Tại sao an ninh mạng cho năng lượng mặt trời lại quan trọng - và khó khăn

Một cuộc tấn công mạng thành công nhắm vào cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời có thể tác động tiêu cực đến sự thuận tiện, an toàn và an ninh quốc gia. Trong khi cái giá của việc không hoạt động là cao, nhiều mảng bảng điều khiển hiện đại thiếu các biện pháp kiểm soát bảo mật cơ bản và dễ bị tấn công. An ninh mạng có thể là giải pháp.

Tại sao an ninh mạng cho thiết bị năng lượng mặt trời lại quan trọng?

Nếu không có an ninh mạng linh hoạt hơn cho năng lượng mặt trời, các thành phố trên cả nước sẽ gặp rủi ro. Cơ sở hạ tầng năng lượng quan trọng phụ thuộc vào các tấm pin mặt trời, nghĩa là chỉ một cuộc tấn công mạng được bố trí hợp lý cũng có thể gây ra tình trạng mất điện trên diện rộng.

Các thành phố thông minh và những chủ nhà sử dụng tấm pin mặt trời cũng không phải là những đối tượng duy nhất bị ảnh hưởng. Tỷ lệ sử dụng năng lượng mặt trời đã tăng nhanh trong những năm gần đây, có nghĩa là tất cả mọi người nhận điện từ một nhà máy điện quy mô tiện ích đều có khả năng bị ảnh hưởng.

Một lý do thường bị bỏ qua khác khiến an ninh mạng năng lượng mặt trời trở nên quan trọng là sự phụ thuộc của đất nước vào vệ tinh. Hầu hết trong số họ sử dụng hệ thống mảng năng lượng mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện, cung cấp năng lượng cho các tải trọng và quy trình của chúng. Các vệ tinh có quỹ đạo thấp được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày để liên lạc và giám sát quân sự.

Trong khi nhiều người chỉ xem xét các nhà máy điện và mảng tấm pin khi nghĩ đến an ninh mạng cho năng lượng mặt trời, thì sự thật là nhiều công nghệ và cơ sở hạ tầng quan trọng hơn có thể bị ảnh hưởng bởi các cuộc tấn công mạng.

Chính phủ liên bang ngày càng quan tâm đến an ninh mạng năng lượng mặt trời và muốn tìm ra giải pháp. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã ưu tiên vấn đề này và mô tả nó là quan trọng đối với an ninh quốc gia và nền kinh tế của đất nước.

Những thách thức lớn của an ninh mạng năng lượng mặt trời

Trong nhiều thập kỷ, rủi ro mạng của năng lượng mặt trời là không đáng kể vì nó tương đối hiếm và chưa tiên tiến. Giờ đây, việc áp dụng rộng rãi và quá trình chuyển đổi kỹ thuật số đã tăng tốc, nhiều thành phần hơn đã được kết nối với nhau - nghĩa là chúng trở nên dễ bị hack hơn nhiều.

Trên thực tế, hoạt động của năng lượng mặt trời luôn có nguy cơ bị vi phạm bất kể hàng phòng ngự của họ mạnh đến mức nào. Việc xâm nhập và hack là không thể tránh khỏi khi tồn tại lỗi của con người và lỗ hổng bảo mật. Tuy nhiên, cơ hội tấn công thành công vẫn cao hơn mức cần thiết.

Nhiều bộ biến tần quang điện mặt trời hơn - các bộ phận chuyển đổi dòng điện một chiều do các tấm pin mặt trời tạo ra thành dòng điện xoay chiều có thể sử dụng được - đang trở thành thiết bị Internet of Things (IoT). Tính liên kết và trạng thái luôn trực tuyến này khiến chúng dễ bị tấn công bởi các mối đe dọa mạng.

Một biến tần duy nhất có thể phát tán phần mềm độc hại trên toàn bộ mảng năng lượng mặt trời, ngay cả khi đó không phải là thiết bị IoT. Cho dù nhân viên cắm USB bị nhiễm virus hay ai đó rơi vào tình trạng lừa đảo, quá trình lây nhiễm ban đầu có thể tiến triển miễn là các thành phần được kết nối với nhau.

Biến tần không phải là thành phần duy nhất thiếu bảo mật đầy đủ. Hầu hết các hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) - mạng máy tính để giám sát thiết bị - đều có nhiều lỗ hổng vật lý và mạng.

Cơ quan An ninh mạng và An ninh cơ sở hạ tầng Hoa Kỳ cảnh báo hệ thống SCADA dễ bị tổn thương trước một lỗ hổng nghiêm trọng cho phép tin tặc tạo, ghi đè hoặc xóa các tệp mà không cần xác thực hoặc ủy quyền. Thật không may, cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời công nghệ vận hành (OT) dựa vào có rất nhiều điểm yếu được ghi chép đầy đủ - và phần lớn chưa được giải quyết -.

Trên hết, cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời có khả năng gặp phải ransomware và các cuộc tấn công từ chối dịch vụ phân tán vì nó cung cấp các dịch vụ thiết yếu và thường được điều hành bởi các tổ chức chính phủ hoặc thành phố. Tin tặc nhắm mục tiêu vào nó với tỷ lệ cao hơn vì có khả năng nhận được khoản thanh toán lớn.

