Smart Grids y Ciberseguridad

Algunos ejemplos, un poco de historia y las tendencias y lo que parece estar ocurriendo en estos días. Dirigido a estudiantes del Grado en Ingeniería Eléctrica, en la asignatura "Redes Eléctricas Inteligentes"

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1. Smart Grids y ciberseguridad
   Fernando Tricas Garc´
   ıa
   ftricas@unizar.es
   Departamento de Inform´
   atica e Ingenier´
   ıa de Sistemas – Escuela de Ingenier´
   ıa y
   Arquitectura – Instituto de Investigaci´
   on en Ingenier´
   ıa de Arag´
   on – Universidad de
   Zaragoza
   Zaragoza, 3 de mayo de 2023
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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2. ´
   Indice
   Motivaci´
   on
   Un poco de historia
   Ciberguerra
   Smart Grids y ciberseguridad
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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3. ¿Cu´
   ando comenz´
   o la guerra de Ucrania?
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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4. ¿Cu´
   ando comenz´
   o la guerra de Ucrania?
   https://jsis.washington.edu/news/
   cyberattack-critical-infrastructure-russia-ukrainian-power-grid-attacks/
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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5. Ataques
   Prykarpattyaoblenergo
   Palabra clave: Hybrid Warfare
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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6. Poco a poco. . .
   2015
   ▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
   administradores de sistemas.
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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7. Poco a poco. . .
   2015
   ▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
   administradores de sistemas.
   ▶ Phishing:
   ▶ Spear Phishing: objetivos concretos (ataque dirigido).
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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8. Poco a poco. . .
   2015
   ▶ Primavera: spear phishing contra el personal de TI y
   administradores de sistemas.
   ▶ Documento Word, ‘Por favor active las macros’
   ▶ −→ Infecci´
   on + puerta trasera
   ¡Conseguido! −→ dentro de la red corporativa
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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9. Poco a poco. . .
   ▶ Siguientes meses: reconocimiento, exploraci´
   on y ‘cartograf´
   ıa’.
   ▶ Robo de credenciales que los trabajadores utilizaban para
   conectarse a la red de SCADAs usando VPNs
   ▶ Reconfiguraci´
   on del UPS1 de dos de los centros de control.
   ▶ No s´
   olo los clientes sin luz, los operadores tambi´
   en.
   ▶ Firmware malicioso para reemplazar los convertidores
   serie–Ethernet en m´
   as de una docena de subestaciones.
   ▶ Env´
   ıan informaci´
   on del SCADA al sistema de control.
   Objetivo: evitar que los operadores recuperen el control.
   (Primera vez en un entorno industrial).
   ▶ Los convertidores son los mismos que se utilizan en muchas
   instalaciones
   ¡Estamos preparados!
   1Uninterruptible Power Supply
   Smart Grids y ciberseguridad
   

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10. Poco a poco. . .
    ▶ 23 de Diciembre: el ataque.
    ▶ entran en la red de los SCADAs
    ▶ deshabilitan los sistemas UPS.
    ▶ ataque de denegaci´
    on de servicio a la red de telefon´
    ıa de los
    clientes para que no puedan llamar e informar (TDOS).
    Adem´
    as de la denegaci´
    on, provocar el enfado de los clientes
    (operaciones psicol´
    ogicas, manipulaci´
    on de la opini´
    on p´
    ublica)
    ▶ empiezan a abrir interruptores.
    ▶ Los convertidores no se pueden recuperar, porque est´
    an
    infectados y no sirven para detener el ataque.
    ▶ Malware KillDisk para borrar ficheros y dejar los computadores
    in´
    utiles.
    ▶ Algunos de forma manual.
    ▶ Otros en autom´
    atico.
    −→ Reconocimiento por parte de la compa˜
    nia de que hab´
    ıan sido
    atados.
    https://www.wired.com/2016/03/inside-cunning-unprecedented-hack-ukraines-power-grid/
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11. BlackEnergy
    ▶ 2007 bots para generar
    DDOS
    ▶ 2010, BlackEnergy 2
    ▶ 2014 BlackEnergy 3 (con
    plugins)
    ▶ Ataque a trav´
    es de un
    documento en Word o
    PowerPoint en un correo
    electr´
    onico.
    ▶ Sigue la evoluci´
    on
    . . . GreyEnergy
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12. BlackEnergy
    Origen: Rusia
    ▶ BlackEnergy es un troyano que se utiliza para llevar a cabo
    ataques DDoS, ciberespionaje y ataques de destrucci´
    on de
    informaci´
    on.
