfil “Control de Aplicación” para las comunicaciones entre el servidor SCADA  y la red de Control. Como se puede ver, se bloquearán todas las aplicaciones incluidas dentro de la categoría ”Industrial”. Sin embargo, se hará uso de “Application Overrides” para permitir sólo aquellos protocolos y operaciones propias de nuestras instalaciones. Dicho sea de paso, han tenido que ser identificadas con anterioridad. No obstante, y aunque no es necesario indicarlo explícitamente, se impedirá la parada de PLC, algo reservado sólo a nivel local, no por red.

Fortinet define varios controles sobre el tráfico. Estos son Allow, Monitor, Block y Quarantine. Para conocer las diferencias os dejo el enlace en la página Web del fabricante, pincha aquí.

Ahora bien, en “Firewall  Separación IT-OT”, no habrá excepciones de ningún tipo, absolutamente todo se bloquea. Se entiende que no debe existir ningún software que necesite acceder a la red de control y mucho menos que realice operaciones de lectura o escritura sobre variables, bloques de memoria, funciones, etc.

Respecto a las reglas de Firewall, para este laboratorio he sido bastante “laxo”. Puesto que la intención es destacar el uso de esta funcionalidad, he permitido las comunicaciones entre todas las redes y puertos, siendo el “Control de Aplicación” el único que autoriza o deniega el paso de paquetes. Como todos sabemos, no debiera ser así en un entorno real.

Como hemos dicho anteriormente una de las tareas que no pueden llevarse a cabo desde el servidor es ejecutar la orden de paro de los PLCs. Si lo haríamos, esto sería lo que ocurriría.

Como vemos se genera un log donde se refleja la aplicación identificada y la acción tomada.

Pero siguiendo con el esquema, veremos ahora lo que sucede si alguien desde el entorno de oficinas quisiera obtener alguna información. Los ejemplos siguientes se han hecho con una distribución Kali Linux y aplicaciones Plcscan y script S7-info para Nmap. 

El ambas, el resultado sería el siguiente, siendo el de Plcscan el realizado a las 19:23:34 mientas que Nmap a las 19:25:12 en adelante.

Así pues, el resultado por parte del supuesto atacante quedaría:

Como vemos los escaneos no arrojan ninguna información.  En cambio, si aplicásemos el mismo sensor de “Application Control” para las comunicaciones entre el servidor SCADA y el PLC el resultado sería bien distinto:

Como podemos ver, aquí sí se muestra información ya que las las operaciones que realizan ambas aplicaciones concuerdan con los protocolos y operaciones permitidas, al igual que el servidor SCADA. De esta manera, se podrían extraer datos sobre los equipos para luego seguir con fases más avanzadas o dirigir, somo es lógico, el ataque sobre el fabricante en cuestión.

El “Control de Aplicaciones” puede ser de gran utilidad, sino necesario. Obviamente su configuración y parametrización requiere de una labor que puede resultar costosa en tiempo ya que hay que definir claramente el tráfico que atraviesa por nuestra red. No sólo en lo que se refiere a IPs y puertos, sino también a aquellas aplicaciones que generan el tráfico de Operación, Control y Monitorización. No obstante, no debiera ser la única. Para ser más completos, además habría de acompañarlo de otras como IPS y Antivirus, funcionalidades que ya disponemos. Algo que también resultaría interesante según entornos y necesidades es la consolidación de logs en servidores, tanto para su almacenamiento (Syslog Server) como correlación (SIEM).

Ya por último un factor que no podemos olvidar es que todas estas medidas pueden introducir una latencia en las comunicaciones debido a la carga computacional que requiere el análisis en tiempo real. Según fabricantes, dispositivos y modelos puede variar con lo que dependiendo de nuestra arquitectura, comunicaciones (TCP/IP, RT o IRT), sistemas, etc. es algo que debemos tener presente en cualquiera de los casos.

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Control de Aplicación en entornos ICS/SCADA, Parte I

Hace poco más de dos meses hablaba de la necesidad de utilizar NGFW (Next Generation Firewall) para securizar nuestros entornos industriales. En ese ejemplo empleaba Modbus como protocolo y el uso de la funcionalidad IPS (Intrusion Protection System) para frenar posibles ataques. El artículo lo podéis encontrar a continuación:

¿Por qué es necesario NGFW en entornos ICS/SCADA?

