Oil & gas industry faces hacking risks
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來源：传感联物
石油和天然氣看起來並不像是一個駭客們會感興趣的行業。
但事實上，隨著鑽井平台、煉油廠、總部和下游零售行業的普遍數位化和互聯性增加，公司越來越多地將日常業務建立在網際網路技術上，其網路安全風險也與日俱增。
雖然實際值錢的是一桶桶石油，而不是軟體或資料，但駭客的動機也在改變——網路恐怖主義，行業間諜活動，竊取資料和情報等。
有時駭客們使用間諜軟體竊取投標資料、用病毒感染生產控制系統，或發起DDOS分散式拒絕服務攻擊。
例如，2014年，駭客對歐洲50家油氣公司發起了全面攻擊，他們使用了先進的網路釣魚軟體和特洛伊木馬攻擊。
在2016年，能源行業是最容易受到網路攻擊的行業，近四分之三的美國油氣公司至少經歷過一次網路攻擊事件。
雖然一些人估計能源公司的網路犯罪，平均年度成本僅在1500萬美元左右。但一些重大事件，很容易造成數億美元的損失，更可能會危及人類生命和環境。因為油氣行業所涉及的近海鑽探、油井開採等生產流程，一旦出現問題，後果將十分嚴重。
一個大型的油氣行業在油氣儲量的模擬中，可能使用到多達50萬個處理器，公司所營運的鑽井和生產控制系統，可能分佈在全球各地不同的地理區域、油田、相關供應商服務商和合作伙伴之間。單一企業所儲存的敏感資料量，即可達到PB級別。
對於駭客來說，這些企業易受攻擊的網路鋪展極廣，並且有很多突破口(見圖1)。
圖1：油氣企業典型架構圖
企業架構中存在一些網路安全方面的漏洞：如複雜的作業系統和生產流程，資訊科技(IT)與操作技術(OT)很少有交集，防火牆可能造成即時系統的延遲，各部門間網路標準不一致，系統安全補丁更新不規律(尤其是供應商的安全系統)，歷史遺留問題。
通常，生產控制系統和軟體的開發，不是由企業的IT部門決定的，而是由基於不同IT安全標準的不同供應商提供的。例如，許多開採了十年以上的油井的控制系統版本，與新版本具有很大的差異，使得對這些系統的升級改造十分具有挑戰性。
例如，全球大約有1350個油氣田已經開採了25年以上。
有些油氣企業正在研發數位化油田和智慧油田，這也為駭客提供了新的攻擊機會。
例如，殼牌最近開發的系統，可以從加拿大的控制中心遠端控制阿根廷油井的開採速度和壓力。
物聯網技術能將所有一切聯通起來，彙總資料並分析，這是其強大之處，也是其最脆弱的地方。無數的感測器、無線通訊網路、自動化分析工具、智慧儀表這些都隱藏著許多安全漏洞。
圖2：油氣行業上游物聯網和網路成熟度
隨著越來越多網際網路技術的使用，網路攻擊的頻率、複雜度和影響都在增加。
但該行業的網路成熟度仍然相對較低，油氣行業董事會對網路風險的戰略性關注度普遍有限。
在最新的年度檔案中，只有少數幾家能源公司將網路入侵列為主要風險。
事實上，許多美國的油氣公司，都將網路風險與其他風險(如國內動亂、勞資糾紛和惡劣天氣)混為一談。
許多非美國的油氣公司甚至在他們100多頁的檔案中，都沒有提到「網路」一詞。
油氣行業價值鏈的不同部分的風險程度也不同，需要不同的策略來應對。
油氣行業上游價值鏈：勘探、開發、生產
根據歷史資料，上游業務中，鑽井勘探、開發和生產是風險最高的。
儘管生產流程中的每一環節都需要確保安全，但我們也需要衡量不同環節的風險程度，以決定行動的優先順序和關鍵點。
圖3：上游管理過程中的網路安全嚴重程度
勘探環節是相對安全的，不容易造成環境汙染或破壞，但也是競爭對手最感興趣的。
2011年，美國網路安全公司McAfee發表報告稱，5家西方跨國能源公司遭到駭客「有組織、隱蔽、有針對性」的攻擊。超過千兆位元組的敏感檔案被竊，包括油氣田操作的機密資訊、專案融資與投標檔案等。McAfee的報告稱這場網路間諜行動代號為「夜龍」(Night Dragon)，最早可能開始於2007年。
在開發環節，遠端即時操控系統是一個可能的駭客的突破口。從世界上任何地方，都可以即時獲取全球各地鑽井的資料，並控制其操作。這一環節受網路攻擊的影響程度和機會成本是最高的。
駭客不僅可以竊取機密的現場設計資料、施工藍圖，甚至在GPS座標和最佳定位間距上，做一點小小的改變，都能使公司遭受巨大損失。
生產階段是網路威脅最嚴重的階段，主要是由於歷史遺留問題過多，許多經過長期沿襲下來的資產，不具備安全防護措施，且多年來經過了許多次修補和翻新。