    ▶ ICS 2, energ´
    ıa, organismos gubernamentales y medios de
    comunicaci´
    on en Ucrania
    ▶ Empresas ICS/SCADA de todo el mundo
    ▶ Empresas de energ´
    ıa de todo el mundo
    2Industrial Control Systems
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13. Los ‘malos’
    ▶ CIH (1998) de 20 a 80 millones de d´
    olares.
    ▶ Melissa (1999) 300 a 600 millones de d´
    olares
    ▶ ILOVEYOU (2000) de 10 a 15 billones de d´
    olares
    ▶ Code Red (2001) 2.6 billones de d´
    olares.
    ▶ SQL Slammer (2003), 500000 servidores. Poco da˜
    no porque
    era s´
    abado.
    ▶ Blaster (2003)
    ▶ SoBig (agosto 03) de 5 a 10 billones de d´
    olares y m´
    as de un
    mill´
    on de ordenadores infectados.
    1 mill´
    on de copias de ´
    el mismo en las primeras 24 horas.
    ▶ Bagle (2004) Muchas variantes
    ▶ Sasser (2004) suficientemente destructivo como para colgar
    algunas comunicaciones satelites de agencia francesas.
    Tambien consigui´
    o cancelar vuelos de numeros compa˜
    nias
    a´
    ereas.
    No necesitaba acciones por parte del usuario para propagarse.
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14. Evoluci´
    on: botnets
    ‘La seguridad f´
    ısica y la ciberseguridad se dan la mano: CCTV‘
    https://www.incibe-cert.es/blog/seguridad-fisica-ciberseguridad
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15. Ciberguerra: STUXNET
    2005 (comienza el desarrollo) – 2010 (Entra en acci´
    on)
    ▶ Israel y EEUU (no reconocido),
    operaci´
    on Juegos Ol´
    ımpicos.
    ▶ Ataque contra el programa nuclear
    de Ir´
    an.
    ▶ Objetivo: los sistemas de
    adquisici´
    on y control de supervisi´
    on
    (SCADAa).
    ▶ Controladores L´
    ogicos
    Programables (PLCb).
    ▶ Centrifugadoras de gas, utilizadas
    para separar material nuclear.
    aSupervisory Control And Data Acquisition
    bProgrammable Logic Controllers
    https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_centrifuge
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16. STUXNET
    ▶ Ataque a trav´
    es de cuatro fallos de ‘d´
    ıa cero’ (zero-day flaws).
    ▶ Ataque de ejecuci´
    on remota RPC sin autentificar (MS08-067)
    ▶ Fallo en LNK (enlaces) para lanzar el c´
    odigo del ataque. (MS10-046)
    ▶ Fallo en el servicio de colas de impresi´
    on que permit´
    ıa enviar y ejecutar c´
    odigo malicioso en
    m´
    aquinas remotas.
    ▶ Fallos de elevaci´
    on de privilegios.
    ▶ M´
    aquinas con Windows y programa de Siemens (Step7).
    ▶ Consigui´
    o recolectar informaci´
    on y forzar la destrucci´
    on de las
    centrifugadoras haci´
    endolas girar m´
    as r´
    apido.
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17. Un mercado de fallos de d´
    ıa cero
    https://zerodium.com/
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18. Un mercado de fallos de d´
    ıa cero (m´
    oviles)
    https://zerodium.com/
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19. STUXNET
    M´
    aquinas desconectadas de la red.
    ▶ Un ‘rootkit’, responsable de ocultar el rastro.
    ▶ Se introduce a trav´
    es de un ‘pendrive’ infectado.
    ▶ Modifica el c´
    odigo para enviar instrucciones inesperadas al
    PLC, devolviendo valores normales a los usuarios.
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20. STUXNET
    M´
    aquinas desconectadas de la red.
    ▶ Un ‘rootkit’, responsable de ocultar el rastro.
    ▶ Se introduce a trav´
    es de un ‘pendrive’ infectado.
    ▶ Modifica el c´
    odigo para enviar instrucciones inesperadas al
    PLC, devolviendo valores normales a los usuarios.
    Later. . . https://web.archive.org/web/20120104215049/http:
    //www.symantec.com/security_response/writeup.jsp?docid=2010-071400-3123-99
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21. Un experimento
    2016
    University of Illinois.
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22. Un experimento
    Smart Grids y ciberseguridad
    

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23. Un experimento
    ‘Does dropping usb drives really work?’ Blackhat USA 2016
    https://www.tripwire.com/state-of-security/
    does-dropping-malicious-usb-sticks-really-work-yes-worryingly-well
    Matthew Tischer, Zakir Durumeric, Sam Foster, Sunny Duan, Alec Mori, Elie Bursztein, Michael Bailey ‘Users
    Really Do Plug in USB Drives They Find’. Black Hat 2016.
    https://zakird.com/papers/usb.pdf
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24. Para pensar...
