Cybersicherheit im Schienenverkehr ist eine Reise, kein Produkt

Erkenntnisse aus den Cybersicherheitskooperationen von Wabtec

Einführung: Mehr als Cybersicherheitsmandate

Lange bevor die TSA die Sicherheitsrichtlinie 1580/82-2022-01 herausgab, die dazu beitragen sollte, die Risiken zu verringern, die von Cybersicherheitsbedrohungen für kritische Bahnbetriebe ausgehen, schlossen sich die Bahnbetreiber proaktiv zum Rail Information Security Committee (RISC) zusammen, um sich als Branche mit Cybersicherheitsproblemen auseinanderzusetzen.

Doch trotz dieses lobenswerten Vorsprungs ist die Cybersicherheit im Schienenverkehr noch in Arbeit, da sich Betreiber und ihre Ökosystempartner mit der Komplexität auseinandersetzen müssen, eine riesige, hauptsächlich veraltete Infrastruktur widerstandsfähiger und sicherer zu machen.

Ein großer Teil der Herausforderung, die sich die Eisenbahn mit den Unternehmen aus der Industrie insgesamt teilt, besteht darin, dass die Umsetzung von Cybersicherheitsmaßnahmen in großem Maßstab nicht nur ein Problem der Informationstechnologie (IT) ist, sondern auch ein Problem der Betriebstechnologie (OT). Es gibt keinen einzigen Anbieter von Sicherheitssoftware, der einen Plan, einen Patch oder eine Lösung für die umfangreiche Mischung aus physischen und digitalen Ressourcen hat, aus denen die heutigen Schienenflotten bestehen.

Es gibt keine Wunderwaffe.

Die Entwicklung und Weiterentwicklung der richtigen Cybersicherheitslösungen für die Bahnindustrie erfordert Zeit und die Zusammenarbeit zwischen Fluggesellschaften und Anbietern, die die Branche am besten kennen — und ein Ansatz, der nicht nur auf Softwarekenntnissen beruht, sondern auch auf einem tiefen Verständnis der Betriebstechnologie, von der einige älter sind als das Internet.

Erste Schritte

Ein großer Teil der Bewältigung dieser Aufgabe wird darin bestehen, zu verstehen, dass große Korrekturen Zeit brauchen — und mit großer Sorgfalt umgesetzt werden müssen. Es ist zwar verlockend zu glauben, dass zusätzliche Sicherheitslösungen den Bahnbetrieb „gesetzeskonformer“ machen können, aber kurzfristige Lösungen für Probleme mit langfristigen Auswirkungen auf die Sicherheit reichen nicht aus.

Eine wichtige Konsequenz von Zusatzlösungen ist, dass sie schwierig zu verwalten und zu warten sind, was ihren Betrieb im Laufe der Zeit teurer macht. Der effizienteste Weg in die Zukunft besteht darin, das Problem im Vorfeld gründlich zu durchdenken und Lösungen zu entwickeln, die den Cybersicherheitstest der Zeit bestehen.

„Eisenbahnen haben viel um die Ohren, wenn es um Cybersicherheit geht“, sagt Susan Peterson Sturm, Senior Director, Cyber Product and Strategic Partnerships bei Wabtec. „Die TSA schreibt Sicherheitsfunktionen vor, die sich nicht auf die ursprünglichen physischen und digitalen Ressourcen in ihren Netzwerken beziehen, und das Sicherheitspaket, das derzeit für Unternehmen entwickelt wird, ist nicht für die Realität und die Strapazen des Bahnbetriebs geeignet. Allerdings hat die Bahnindustrie Erfahrung darin, die Ärmel hochzukrempeln und mit ihren Partnern zusammenzuarbeiten, um großen Herausforderungen zu begegnen. Schauen Sie sich nur an, was wir gemeinsam bei der Entwicklung von Positive Train Control (PTC) erreicht haben.“

Standards setzen, Rahmenbedingungen schaffen

Ein Katalysator, der das Denken und die Entwicklung von Cybersicherheitslösungen im Schienenverkehr vorantreibt, ist die Festlegung von Standards und Rahmenbedingungen, die gut auf die Erfüllung regulatorischer Anforderungen zugeschnitten sind. Diese Standards und Rahmenbedingungen bieten Eisenbahnbetreibern und ihren Ökosystempartnern eine gemeinsame Sprache und einen Bezugspunkt für die Planung und Durchführung von Cybersicherheitsmaßnahmen.