Si bien los fabricantes están incorporando características de seguridad en sus productos, la presencia de equipos que no disponen de ellas es, y seguirá siendo, muy amplia. Esto es debido a que el ciclo de vida de los mismos es mayor si lo comparamos contra entornos IT tradicionales. Esto da pie a que exista equipamiento “antiguo”, totalmente funcional, pero con vulnerabilidades susceptibles de ser explotadas. Esto es comprensible ya que en el momento de su diseño, la seguridad no era una necesidad. Sí, la funcionalidad y robustez, algo que se mantiene en la actualidad. A veces es posible corregirlas mediante actualizaciones, pero no siempre es así ya que el hardware puede ser parcial o totalmente incompatible según el modelo en cuestión. Entonces, bien sea porque no es necesario su reemplazo o técnicamente posible su actualización, la securización pasa por elementos o medidas externas. Y como no, los NGFW son una de ellas.

Otras de las funcionalidades que poseen los NGFW es el denominado “Control de Aplicación”. Esta permite identificar el software que circula por la red, interpretar la información contenida en los paquetes mediante “Deep Packet Inspection” y a partir de aquí, permitir, bloquear, monitorizar o poner en cuarentena el mismo. Esto facilita reconocer herramientas en entornos donde, en principio, no debiera darse esas comunicaciones y por tanto alertarnos de que algo anormal está sucediendo o, aún peor, una actividad hostil.

Si bien resulta necesario frenar cualquier actividad no autorizada o perjudicial para nuestras infraestructuras, mejor aún es poder identificarlas o frenarlas antes de que se produzcan. Situándonos en el papel de un atacante, antes de llevar a cabo cualquier acción han de darse fases como reconocimiento, identificación de equipos, redes, servicios, vulnerabilidades, etc. debiendo emplear herramientas con las que, de forma activa o pasiva, poder obtener dicha información. Por tanto, si somos capaces de detectarlas, no sólo estaremos previniendo una actividad inusual sino además, que algo o alguien pueda estar dando los primeros pasos antes de llevar a cabo una acción mayor. Y como no, si esto se produce, identificar qué es lo que ha fallado o es necesario corregir.

Por poner un ejemplo, propongo el siguiente escenario:

Arquitectura_APP_CONTROL_01

Escribir una leyenda

En la red 192.168.0.0/24 tendremos un PLC (en este caso un Siemens S7-300 emulado con la aplicación Snap7) con IP 192.168.0.65 el cual es accesible desde una Workstation 192.168.0.100/24 destinada a labores propias del entorno. Por otro lado, tenemos una red 10.10.10.0/24 donde ubicamos una DMZ, y en ella, un servidor SCADA con IP 10.10.10.101/24. Por último, la Red de Oficinas bajo un direccionamiento 192.168.1.0/24, donde a priori no debiera haber ningún tipo de software de Control.

Como NGFWs he empleado un Fortinet FortiWifi 60D, el cual tiene instalada una versión FortiOS 5.4.2. Cabe recordar que en esta versión hay que habilitar las firmas “Industrial” ya que por defecto no vienen activadas.

En la siguiente imagen vemos una captura del Software Step7 de Siemens desde la Workstation que citaba anteriormente.

Step7_01_EDITADA

Para el “Firewall Separación IT-OT” de los entornos de Oficinas y de Control, hemos creado el siguiente perfil de “Application Control”. Aquí bloqueamos todo tipo de aplicaciones, no debe darse ninguna comunicación desde un lado a otro.