    ▶ Gobiernos como autores de malware
    ▶ Mercados
    ▶ D´
    ıa cero
    ▶ ¿Ataque o defensa?
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25. RansomWare
    WannaCry, viernes, 12 de mayo de 2017.
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26. Ataque a SolarWinds
    2019 – 2020
    ▶ Sistema Orion IT de monitorizaci´
    on y gesti´
    on de software
    (redes e infraestructura).
    ▶ Acceso privilegiado a los sistemas (acceso al registro de
    actividad y de prestaciones).
    ▶ Una componente de vigilancia (monitoring) que permite abrir
    una puerta trasera (backdoor).
    ▶ Afectados: Homeland Security, State, Commerce, Treasury,
    FireEye, Microsoft, Intel, Cisco and Deloitte
    https://www.wired.com/story/the-untold-story-of-solarwinds-the-boldest-supply-chain-hack-ever/
    Ataque a la cadena de suministro
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27. Consecuencias
    ‘Software Bill of Materials’, (SBOM), orden ejecutiva firmada por
    Joe Biden en mayo de 2021.
    https://www.nist.gov/itl/executive-order-14028-improving-nations-cybersecurity/
    software-security-supply-chains-software-1
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28. Colonial pipeline. Ataques a infraestructuras cr´
    ıticas.
    Mayo 2021
    ▶ Sistema de tuber´
    ıas para transportar gasolina, di´
    esel ...
    ▶ Desde Houston, Texas hasta el Sudeste de EEUU, NY, ....
    ▶ RansomWare
    ▶ La empresa tuvo que detener todas las operaciones para
    detener el ataque.
    https://www.reuters.com/technology/
    colonial-pipeline-halts-all-pipeline-operations-after-cybersecurity-attack-2021-05-08/
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29. Colonial pipeline
    ▶ Pagaron el rescate (75 bitcoin o $4.4 millones)
    ▶ La herramienta era tan lenta que los propios recursos de la
    empresa fueron m´
    as eficaces.
    ▶ Declaraci´
    on de estado de emergencia en 17 estados.
    ▶ Ataque a la infraestructura de facturaci´
    on (no fallo en las
    tuber´
    ıas).
    ▶ Tambi´
    en robo de datos
    ▶ Fallos en productos de Microsoft
    ▶ Fallos en productos de SolarWinds
    ▶ Fallos en productos de VMware
    DarkSide ¿Rusia?
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30. Algunos factores de riesgo en Smart Grids
    ▶ Falta de estandarizaci´
    on.
    ▶ Falta de atenci´
    on al problema
    ▶ Ciberseguridad vs privacidad
    ▶ Seguridad por dise˜
    no
    ▶ Se ha visto como algo adicional
    ‘Smart Grid Security’ (European Network and Information Security
    Agency, enisa, 2012)
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31. Ataques a Smart Grids
    Tala Talaei Khoei, Hadjar Ould Slimane, Naima Kaabouch, ‘A
    Comprehensive Survey on the Cyber-Security of Smart Grids:
    Cyber-Attacks, Detection, Countermeasure Techniques, and Future
    Directions’.
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32. Niveles de comunicaci´
    on
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33. Seguimos con la complejidad
    Mohammad Kamrul Hasan, AKM Ahasan Habib, Zarina Shukur, Fazil Ibrahim,
    Shayla Islam, Md Abdur Razzaque, ‘Review on cyber-physical and
    cyber-security system in smart grid: Standards, protocols, constraints, and
    recommendations’ In Journal of Network and Computer Applications Volume
    209, January 2023, 103540.
    https://doi.org/10.1016/j.jnca.2022.103540
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34. Riesgos y preocupaciones
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35. Preocupaci´
    on
    ‘Infrastructure cybersecurity: the U.S. electric grid’
    https://www.rpc.senate.gov/policy-papers/infrastructure-cybersecurity-the-us-electric-grid
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36. Conclusiones
    ▶ Un mercado
    ▶ Riesgos muy diversos y a muchos niveles
    ▶ Infraestructuras cr´
    ıticas
    ▶ Preocupaci´
    on, regulaci´
    on...
    ▶ ‘If It’s Smart, It’s Vulnerable’ (Mikko Hypponen. Agosto 2022)
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37. ¡Gracias!
    ftricas@unizar.es
    @fernand0
    https://webdiis.unizar.es/~ftricas/
    http://www.flickr.com/photos/atalaya/28400415/
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