SCADA-protokollien haavoittuvuudet ja vaikutusmahdollisuudet

Abstract

Työssä tutkitaan sekä testataan tuotanto- ja teollisuusverkoissa laajalti käytössä olevien OPC-, Modbus TCP- ja IEC 60870-5-104 -SCADA-protokollien tietoturvahaavoittuvuuksia. Haavoittuvuuksia hyödyntämällä työssä vaikutetaan SCADA-protokollia käyttävien simuloitujen SCADA-järjestelmien toimintaan ja kommunikointiin. Työ toteutettiin virtuaalikoneista koostuvassa testiympäristössä, jossa SCADA-laitteiden toimintaa simuloitiin protokollasimulaattoreilla. Simuloituja SCADA-järjestelmiä vastaan tehtiin erityyppisiä kyberhyökkäyksiä. Erilaisia kyberhyökkäysmenetelmiä ja hyökkäysvaiheita jäljittelemällä pyrittiin kattamaan useita protokolliin liittyviä haavoittuvuuksia. Nämä liittyivät oikean hyökkäyskohteen löytämiseen ja kohteen suoraan vaikuttamiseen. Työn tuloksena saatiin suoritettua jokaisen kolmen protokollan kohdalla onnistunut haavoittuvuuden testaus ja todennus.

This thesis was assigned by JYVSECTEC, a cyber security research, development and educa-tional center, which provides cyber security related training, consultation, research, testing and educational services to both national and international collaborators. The main goal of the JYVSECTEC project is to develop management systems and the expertise of their use in the field of cyber security. Additionally, their goal is to support the research and awareness in the business world regarding cyber security. The goal in this thesis was to study and test the vulnerabilities of OPC, Modbus TCP and IEC 60870-5-104 SCADA-protocols, which are still widely used in industrial and production networks. In addition to exploiting these vulnerabilities, the objective of this study was to gain means of influencing the operation and communications of simulated SCADA systems. The research was carried out in a test environment consisting of virtual machines, which simulated the operation of SCADA devices using protocol simulation software. Various cyber attack methods and stages were then used against this simulated test environment. Multiple vulnerabilities of protocols were covered by imitating different attack methods and stages. These vulnerabilities relate to finding the right target for attack and attacking it. As a result, the vulnerabilities of all three protocols were successfully tested and confirmed in this thesis.