APP_CONTROL_IT-OT_001

Sin embargo, ya dentro del entorno OT, en “Firewall Segmentación OT-OT”, sí que permiten las aplicaciones “Industrial” y “Network Services”. Esto es:

APP_CONTROL_OT-OT_001

Si queremos ser más estrictos podríamos bloquear una categoría completa y permitir a su vez que aplicaciones incluidas dentro de ésta, se ejecuten. Esto es, monitorizar la actividad de estos dos últimos y sin embargo denegar una acción concreta. Esto se consigue mediante la opción “Application Overrides”, cuya configuración prevalecerá sobre la definida de un modo más global.  En la imagen siguiente podemos ver que aunque monitoricemos el tráfico, vamos a impedir especificamente la acción de Bloquear la CPU del PLC mediante el protocolo S7 de Siemens.

APP_CONTROL_OT-OT_002

También podríamos hacer lo propio definiendo un filtro, “Filter Overrides”. Por ejemplo todas las comunicaciones “Cliente-Servidor bloquearlas independientemente de qué categoría estén.

APP_CONTROL_OT-OT_003

A partir de aquí será configurar las reglas en el Firewall según sean nuestros direccionamientos, interfaces y servicios de igual manera que lo sería en un Firewall tradicional. Es decir, podemos definir que desde un origen a un destino y bajo un mismo puerto sólo se puedan llevar a cabo tareas específicas de ese protocolo.

Hasta aquí una presentación de los que es y para qué se utiliza el “Control de Aplicaciones” dentro de un NGFW del fabricante Fortinet. En la próxima veremos algunos ejemplos y la funcionalidad de esta característica.

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Un saludo.

Edorta.

¿Por qué es necesario NGFW en entornos ICS/SCADA?

Como he hablado en otras ocasiones el primer paso para securizar un entorno de control y automatización es separarlo del de IT mediante un dispositivo de seguridad perimetral. Luego, ya dentro del propio entorno OT, es necesario segmentar la misma en áreas más pequeñas con el fin de que si se produce un anomalía o incidente, éste no se propague al resto y ponga en peligro la disponibilidad total, o parcial, de las instalaciones.

separacion_01

El dispositivo estrella para este tipo de tareas es el firewall. Los cortafuegos tradicionales (L2, L3, L4) han quedado ineficaces ante el creciente y diversificado aumento de amenazas, vulnerabilidades y vectores de ataque. Surgen entonces los NGFW (Next Generation Firewall) que además de las características típicas incorporan otras como motores Antivirus, IDS/IPS, Control de Aplicación, Filtrado Web y DPI (Deep Packet Inspection).

A continuación, indico algunos enlaces de artículos relacionados a este respecto.

  1. Defensa en Profundidad, breve repaso.
  2. Defensa en profundidad OT
  3. Separar y Segmentar, primeros pasos para reducir riesgos…
  4. Virtual Patching en funcionamiento (Parte I)
  5. Virtual Patching en funcionamiento (Parte II)
  6. Virtual Patching en funcionamiento (Parte III)

En la entrada de hoy vamos a ver la necesidad de este tipo de dispositivos NGFW en detrimento de los tradicionales. Para ello me voy a basar en el software utilizado en la entrada “Simulador de protocolo ModBus”, creado el siguiente entorno.

arquitectura

La idea es representar dos supuestos entornos; uno IT (de Oficinas) y uno OT (de automatización). En este último he simulado un equipo cliente ModBus el cual será el “objetivo” de las acciones a realizar. Por otro lado, en parte de IT/OT, situaré el posible “atacante” (Kali Linux) junto con un equipo legítimo (Maestro Modbus). He decidido especificar IT/OT para cubrir dos supuestos. Cuando me refiero a “IT”, represento el concepto de “Separación” y con “OT” el de “Segmentación”. De esta manera cubrimos las posibles acciones llevadas a cabo desde la propia red de Control como desde otra ajena a éstas como puede ser la de “Oficinas” o Internet si consideramos equipos accesibles remotamente. En cualquiera de los casos, ambos están separados por un equipo Fortinet FortiWifi60D con una versión de FortiOS 5.2.8. Habrá que piense que esta versión ya tiene un tiempo y que las hay más nuevas. Tiene razón, pero hay una explicación. Las actualizaciones en equipos industriales, se producen en intervalos de tiempo superiores si lo comparamos contra entornos IT con lo que es muy común encontrarse no con las últimas. Además de esto, no debemos olvidar el uso de equipamiento acorde a la actividad que vamos a realizar. Lo correcto sería emplear, por ejemplo uno de la serie Fortinet Fortigate Rugged.