自動化使生產操作更安全高效，能為所有人都節省時間，但公司需要重視並投資網路安全，來確保這些新技術不會成為一把雙刃劍。
圖4：用整體風險管控減輕區域性網路風險
在2010年，韓國到南美的一條鑽井平台，因為惡意軟體攻擊而關閉了19天，而鑽機的每日合同費率高達500,000美元。
圖5：油氣行業的網路安全弱點
網路令牌、網路異常流量監測、資料備份、前置系統、網路掃描、網路手冊等都是可行的解決措施。
圖6：生產流程中網路攻擊防禦措施
此外，也需要使公司管理層意識到網路安全問題的重要性。網路安全問題不僅可以保護企業資產的安全，使系統執行更加可靠，也可以創造新的價值。
圖7：風險管理可以創造新價值
當前的低油價時期，已經為油氣公司提供了足夠的喘息空間，足以讓他們將注意力投向改善內部流程和系統。
像自動化、數位化油田這樣的專案，可以迅速從燒錢的專案變為成熟的投資。
油氣行業下游網路安全
油氣行業與下游的零售行業之間的聯絡日益緊密，提高了銷售的效率和業績。
但物聯網技術的推廣也使得企業系統，更多地暴露在了駭客的視野裡。
圖8：影響油氣行業的網路攻擊
目前對於網路攻擊具體影響的分析都是推測性的，缺乏大量的證據，但已經有一些可疑事件，足以使企業謹慎起來。
2008年，土耳其油管發生爆炸，最初調查認為是庫爾德分裂分子幹的，後來的調查又表明了網路攻擊的可能性，儘管缺乏證據。
2014年，德國一家鋼廠遭到網路攻擊，導致高爐失去控制，隨後對工廠造成重大損失。
2015年，中東的一些石油化工火災，被懷疑是由電腦病毒損壞裝置所導致的。
這些網路攻擊對於油氣行業的下游來說，可能會造成很大的經濟影響，因為提煉過程嚴重依賴於自動化、感測器和控制系統。
例如，煉油廠每天損失10萬桶油，收入會減少550萬美元，利潤會減少140萬美元。
如果網路攻擊從一個設施擴散到另一個設施，或者沿著影響分銷和零售網路的價值鏈下行，可能會最終導致數千萬美元的收入損失。
此外，任何物理傷害都可能造成數百萬(甚至數十億美元)的修復和建築成本。
在一個自動化水平更高、更依賴於網際網路的世界裡，網路攻擊可能造成的影響，會變得史無前例地嚴重。
圖9：下游產業不同部門的預估風險
圖10：下游價值鏈中的潛在風險示例
其中，與安全裝置有關的風險是值得重點注意的。例如冷卻液泵控制失靈、火災隱患等。
評估這些風險是一項複雜而長期的挑戰，公司需要時時關注、檢測和評估，不能設想一勞永逸。
為了管控網路風險，企業不僅需要在戰略上重視，在實際執行上也需要確保企業中有合適的人員、既定的流程和所需技術。
圖11：下游部門網路安全成熟度框架
根據德勤為一系列能源和資源公司所做的評估，油氣行業整體平均成熟度為2.5，總評分範圍是1-5分。
這意味著企業已經採取了一些特定措施來處理一部分檔案、標準和檢測方面的潛在威脅，但許多公司仍缺乏全面的安全計劃。
德勤建議油氣公司的成熟度應達到或超過4分。
從人員、流程和技術三個方面來看，有許多可行的措施以供企業提高自身的網路安全成熟度。
圖12：提高網路安全成熟度的可行措施
公司應限制不必要的網路互連，例如將內網和外網進行物理隔離，限制有許可權人員的訪問。
在某些情況下，公司可以考慮將涉密的核心生產流程與外界完全隔離。
企業所需要的不僅僅是傳統的簡單防火牆，他們更需要一個可以監視系統，並辨識網路入侵的工具。在最理想的狀態下，系統將擁有評估自身風險的能力，決定哪些問題可以由系統自行處理，哪些需要向網路安全部門發出警告。
對於高風險的部門，數位化雙胞胎是一種可行的解決方案。它是物理資產的一種虛擬形式，將虛擬生產資料(如蒸餾塔的感測器資料)與實際資料相比較，可以即時發現生產流程中的異常。
這種解決方案不僅能辨識網路攻擊，也能辨識出實際生產流程中的人為失誤。
使用雲端計算技術對於企業來說，能降低成本並提高靈活性，但雲計算服務也可能成為新的網路風險來源。
展望未來
油氣行業的企業面臨的主要障礙是安全意識不足，而且也缺乏部門間的協調，甚至是上下游相關行業間的協調。此外，網路安全人才短缺，和建設網路安全系統的成本也是可能存在的問題。
一個可行的計劃將是成功的關鍵，一個大型的、可靠的網路安全防禦系統，將有賴於所有人的精誠合作，鑑於油氣行業中的公司通常規模較大，業務較複雜，這對於他們來說可能比其它行業更為艱難。
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