ヒューマン・マシン・インターフェース（HMI）は、複雑なシステムを監視・制御する手段をオペレータに提供する、産業用アプリケーションの重要なコンポーネントです。情報技術（IT）と運用技術（OT）の融合が進むにつれ、HMI のセキュリティはますます重要になっています。効果的な HMI セキュリティは、重要な産業プロセスの完全性、可用性、および機密性を保証します。このブログ記事では、技術的および組織的な対策の両方に焦点を当てながら、産業環境における HMI のセキュリティ確保のためのベストプラクティスを探ります。

HMI セキュリティの重要性を理解する

産業環境において、HMI は人間のオペレータと産業用制御システム（ICS）の橋渡しの役割を果たします。HMIは、リアルタイムのデータを表示し、システムの調整を可能にし、操作上の意思決定に必要な重要なフィードバックを提供します。その不可欠な役割を考えると、HMI はサイバー攻撃の格好の標的であり、生産ダウンタイム、安全上の危険、経済的損失などの深刻な結果を招きかねません。

産業用モノのインターネット（IIoT）とインダストリー4.0によって、産業用システムの接続性が高まっているため、攻撃対象が拡大しています。HMIを標的とするサイバー脅威は、ソフトウェア、ネットワークプロトコル、ユーザーインタラクションの脆弱性を悪用する可能性があります。そのため、産業オペレーションを保護するためには、強固なセキュリティ対策の導入が不可欠です。

堅牢な認証とアクセス制御の実装

効果的な認証とアクセス制御の仕組みは、HMI セキュリティの基本です。これらの対策により、許可された担当者のみが HMI にアクセスし、操作できるようになります。

認証

認証は、HMI にアクセスしようとするユーザーの身元を確認します。セキュリティを強化するために、単純なパスワードだけでなく、多要素認証（MFA）も考慮する必要があります。MFA は、ユーザが知っているもの（パスワード）、ユーザが持っているもの（物理的なトークンまたはモバイルデバイス）、およびユーザが持っているもの（生体認証）を組み合わせたものです。このレイヤーアプローチは、不正アクセスのリスクを大幅に低減します。

アクセス・コントロール

アクセス制御は、認証されたユーザーが HMI 環境内でできることを定義します。役割ベースのアクセス制御（RBAC）を実装することで、ユーザーが職務を遂行するために最低限必要な権限を持つことを保証します。例えば、オペレーターはリアルタイムのデータや制御機能にアクセスできるかもしれませんが、メンテナンススタッフは構成設定にアクセスする必要があるかもしれません。アクセス権の定期的な監査と見直しは、セキュリティとコンプライアンスの維持に役立つ。

安全な通信の確保

HMIと他のシステムコンポーネント間の通信は、データの傍受、改ざん、またはなりすましを防ぐために安全でなければならない。

暗号化

トランスポート・レイヤー・セキュリティ（TLS）のような暗号化プロトコルを使用することで、HMI と ICS コンポーネント間で送信されるデータが暗号化される。これにより、攻撃者による機密情報の盗聴や悪意のあるデータの注入を防ぐことができる。転送中および静止中のデータを保護するために、エンドツーエンドの暗号化を実装する必要があります。

ネットワークのセグメンテーション

ネットワークのセグメンテーションには、潜在的なサイバー攻撃の拡散を制限するために、ネッ トワークをより小さく隔離されたセグメントに分割することが含まれる。クリティカルな HMI は、厳密なアクセス制御と監視を備えた安全なネットワークセグメントに配置する必要がある。これにより、攻撃者がネットワーク内を横方向に移動して重要なシステムに到達するリスクを低減できる。

ソフトウェアの定期的な更新とパッチ適用

HMI ソフトウェアとファームウェアを常に最新の状態に保つことは、脆弱性を軽減するために不可欠です。ベンダーは、セキュリティ上の欠陥に対処し、機能を向上させるためのアップデートやパッチを頻繁にリリースしています。

パッチ管理

アップデートをタイムリーに適用するために、パッチ管理プロセスを確立する。これには、利用可能なパッチを追跡し、管理された環境でテストし、ネットワーク全体に展開することが含まれます。自動化されたパッチ管理ソリューションは、このプロセスを合理化し、人的ミスのリスクを低減します。

ベンダーとのコミュニケーション

HMI ベンダーとの定期的なコミュニケーションを維持し、セキュリティ勧告や更新に関する情報を常に入手できるようにする。ベンダーは、新たに発見された脆弱性や推奨される緩和策に関する重要な情報を提供することがよくあります。この点に積極的に取り組むことで、HMI システムのセキュリティ体制を大幅に強化することができる。