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So ist beispielsweise das National Institute of Standards and Technology Cyber Security Framework (NIST CSF), ein freiwilliger Satz von Richtlinien, Standards und Best Practices, rund um sechs zentrale Cybersicherheitsfunktionen strukturiert: Identifizieren, Schützen, Erkennen, Reagieren, Wiederherstellen und Steuern. Dieser Rahmen hat sich als nützlicher Leitfaden für Eisenbahnen herausgestellt, um ihre Cybersicherheit zu verbessern.

Die Normenreihe ISA/IEC 62443 ist eine weitere Ressource, die die Entwicklung von Cybersicherheitslösungen im Schienenverkehr beeinflusst. Insbesondere definieren diese Normen Anforderungen und Prozesse für die Implementierung und Wartung elektronisch sicherer industrieller Automatisierungs- und Steuerungssysteme (IACS). Wabtec hat schnell daran gearbeitet, die IEC 62443-4-1-Zertifizierung für seine sicheren Produktentwicklungsprozesse zu erhalten. Dies ist ein Zeichen an seine Kunden, dass auch das Unternehmen den höchsten Cybersicherheitsstandards verpflichtet ist, sowohl in Bezug auf seinen Ansatz als auch bei der Lieferung neuer Produkte.

Das Unternehmen beteiligt sich auch aktiv an Industriestandardgruppen wie CENELEC TS50701, IEC 63452 und UNIFE, um die Cybersicherheit bei Innovationen im digitalen Schienenverkehr zu unterstützen. Diese Zusammenarbeit ermöglicht es den Produkten von Wabtec, den sich ändernden Branchenanforderungen gerecht zu werden.

„Wir sind uns bewusst, dass die Einhaltung einer Norm nicht gleichbedeutend mit der Sicherheit eines Unternehmens ist“, bemerkt Peterson. „Die Einhaltung von Standards und Frameworks hilft jedoch, und das ist wichtig, da ein Ad-hoc-Ansatz zur Cybersicherheit einfach nicht skalierbar ist.

„Heute befindet sich die Bahnindustrie in der Prozessphase, um ihre Cybersicherheitsmandate zu erfüllen. Wir sind tief in diesen Prozess eingebunden — wir hören unseren Kunden zu und halten uns an Industriestandards und Rahmenbedingungen — was die Chancen aller Beteiligten erhöhen wird, die Umsetzungsphase — von der Entwicklung neuer Software bis zur Implementierung — um ein Vielfaches zu verbessern und effektiver zu gestalten.“

Design rein, Design raus

Wabtec erweitert seinen standardbasierten Ansatz und setzt sich für eine Reihe von Design- und Konstruktionsprinzipien ein, um die Art und Weise, wie die Branche Lösungen entwickelt, um die Versprechen der Cybersicherheit einzuhalten, weiter zu verfeinern. Zu diesen Prinzipien gehört in erster Linie das Prinzip „Design in, Design Out“.

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„Design In“ baut auf Verfahren wie Secure by Demand und Cyber Informed Engineering auf, um „Sicherheit von den frühesten Phasen des Produktentwicklungszyklus an zu einem zentralen Aspekt zu machen“ (Quelle: CISA). Wenn Bahnbetreiber zu Beginn ihres Produktentwicklungszyklus Hersteller und Dienstleister von Cyber-Assets beauftragen, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass die Sicherheit über einen längeren Zeitraum und zu geringeren Kosten im gesamten Bahnbetrieb aufrechterhalten werden kann.

Bei „Design In“ geht es letztlich um Absicht — die Integration von Cybersicherheit in Produkte von Anfang an.

Bei „Design Out“ geht es auch um Intentionalität, aber es konzentriert sich stattdessen darauf, den Zeit-, Kosten- und Arbeitsaufwand für die Wartung von Sicherheitslösungen zu verringern, sobald sie in Betrieb sind. Das Ziel von Design Out besteht darin, die Sicherheits- und Betriebskomplexität zu reduzieren, sodass die Lösung tatsächlich verwendet — und korrekt verwendet — und auch ordnungsgemäß gewartet wird. (Weitere Informationen zu den Prinzipien von Design In und Design Out finden Sie im Whitepaper.)

Es braucht ein Programm

So sehr „Design In“ und „Design Out“ -Denken in der Zukunft der Cybersicherheit im Schienenverkehr eine herausragende Rolle spielen müssen und werden, kann die Branche nicht einfach durch Softwareinnovationen zu mehr Widerstandsfähigkeit übergehen. Um „widerstandsfähig“ zu werden, ist ein äußerst gründlicher Ansatz erforderlich, der die Interdependenzen der bestehenden Eisenbahnanlagen vollständig berücksichtigt.

