鐵路行業越來越被視為網路犯罪分子的可行目標。訊號系統、牽引系統、列車控制系統、乘客資訊系統和車站基礎設施，都可能面臨風險。雖然鐵路的基礎一直是安全，但我們現在必須考慮一個新的正規化：網路安全。
幾十年來一直被認為是安全的鐵路系統，現在可能會被新引入的數位命令破壞。操縱此類命令可能會導致碰撞和其他噩夢場景：網路犯罪分子可能會決定攻擊售票機、乘客資訊顯示器，和乘客 Wi-Fi 系統。這些系統正變得容易受到網路攻擊，因為它們已經從客製化的獨立系統，轉向使用商業現成（COTS）元件，建構的開放平台標準化裝置，並越來越多地使用可以透過公共和私人網路，遠端訪問的網路控制和自動化系統。
為什麼？
鐵路系統成為網路攻擊的目標有很多原因：分散式架構；裝置的長生命週期；供應鏈和技術的多樣性；以及增加與數位系統的連線。鐵路網路越數位化，關鍵訊號系統就越容易受到網路破壞。
增加的訊號網路連線和數位化使現代訊號系統得以採用，如歐洲鐵路列車管理系統（ERTMS）、正向列車控制（PTC）系統、雲分析、企業對訊號操作的可見性，以及供應商監控的預測性維護系統。與此同時，這些系統對安全、可靠和具有成本效益的操作構成威脅。
當連線到外部網路時，鐵路網路面臨的最大風險是最大的。外圍元件，如訊號和點機，正在佈署越來越多的感測器，使聯鎖和相關系統能夠接收比傳統系統更多的現場資料。
物聯網如何發揮作用
物聯網（IoT）的成長，導致火車上連線的裝置激增，其中一些甚至像吃到飽車中的「智慧咖啡壺」一樣基本。這些通常是非常便宜的系統，幾乎沒有安全性。在這些情況下，可以透過乘客網路訪問訊號網路，「智慧咖啡壺」網路訪問成為駭客的入口點。
最令人擔憂的是，當關鍵任務控制系統連線到乘客使用的相同網路時，或者商業網路向駭客開啟控制系統，駭客甚至不需要在火車上找到進入控制系統的方法。火車到地面通訊通常基於無線區域網（WLAN）技術，來執行火車控制。壞消息是，身份驗證、加密和傳輸等關鍵技術的漏洞，使 WLAN 面臨一系列風險。
此外，舊的實現採用了網路保護薄弱的舊 Wi-Fi 技術。因此，他們可能會遭受嗅探、流氓接入點（AP）、中間人（MitM）和拒絕服務（DoS）等攻擊。由於這些系統包括專有協議和應用，僅使用為 IT 系統設計的網路安全解決方案，可能無法有效應對這些 OT 系統的網路威脅，甚至可能導致 OT 網路出現問題。
解決方案
隨著網路攻擊變得越來越複雜，鐵路行業需要實施適當的主動安全做法，而不是被動式安全做法。雖然預防性網路安全技術能夠應對已知的基於簽名的威脅，但需要網路安全威脅監控，來辨識更複雜的威脅和零日駭客攻擊，這些威脅和駭客可能沒有已知的簽名來逃避這些控制。
鐵路系統的有效網路安全解決方案，應提供即時警報和持續監控，為鐵路運營商提供對其系統的完全可見性，以及快速應對潛在威脅的能力。持續的威脅檢測必須輔之以可操作的見解，允許不一定是網路安全母語的鐵路經營業者審查警報，並實施後續步驟。
網路威脅保護通常基於分層防禦的原則、這些防禦的多樣性以及「撤退、重組和恢復」的能力。成功的深度防禦（DiD）方法，需要根據具體的安全要求，將鐵路系統分割成明顯區分的區域。從資訊科技（IT）系統實踐中衍生出來的網路安全，能夠應用於鐵路系統架構，如 ERTMS、基於通訊的列車控制（CBTC），以及基於 IP 和/或基於雲的新興訊號設計。
通訊系統；列車控制和訊號介面；電力和牽引控制訊號；以及業務/公司系統應採取保護措施，以辨識和禁止未經授權的傳輸，並限制透過專門用於傳輸的連結以外的連結傳輸資料。還應監控系統，並分析基礎架構是否有故障和異常效能。
應考慮網路監控解決方案，該解決方案提供整個網路的完整即時檢視，其中包含涵蓋所有等級的詳細資訊 —— 從網路的整個拓撲，到每個資產的粒度等級，包括軌道端裝置、聯鎖、管理工作站等。這種對網路的深入可見性消除了盲點，揭示了資產連線並對備援連線進行了分類。這些系統透過分析被動捕獲的資料來確定網路的即時網路安全狀態，使用深度資料包檢查技術，而不需要有關網路的事先資訊。
系統架構中應採用硬線安全系統，以便安全功能不依賴軟體。這目前是機車車輛緊急剎車請求的絕對要求。乘客的火車網路和用於火車控制和鐵路訊號的網路應，在實體和電子上分開，特別是在使用 Wi-Fi 的情況下（即應該有一個「氣隙」，防止乘客直接進入火車的控制和指揮系統）。
25 多年來，防火牆一直是網路安全的第一道防線，但它是軌道系統的正確網路安全解決方案嗎？防火牆本質上是一個路由器，具有一套具有軟體提供安全性的規則。世界上每個軟體都有錯誤和漏洞，任何一行程式都可以被利用。 提供的安全性相當大，但你可以輕鬆操縱和重新配置它，從而有可能獲得對軌道訊號網路的訪問。
為了保持最高水準的安全性和可靠性，訊號網路周界必須由單向安全閘道器保護。許多國際標準，如法國國家資訊系統安全局（ANSSI），鼓勵使用單向閘道器，而不是防火牆將鐵路交換系統連線到公司網路。這些單向安全閘道器為訊號系統和機車控制提供了絕對保護，使其免受來自外部、不太受信任的網路的攻擊。
結論
隨著鐵路系統經歷現代化程序，我們需要瞭解鐵路業務、IT、營運技術（OT），以及網路安全需要如何融入所有這些世界的人。異常安全、高效率和環保的火車，對智慧交通生態系統來說將是寶貴的。如果沒有數位化轉型和不妥協的網路安全水準，鐵路就有可能失去塑造移動性未來的重要機會。透過今天對網路安全的投資，鐵路行業將在未來幾十年內朝著保護其未來的方向邁進。
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