Así pues, el esclavo queda configurado como sigue:

esclavo_01

Por otro lado, el firewall permite el tráfico según la siguiente regla.

config_forti_01

Como se puede apreciar sólo se deja pasar el protocolo “ModBus” (TCP-502), entre la red 172.30.123.0/24 y el destino “Esclavo_MODBUS” (172.20.123.200). Lo suyo sería dejar pasar sólo aquellos equipos que lo necesiten. Aparte de ser un entorno de laboratorio, en la vida real, es probable que alguien se pueda configurar manualmente la IP de un equipo legítimo, la infección de uno de ellos o las conexiones vengan de redes configuradas con DHCP con lo que se abra a todo su rango. No es descabellado. Lo dicho, cobra especial importancia la correcta configuración de las reglas del firewall.

Según lo anterior el resultado de una conexión legítima al esclavo sería la siguiente:log_forti_01Y el Master recogería estos resultados:

master_01

Considerando las características de ModBus que no posee ninguna medida de seguridad nativa, un atacante podría con alguna herramienta poder leer o escribir datos. Para este caso he utilizado mbtget, la cual podéis encontrar aquí.

Así pues leeremos los siguientes registros:

kali_01O escribir, por ejemplo, “12345” en la primera entrada.

kali_02

Y… oh sorpresa! el usuario legítimo lo vería….

master_02

Con ello vemos que los Firewall tradicionales no son del todo efectivos para este tipo de entornos y protocolos. Vamos a proceder a configurar el “Perfil de Seguridad”, término que emplea Fortinet para definir las características de seguridad adicionales y que son definidos en cada una de las reglas. Estos perfiles pueden ser ajustados según necesidades. En el siguiente ejemplo optamos por activar en “Modo Monitor” de la característica “IPS” con lo que operaría como un IDS (Intrusion Detection System) en lugar de un IPS (Intrusion Prevention System) :

config_forti_02

Aún podríamos llevar a cabo una escritura con el valor “55555” en el esclavo desde el equipo atacante, ya que sólo detectaríamos tal acción:

kali_03

Generaríamos el siguiente log en el Firewall.

kali_07

Y también, hacer una lectura:

kali_04

Como vemos en los logs del Firewall, en la columna “Action” vemos como figura “detected”. El tráfico se ha detectado pero no se ha cortado.

log_forti_04

Sin embargo, si cambiamos el perfil IPS y esta vez lo reconfiguramos como “Block”

ips_02

config_forti_03

El atacante se encontrará que no podrá llevar a cabo la escritura. Por ejemplo modificando el primer campo con el valor “8888”. Se produce un “timeout”.

kali_05

Y el correspondiente log en el Firewall:

log_forti_05

Aquí ya vemos cómo en la columna “Action” ya consta como “Dropped”.

Idem con la lectura:

kali_06

log_forti_06

Mientras tanto el cliente legítimo sigue funcionando con total normalidad.

master_03

En el día de hoy hemos comprobado la funcionalidad IDS/IPS para este equipo del fabricante Fortinet, sin embargo, no es la única que debemos aplicar. Hay que apoyarse en otras como Antivirus, Control de Aplicación y filtrado Web. Esto debe mantenerse bajo cualquier circunstancia, también cuando estos firewalls se empleen para establecer VPN y acceder a éstos de forma remota.

Adicionalmente, conviene que los logs generados, se consoliden en un servidor para poder ser almacenados y analizados bien para llevar a cabo una monitorización del estado de la seguridad por medio de un SIEM, como para realizar labores de forénsica en caso de ser necesario. Fortinet cuenta con algunos productos específicos como FortiAnalyzer o FortiManager, que aunque sea este último una herramienta de gestión incorpora algunas funcionalidades de gestión de logs. Este tipo de soluciones deben de contemplarse desde el inicio de los proyectos. Hemos de tener una visión más allá del despliegue inicial ya que todo lo que instalemos luego hay que administrarlo por lo que a la hora de elegir tal o cual producto, esto también ha de considerarse.

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