So stellte beispielsweise ein Bahnbetreiber fest, dass durch das Ändern von Secure Shell (SSH) -Passwörtern auf Controllern unbeabsichtigt selten verwendete Skripte beschädigt wurden, was monatelang zu zeitweiligen und erheblichen Ausfällen des Stellwerks führte. Solche unbeabsichtigten Folgen sind eine klare Erinnerung an die Vernetzung des Bahnbetriebs und daran, warum ein Cybersicherheitsethos, das auf einer gründlichen Planung und schrittweisen Rollouts aufbaut, den Eisenbahnen und ihren Kunden am besten nützt.

Wabtec hat sich einen solchen Ansatz zu eigen gemacht und sich zunächst auf die Entwicklung eines Cybersicherheits- „Programms“ und nicht auf „Cybersicherheitslösungen“ konzentriert (obwohl diese Lösungen noch in Vorbereitung sind). Bei der Entwicklung seines Programms hat sich Wabtec darauf konzentriert, ein erstklassiges Cybersicherheitsteam für den Schienenverkehr aufzubauen, das über umfangreiche Erfahrung sowohl in der Schienen- als auch in der Industrieautomatisierung verfügt und von Larry Lowe, Chief Product Security Officer, geleitet wird. Das Unternehmen hat auch die Rahmenbedingungen für industrielle Cybersicherheit untersucht und wichtige Zertifizierungen erhalten. Dabei stützt es sich auf einen standardbasierten Ansatz zur Stärkung der Cyberabwehr im Schienenverkehr.

Am wichtigsten ist, dass Wabtec seinen Kunden zugehört hat und sich zur Zusammenarbeit als wichtigen Grundsatz bei der Lösung von Cybersicherheitsproblemen verpflichtet hat. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:

1. Um einen cybersicheren Bahnbetrieb zu erreichen, braucht es ein ganzes Dorf. Dies ist kein Job für einen einzelnen Anbieter. Daher sollten Netzbetreiber versuchen, mit Lösungsanbietern zusammenzuarbeiten, die wissen, wie sie in dieser Branche zusammenarbeiten und erfolgreich sein können.
2. Cybersicherheit sollte betriebliche Vorteile bieten, nicht nur Schutz. Im Schienenverkehr ist Cybersicherheit kein Zusatzprodukt — sie ermöglicht einen sichereren, zuverlässigeren und effizienteren Betrieb. Von der Minimierung ungeplanter Ausfallzeiten über die Rationalisierung des sicheren Fernzugriffs bis hin zur Reduzierung manueller Eingriffe — intelligente Investitionen in die Cybersicherheit können die Netzwerkverfügbarkeit erhöhen, die Wiederherstellungszeiten beschleunigen und die Gesamtsystemleistung verbessern.
3. Machen Sie sich offene Systeme zu eigen. Wenn es um Cybersicherheitslösungen geht, wollen Bahnbetreiber vermeiden, dass sie sich an einen Anbieter binden. Offene Systemansätze, also solche, die in der Lage sind, die besten neuen Durchbrüche zu erzielen, unabhängig davon, wer sie entwickelt, werden die Betreiber auf dem effizientesten Weg zur Cybersicherheit halten.
4. Die Design In- und Design Out-Prinzipien für Cybersicherheit bringen Bedenken und Fachwissen bereits zu Beginn der Lösungsentwicklung ein — wo sie hingehören — und erkennen gleichzeitig an, wie wichtig der Zeit- und Arbeitsaufwand ist, um diese Lösungen nach ihrer Implementierung zu unterstützen.
5. Vermächtnis ist wichtig. Das heutige Schienennetz besteht aus vielen alten und neuen Anlagen. Um sie widerstandsfähiger zu machen, sind mehr als IT-Innovationen erforderlich; es wird ein außergewöhnliches Maß an Betriebstechnologie erfordern. Die Zusammenarbeit mit Partnern, die ältere Ressourcen und ihre vielen Abhängigkeiten verstehen, ist für den Erfolg von größter Bedeutung.
6. Verfolgen Sie einen ganzheitlichen, auf Standards basierenden Ansatz für Cybersicherheit. Niemand sollte das Rad der Cybersicherheit neu erfinden müssen. Die Nutzung etablierter Best Practices wird zu schnelleren Erfolgen und skalierbareren Lösungen führen.

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Wabtec und Mandiant, ein Google-Unternehmen, das sich auf Cybersicherheitsdienste spezialisiert hat, haben gemeinsam ein neues Whitepaper mit dem Titel „Innovating in Rail Cybersecurity: Planungs- und Designperspektiven zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz“ veröffentlicht. Laden Sie Ihr Exemplar hier herunter.