Cách tin tặc nhắm mục tiêu và tấn công thiết bị năng lượng mặt trời

Các mối đe dọa mạng chưa từng được biết đến trước đây xuất hiện khi ngày càng nhiều mảng pin mặt trời và các nhà máy điện quy mô tiện ích xuất hiện trực tuyến. Các nguy cơ tấn công mạng tăng lên khi việc áp dụng tăng lên và OT trở nên phụ thuộc nhiều hơn vào IoT để giám sát, trao đổi thông tin và kiểm soát.

Ngay cả những điều nhỏ nhặt như các bản vá không thường xuyên và các bản cập nhật bị bỏ lỡ cũng có thể cho phép tin tặc chặn và thao túng dữ liệu biến tần. Họ thường nhanh chóng khai thác những lỗ hổng này để giành lợi thế thực hiện các cuộc tấn công mạng trong tương lai.

Vì các vệ tinh có quỹ đạo thấp thiếu các biện pháp kiểm soát bảo mật cơ bản nên chúng không khó bị hack hơn các bộ biến tần hoặc hệ thống SCADA. tin tặc có thể cố gắng hack các vệ tinh thương mại trong 10 phút mỗi giờ khi chúng bay qua đầu. Mặc dù việc chờ đợi có thể làm nản lòng một số người nhưng điều đó sẽ không ngăn cản được họ.

Nếu không có công nghệ quang điện, các vệ tinh không thể sạc lại pin và về cơ bản trở nên vô dụng. Khi các cuộc tấn công mạng làm gián đoạn nguồn điện, chúng sẽ chuyển sang trạng thái tối – có khả năng gây mất thông tin.

Điều gì xảy ra khi các cuộc tấn công mạng năng lượng mặt trời thành công?

Nếu tin tặc tấn công thành công thiết bị năng lượng mặt trời, chúng có thể kiểm soát các bộ biến tần - thậm chí không được phép - để giảm sản lượng điện bằng cách thay đổi dòng điện hoặc điện áp xoay chiều. Tốt nhất, sự can thiệp của họ sẽ khiến đèn nhấp nháy hoặc bộ sạc chậm. Tệ nhất là chúng gây mất điện.

Mặc dù cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời bị phân tán - nghĩa là một cuộc tấn công mạng sẽ không đánh sập nhiều hệ thống - nhưng các cuộc tấn công được bố trí hợp lý có thể gây gián đoạn dịch vụ trên diện rộng. Mặc dù một hacker đơn độc có thể không gây lo ngại, nhưng những kẻ đe dọa có tổ chức hoặc các nhóm khủng bố có thể dễ dàng hợp tác với nhau để làm gián đoạn việc cung cấp điện cho các khu vực rộng lớn.

Tin tặc cũng có thể làm pin quá tải, khiến các tấm pin mặt trời bị hỏng và gây hư hỏng vật lý vĩnh viễn. Nếu tin tặc điều chỉnh điện áp hoặc dòng điện xoay chiều quá mạnh, chúng thậm chí có thể gây cháy điện và làm hỏng lưới điện. Các nhà máy điện quy mô tiện ích thường có hệ thống lưu trữ để chứa lượng điện năng lượng mặt trời dư thừa, vì vậy chúng có thể là mục tiêu.

Mẹo để tăng khả năng phục hồi an ninh mạng của năng lượng mặt trời

An ninh mạng năng lượng mặt trời mạnh mẽ dựa vào việc xác định mối đe dọa, phát hiện theo thời gian thực, ứng phó sự cố kịp thời và phục hồi nhanh chóng.

1. Nguyên tắc đặc quyền tối thiểu

Nguyên tắc đặc quyền tối thiểu hạn chế quyền truy cập của mọi người vào dữ liệu và hệ thống, giới hạn họ ở những điều cần thiết mà họ cần để hoàn thành trách nhiệm của mình. Với phương pháp này, người vận hành nhà máy điện có thể ngăn chặn các nỗ lực truy cập trái phép một cách nhất quán hơn.

2. Phân đoạn mạng

Phân đoạn mạng rất quan trọng đối với thiết bị năng lượng mặt trời dựa trên IoT vì nó giới hạn các thiết bị thành các phân đoạn dựa trên mức độ rủi ro của chúng. Ngay cả khi nỗ lực xâm nhập của kẻ tấn công thành công, chúng sẽ bị giới hạn ở một nơi và chuyển động ngang của chúng sẽ bị hạn chế.

3. Công nghệ tự động hóa thông minh

Công nghệ tự động hóa thông minh có thể tăng cường khả năng ứng phó với sự cố. Vì nó có thể dự báo các nguồn thất bại có thể xảy ra , nó cho phép người vận hành nhà máy chủ động điều chỉnh cho phù hợp trước khi có vấn đề phát sinh. Ví dụ: họ có thể gửi kỹ thuật viên đến hoặc định tuyến lại luồng điện.

4. Quản lý sự kiện và thông tin bảo mật

Hệ thống quản lý sự kiện và thông tin bảo mật (SIEM) bảo vệ mạng khỏi phần mềm độc hại. Nó giám sát hoạt động bằng cách tổng hợp dữ liệu từ nhiều nguồn, cho phép phân tích nhật ký theo thời gian thực và ứng phó sự cố kịp thời.

An ninh mạng năng lượng mặt trời ngày càng trở nên quan trọng hơn mỗi ngày

Tất cả mọi người, từ chủ nhà đến quân nhân, sẽ bị ảnh hưởng bởi một cuộc tấn công mạng thành công từ năng lượng mặt trời. Khi công nghệ này trở nên phổ biến hơn, tác động bất lợi tiềm tàng sẽ trở nên rõ rệt hơn. Can thiệp sớm và hành động kịp thời là rất quan trọng.