定期的なセキュリティ評価の実施

定期的なセキュリティ評価により、脆弱性を特定し、セキュリティポリシーの遵守を確認することができます。

脆弱性評価

脆弱性評価を実施し、HMI システムの潜在的な弱点を特定する。この評価では、既知の脆弱性、設定ミス、古いソフトウェアをスキャンする。特定された問題に迅速に対処することで、悪用のリスクを低減する。

侵入テスト

侵入テストは、セキュリティ対策の有効性を評価するために、実際のサイバー攻撃をシミュレートします。倫理的なハッカーが HMI 防御の突破を試みることで、潜在的な攻撃ベクトルや弱点に関する貴重な洞察が得られます。侵入テストから得られた知見は、強化されたセキュリティ対策の実施の指針となります。

侵入検知防御システムの導入

侵入検知防御システム（IDPS）は、HMI 環境を監視し、サイバー脅威から防御するために不可欠です。

侵入検知システム (IDS)

IDS は、疑わしい動作の兆候がないか、ネットワークトラフィックとシステムアクティビティを監視します。潜在的な脅威が検出されるとアラートを生成し、セキュリティチームが迅速に対応できるようにします。シグネチャ・ベースの IDS は既知の脅威パターンに依存し、アノマリ・ベースの IDS は機械学習を使用して通常の動作からの逸脱を識別します。

侵入防御システム（IPS）

IPS は、悪意のある活動をリアルタイムで検出するだけでなく、ブロックすることもできます。セキュリティ・ポリシーを自動的に適用し、不正アクセスや攻撃を防止します。IPS を HMI と統合することで、進化する脅威に対する継続的な保護が保証されます。

物理的セキュリティの確保

物理的なセキュリティ対策は見過ごされがちですが、HMI システムを保護する上で非常に重要です。

物理的な場所のアクセス制御

HMI システムを収容する物理的な場所に、アクセス制御メカニズムを導入する。これには、安全な入口、監視カメラ、アクセス試行の記録などが含まれます。HMI ハードウェアへの物理的なアクセスは、許可された担当者のみが行う必要があります。

環境制御

HMI ハードウェアが、温度調節やほこりや湿気からの保護など、適切な環境制御が施された環境に収容されていることを確認する。環境要因は、HMI システムの信頼性とセキュリティに影響を与える可能性があります。

トレーニングおよび意識向上プログラム

HMI のセキュリティには、人的要因が重要な役割を果たします。トレーニングと意識向上プログラムにより、担当者はセキュリティの重要性とそれを維持するための自分の役割を理解することができます。

セキュリティ意識向上トレーニング

HMI システムに関わるすべての要員を対象に、定期的なセキュリティ意識向上トレーニングセッションを実施する。このトレーニングでは、パスワード管理のベストプラクティス、フィッシング試行の認識、セキュリティインシデントへの対応について説明する。

インシデント対応トレーニング

セキュリティ・インシデントに効果的に対応できるようにスタッフを準備する。インシデント対応トレーニングにより、セキュリティ侵害を特定、報告、緩和する方法を職員に周知させる。定期的な訓練とシミュレーションにより、この知識を強化し、準備態勢を向上させる。

包括的なセキュリティ方針の策定

包括的なセキュリティポリシーは、すべてのセキュリティ対策と実践の基礎となる。

ポリシーの策定

HMI システムのセキュリティ要件、役割、責任を概説するセキュリティポリシーを策定する。このポリシーは、アクセス制御、データ保護、インシデント対応、関連する規制や標準への準拠などの分野をカバーする必要がある。

ポリシーの実施

定期的な監査、監視、およびコンプライアンス違反に対する懲戒処分を通じて、セ キュリティ方針を実施する。すべての要員がポリシーを遵守するようにすることで、一貫性のある安全な業務環境を維持することができる。

結論

産業用アプリケーションにおけるヒューマン・マシン・インターフェースのセキュリティ確保には、技術的、組織的、人的要因を組み合わせた多面的なアプローチが必要である。強固な認証とアクセス制御の実装、安全な通信の確保、ソフトウェアの定期的な更新、セキュリティ評価の実施、セキュリティ意識の文化の醸成により、組織は HMI システムのセキュリティを大幅に強化することができます。産業環境が進化し続ける中、重要なインフラを保護し、オペレーションの完全性を維持するためには、セキュリティの課題に対する警戒心と積極性を維持することが不可欠です。