制御システムの健全性を確認するトラフィック分析・可視化技術を開発

～電力・ガス・水道などの重要インフラを支える制御システムのセキュリティインシデントを検知～

2015年9月16日

国立研究開発法人情報通信研究機構
横河電機株式会社
国立大学法人京都大学

ポイント

重要インフラを支える制御システムのセキュリティインシデントを早期に検知・分析・可視化する技術
制御システムに求められる高い可用性を損なうことなくインシデントの検知が可能
社会の重要インフラを支える制御システムのセキュリティ向上に貢献

NICTは、横河電機株式会社（YOKOGAWA、代表取締役社長: 西島剛志）及び国立大学法人京都大学（京都大学、岡部寿男教授、高倉弘喜准教授（当時））と共同で、電力・ガス・水道などの重要インフラの制御システムのネットワーク健全性を確認するためのトラフィック分析・可視化技術を開発しました。本技術により、制御システムで流れるネットワークトラフィックを分析・可視化することで、マルウェア感染等のセキュリティインシデントを早期に発見することが可能になります。なお、本技術は、共同研究相手であるYOKOGAWAが発売した、可視化技術と回収・解析を組み合わせて制御システムネットワークの健全性を診断する業界初のサービス「ネットワーク健全性確認サービス」に用いられており、今後、重要インフラに係る制御システム等のセキュリティ向上に貢献することが期待されます。

背景

近年、電力・ガス・水道などの重要インフラの制御システム（以下「制御システム」）がサイバー攻撃の対象として狙われるようになり、制御システムのセキュリティ確保が大きな課題となっています。制御システムは、汎用OSや標準プロトコルを用いた、よりオープンなシステムに移行し続けており、それに応じた感染経路の多様化（USBメモリ経由での感染など）から、マルウェア感染のすべてを未然に防ぐことは困難になっています。そのため、実際にセキュリティインシデントが発生した際に早期に発見するための技術開発が急務となっています。また、制御システムは、10～20年といった長期間にわたって使用されるため、その可用性（システムが安定して動作し続けること）を損なわない対策技術が求められています。

今回の成果

図1 今回開発した技術の概要図
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NICT、YOKOGAWA及び京都大学は共同で、制御システムにおけるマルウェア感染等のセキュリティインシデントを早期に発見するためのネットワークトラフィック分析・可視化技術を開発しました。

我々が着目したのは、「制御システムのネットワークは、特定用途のために設計・運用されていることから、多様なトラフィックが流れる一般の情報システムとは異なり、システム内を流れるトラフィックの正常状態を把握しやすい」という点です。

我々が開発した技術では、まず、制御システムのネットワークを流れる正常状態のトラフィックをホワイトリストとして保存します。このホワイトリストを基に、制御システムネットワークの挙動を時系列的に比較することで、マルウェア感染時のトラフィックの増加や不明なIPアドレスとの通信といった意図しない通信の発生を発見することができます。

さらに、NICTで開発し、既に技術移転をしているリアルタイムトラフィック可視化ツール NIRVANAを基に、制御システム独自の通信プロトコルに対応させるなどの改良を行い、異常が発見された際のトラフィック状況の把握が容易になりました。（図2-正常時、図3-インシデント発生時）

本技術は、制御システムの各サーバに検出用のソフトウエアをインストールする必要がなく、導入が容易であり、制御システムに求められる高い可用性に影響を与えることなく、インシデント検知が可能です。