黑客大曝光：工業(yè)控制系統(tǒng)安全

譯者序 

作者簡(jiǎn)介 

技術(shù)審校者簡(jiǎn)介 

前言 

致謝 

第一部分　做好準(zhǔn)備：工業(yè)控制系統(tǒng)滲透測(cè)試就位 

案例研究　第一部分：無盡的災(zāi)難2 

第1章　工業(yè)控制系統(tǒng)安全概述4 

1.1　信息物理系統(tǒng)：機(jī)器崛起5 

1.1.1　傳統(tǒng)威脅的全新攻擊向量7 

1.1.2　后果：這將導(dǎo)致什么呢8 

1.1.3　理解工控系統(tǒng)所面臨的現(xiàn)實(shí)威脅與風(fēng)險(xiǎn)9 

1.2　工業(yè)控制系統(tǒng)概述12 

1.2.1　畫面12 

1.2.2　監(jiān)視12 

1.2.3　控制12 

1.2.4　用于工控系統(tǒng)的普渡參考模型13 

1.2.5　常用控制系統(tǒng)、設(shè)備和組件的類型15 

1.3　本章總結(jié)20 

1.4　延伸閱讀20 

第2章　工業(yè)控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估22 

2.1　工控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估入門22 

2.1.1　難以確定的工控系統(tǒng)“風(fēng)險(xiǎn)度量標(biāo)準(zhǔn)”23 

2.1.2　風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)23 

2.1.3　工控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中評(píng)價(jià)和測(cè)量的內(nèi)容24 

2.1.4　工控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程概述27 

2.2　工控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程步驟28 

2.2.1　第1階段：資產(chǎn)識(shí)別與評(píng)定30 

2.2.2　第2階段：脆弱性識(shí)別與威脅建模36 

2.2.3　后續(xù)步驟51 

2.3　本章總結(jié)51 

2.4　延伸閱讀52 

第3章　通過威脅建模獲取具有可操作性的工業(yè)控制系統(tǒng)威脅情報(bào)53 

3.1　威脅信息與威脅情報(bào)54 

3.2　威脅建模：將工控系統(tǒng)威脅信息轉(zhuǎn)化為“可操作”的威脅情報(bào)56 

3.2.1　工控系統(tǒng)殺傷鏈56 

3.2.2　工控系統(tǒng)威脅建模過程58 

3.2.3　信息收集60 

3.3　本章總結(jié)78 

3.4　延伸閱讀78 

案例研究　第二部分：威脅涌現(xiàn)79 

延伸閱讀81 

第二部分　工業(yè)控制系統(tǒng)入侵 

案例研究　第三部分：乘虛而入84 

延伸閱讀86 

第4章　滲透測(cè)試策略87 

4.1　滲透測(cè)試的目的88 

4.2　黑盒測(cè)試、白盒測(cè)試與灰盒測(cè)試90 

4.3　特殊考量：工控系統(tǒng)滲透測(cè)試不同于IT系統(tǒng)滲透測(cè)試91 

4.4　實(shí)驗(yàn)環(huán)境的部署93 

4.4.1　從“類似”配置的系統(tǒng)中取樣93 

4.4.2　虛擬化94 

4.4.3　裝備99 

4.5　測(cè)試規(guī)則100 

4.6　風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的運(yùn)用101 

4.7　工控系統(tǒng)滲透測(cè)試：測(cè)試策略101 

4.7.1　偵察（“踩點(diǎn)”）102 

4.7.2　外部測(cè)試103 

4.7.3　跳板攻擊105 

4.7.4　網(wǎng)絡(luò)之外的考慮：非對(duì)稱與可替換的攻擊向量107 

4.7.5　內(nèi)部測(cè)試：針對(duì)工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試108 

