美國水資源公司的難題：如何在不破壞實體隔離 (Air-Gap) 下實現 OT 資料安全同步？

文／OPSWAT

近年來，針對美國廢水處理設施的網路攻擊事件，深刻揭示了營運技術 (OT) 環境的脆弱性。2024 年初，德州多座城市的 SCADA 系統遭到惡意遠端存取，甚至導致水箱溢水，直到員工介入才奪回控制權。印第安納州 Tipton 也發生類似案例，因系統偵測到異常活動，操作員被迫改為手動操作。這些威脅凸顯了將處理設施連接至企業網路或網際網路的巨大風險，也再次證明為何本案例中這家公用事業公司，堅持 實體隔離 (Air-Gap) 的立場絕不妥協。

安全性與可視性的碰撞：解構歷史資料

AVEVA Historian 是專為工業環境設計的資料庫，用於擷取來自感測器、控制器與 SCADA 平台的大量時間序列資料。

• 設備層級 (Local Level)： 本地端的 Historian 為操作員紀錄製程資料，確保能即時監控設備狀態與處理活動。
• 企業層級 (Level 1 Enterprise)： 則扮演整合角色，彙整多個場域的資料流，為企業管理團隊提供報表分析與策略規劃。

當資料需要從本地端傳輸至企業端時，挑戰便隨之而來：如何確保資料上傳的同時，不會為攻擊者打開進入關鍵 OT 系統的通道？

安全資料共享的兩難

該公用事業公司迫切需要將本地端的 AVEVA Historian 資料，同步至企業網路，以支援高層決策與監控。然而，企業網路具備網際網路連線，若採直接整合（Direct Integration）將造成嚴重的安全隱憂。

維持 OT 系統隔離至關重要，因為任何通往控制環境的回傳路徑，都可能成為攻擊媒介。然而，完全的隔離也限制了組織跨場域分享洞察、提升運作效率的能力。該組織面臨的兩難在於：如何在維持嚴格實體隔離的同時，獲取即時的資料可視性？

傳統防火牆或軟體型工具顯然不足以應對。它們無法百分之百保證「單向溝通」，且需要頻繁維護更新，仍可能讓關鍵資產暴露於風險之中。因此，該公司需要一個能執行硬體級實體隔離、卻又允許資料安全向外傳送的方案。

打造即時資料的安全路徑 (Secure Path)

為了解決此難題，該組織部署了 MetaDefender Optical Diode (Fend) 以及常用的資料轉譯工具 eRIS。

MetaDefender Optical Diode (Fend) 是一款硬體強化的網路安全設備，利用「光學隔離」技術確保單向通訊。其硬體設計能實體阻斷任何入站流量，徹底防止遠端存取或惡意軟體入侵；此外，內建的防範阻斷服務 (DoS)、防篡改及電力波動保護功能，確保了資料流的持續可靠。

技術流程解析：

1. eRIS 安裝： 以 Windows 服務形式安裝於 OT 環境的 AVEVA 伺服器，將資料轉換為單向傳輸格式。
2. 光學隔離： 資料透過 MetaDefender Optical Diode (Fend) 進行硬體級的光學單向強制傳輸。
3. 多協定支援： 支援 IT 標準協定 (FTP, SFTP, TCP, UDP) 及工業協定 (Modbus, BACnet)，完美適配 Historian 資料傳輸需求。
4. 企業端轉換： 在企業端，透過 eRIS Hub 將資訊還原為 AVEVA 格式，整合進第 1 級 Historian。

從手動延遲到即時洞察

導入新架構後，該公司無須在安全性與可視性之間二選一。現場人員幾乎可以立即看到資料出現在企業端，同時確保沒有任何數據（或威脅）能回流至控制環境。過去依賴手動收集或延遲報表的克難做法已不復存在，作業團隊對資料的準確性與安全性充滿信心。

四大關鍵效益：

• 節省日常營運時間： 告別手動資料收集，員工可隨時調閱即時資訊流進行分析。
• 資安團隊的定心丸： 硬體強制單向傳輸確保即使企業網路受駭，OT 系統依然安然無恙。
• 提升跨組織透明度： 管理層能獲取所需視角，且不會加重場域操作人員的負擔。
• 易於複製推廣： 部署簡便且維護成本低，可快速複製到其他設施。

該組織首次達成了「全域即時視角」與「氣隙 (Air-Gap) 安全防護」共存的願景。

佈局未來的水資源營運安全

透過此模式，該公司正將相同的安全框架擴展至更多抽水站與監控系統，實現全方位的資安整合。這項部署也為預測性維護與合規報表奠定了堅實基礎。

最重要的是，OT 系統始終處於硬體隔離的保護之下，確保民生必需的供水服務不會受到網路攻擊干擾。透過結合即時可視性與不妥協的安全性，這家公司不僅解決了現有需求，更為未來關鍵基礎設施保護 (CIP) 樹立了新標竿。