[论文解读] Threat Analysis of Industrial Internet of Things Devices

Simon Liebl, Leah Lathrop+3 more|arXiv (Cornell University)|May 25, 2024

Smart Grid Security and Resilience参考文献 3被引用 9

一句话总结

本文分析 IIoT 设备威胁、对威胁来源进行排名、描述常见漏洞，并提出一个为工业环境中低功耗 IIoT 设备量身定制的结构化威胁分析程序。

ABSTRACT

As part of the Internet of Things, industrial devices are now also connected to cloud services. However, the connection to the Internet increases the risks for Industrial Control Systems. Therefore, a threat analysis is essential for these devices. In this paper, we examine Industrial Internet of Things devices, identify and rank different sources of threats and describe common threats and vulnerabilities. Finally, we recommend a procedure to carry out a threat analysis on these devices.

研究动机与目标

• 阐明 IoT、IIoT、OT 与 ICS 之间的差异，并解释 IIoT 在工业场景中的应用。
• 识别并分类与 IIoT 设备相关的威胁来源与攻击者动机。
• 总结影响 IIoT 设备的常见威胁与漏洞及其对 OT 与 ICS 的影响。
• 提出对 IIoT 设备进行威胁分析的逐步程序，包括风险评估。
• 突出多层防御和架构选择如何影响工业环境中 IIoT 的安全性。

提出的方法

• 基于目标随意性与攻击者能力对威胁来源进行分类。
• 描述并对影响 IIoT 设备的常见威胁与漏洞进行分类（如滥用、DoS、间谍活动等）。
• 展示攻击向量和设备接口区域，以说明潜在的妥协路径。
• 提供一个结构化的六步威胁分析程序，涵盖资产识别与基于 CVSS 的风险评估。

实验结果

研究问题

• RQ1 在工业环境中，IIoT 设备的主要威胁来源及攻击者动机是什么？
• RQ2 IIoT 设备面临的常见威胁与漏洞有哪些？它们如何影响 OT/ICS 环境？
• RQ3 组织可以遵循哪些实用程序来对 IIoT 设备进行有效威胁分析？
• RQ4 IIoT 架构和云连接设置如何影响威胁面与安全考量？

主要发现

• 威胁来源包括政府赞助的行为者、有组织犯罪、恶意软件、内部威胁和黑客行动者，其中政府赞助的行为者对关键基础设施构成特别严重的风险。
• 常见的威胁与漏洞包括滥用、拒绝服务、破坏、间谍活动、知识产权盗窃、配置错误、物理操控、权限提升、否认、以及基于网络的漏洞。
• 攻击向量按设备区域（硬件、软件和接口）构成结构，突出物理、固件、网络和应用层的攻击路径。
• OT/ICS 中的 IIoT 设备由于控制物理过程和安全影响而带来更高风险，因此需要分层防御和谨慎的风险评估。
• 建议使用六步威胁分析程序，包括设备画像、网络拓扑图创建、资产识别、威胁来源识别、威胁/漏洞识别，以及基于 CVSS 的风险评估。