4.8　本章總結(jié)112 

4.9　延伸閱讀112 

第5章　工業(yè)控制系統(tǒng)協(xié)議攻擊114 

5.1　Modbus協(xié)議114 

5.1.1　Modbus協(xié)議中間人攻擊119 

5.1.2Schneider終止CPU運(yùn)行攻擊119 

5.1.3　Schneider功能碼90鑒別攻擊121 

5.2　EtherNet/IP協(xié)議122 

5.2.1　EtherNet/IP協(xié)議身份鑒別請(qǐng)求攻擊124 

5.2.2　EtherNet/IP協(xié)議中間人攻擊126 

5.2.3　EtherNet/IP協(xié)議終止CPU運(yùn)行攻擊126 

5.3　DNP3協(xié)議127 

5.3.1　DNP3 協(xié)議模糊測(cè)試攻擊131 

5.3.2　DNP3協(xié)議鑒別攻擊133 

5.4　Siemens S7通信協(xié)議134 

5.4.1　S7協(xié)議終止CPU運(yùn)行攻擊135 

5.4.2　S7協(xié)議鑒別攻擊141 

5.4.3　S7 協(xié)議口令暴力破解攻擊144 

5.5　BACnet協(xié)議147 

5.6　其他協(xié)議152 

5.6.1　OMRON FINS協(xié)議鑒別攻擊152 

5.6.2　PCWORX協(xié)議鑒別攻擊153 

5.7　協(xié)議攻擊的對(duì)抗措施154 

5.7.1　更新固件154 

5.7.2　強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)隔離和網(wǎng)絡(luò)安全155 

5.7.3　口令暴力攻擊的對(duì)抗措施155 

5.8　本章總結(jié)156 

5.9　延伸閱讀156 

第6章　工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備與應(yīng)用攻擊157 

6.1　軟件的漏洞利用158 

6.1.1　若干基本原理158 

6.1.2　緩沖區(qū)溢出159 

6.1.3　整型溢出：上溢、下溢、截?cái)嗯c符合失配164 

6.1.4　指針操縱168 

6.1.5　格式化字符串172 

6.1.6　目錄遍歷175 

6.1.7　DLL劫持178 

6.1.8　注入182 

6.1.9　跨站腳本186 

6.1.10　跨站請(qǐng)求偽造189 

6.1.11　硬編碼值利用191 

6.1.12　暴力攻擊192 

6.2　所有軟件皆有漏洞194 

6.3　本章總結(jié)194 

6.4　延伸閱讀195 

第7章　工業(yè)控制系統(tǒng)“0-day”漏洞研究196 

7.1　像攻擊者一樣思考197 

7.2　步驟1：目標(biāo)選取197 

7.3　步驟2：文檔研究198 

7.4　步驟3：可訪問接口的枚舉與優(yōu)先級(jí)排序198 

7.5　步驟4：逐接口分析與測(cè)試199 

7.5.1　模糊測(cè)試199 

7.5.2　靜態(tài)二進(jìn)制分析205 

7.5.3　動(dòng)態(tài)二進(jìn)制分析211 

7.6　步驟5：漏洞利用214 

7.7　融會(huì)貫通：MicroLogix案例研究216 

7.7.1　漏洞研究的準(zhǔn)備216 

7.7.2　深入之前的工作217 

7.7.3　打造定制固件218 

7.8　本章總結(jié)223 

7.9　延伸閱讀224 

7.9.1　工具224 

7.9.2　一般文獻(xiàn)224 

第8章　工業(yè)控制系統(tǒng)惡意代碼225 

8.1　工控系統(tǒng)惡意代碼入門225 

8.1.1　代碼釋放器225 

8.1.2　Rootkits227 

8.1.3　病毒228 

8.1.4　廣告軟件與間諜程序228 

8.1.5　蠕蟲229 

8.1.6　木馬229 

8.1.7　勒索軟件231 

8.1.8　感染途徑232 

8.2　工控系統(tǒng)惡意代碼分析234 

8.2.1　實(shí)驗(yàn)環(huán)境234 

8.2.2　Stuxnet235 

8.2.3　Flame237 

8.2.4　Havex237 

8.2.5　BlackEnergy239 

8.2.6　偽裝為工控系統(tǒng)軟件的犯罪軟件241 

8.2.7　Shamoon243 

8.3　本章總結(jié)243 

8.4　延伸閱讀244 

案例研究　第四部分：立足之地245 

延伸閱讀247 

第三部分　融會(huì)貫通：風(fēng)險(xiǎn)緩解 

案例研究　第五部分：何去何從250 

延伸閱讀251 

第9章　工業(yè)控制系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)入門252 

9.1　合規(guī)性與安全性253 

9.2　常見的工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)254 

9.2.1　NIST SP 800-82254 

9.2.2　ISA/IEC 6244325