Sollten Industrieunternehmen ein Air-Gap-Netzwerk einführen?

Ein Air-Gap-Netzwerk arbeitet isoliert und hat keine direkte oder indirekte Verbindung zu einem anderen lokalen Netzwerk (LAN) oder Wide Area Network (WAN). Seine Hauptfunktion besteht darin, sensible Systeme und Daten vor Cyber-Bedrohungen zu schützen, indem die Anzahl der anfälligen Einstiegspunkte reduziert wird. Sollte ein Eindringen in ein Netzwerk gelingen, wäre es unmöglich, auf Daten in einem anderen, parallelen Netzwerk zuzugreifen.

Die Rolle von Air-Gap-Netzwerken im IIoT

Im industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) sollen Air-Gap-Netzwerke Systeme vor Cyber-Bedrohungen schützen. Diese Netzwerke sind besonders wertvoll, wenn die Kompromittierung von OT (Operational Technology)-Systemen zu Sicherheitsrisiken, Produktionsausfällen oder dem Verlust geschützter Informationen führen könnte.

Air-Gap-Netzwerke werden in IIoT-Umgebungen eingesetzt, um:

• kritische Kontrollsysteme zu isolieren, wie z. B. industrielle Kontrollprozesse, bei denen ein unbefugter Zugriff oder unbefugte Änderungen erhebliche Folgen haben könnten.
• sensible Daten zu schützen, darunter industrielle Designs, Formeln und Betriebsdaten, die Wettbewerbsvorteile enthalten.
• das Risiko von Cyberangriffen zu verringern , indem sie Systeme isolieren, die für den Zugriff auf Arbeitsvorgänge genutzt werden könnten, und so die Angriffsfläche verringern.

Um sicherzustellen, dass es keine Querverbindungen zu externen oder internen Netzwerken gibt, sind für ein Air-Gap-Netzwerk separate Kabel, Switches und Router erforderlich. Die Air-Gap-Datenübertragung erfolgt, wenn nötig, auf manuellem Wege, z. B. über USB-Laufwerke oder andere Wechselmedien – dabei werden strenge Sicherheitsprotokolle eingehalten, um die Übertragung von Malware zu verhindern.

Bedenken bezüglich eines Air-Gap-Netzwerks 

Die Implementierung von Air-Gap-Netzwerken in industriellen Umgebungen bringt einige Herausforderungen mit sich, die Unternehmen bewältigen müssen, um die Sicherheitsanforderungen mit der betrieblichen Effizienz in Einklang zu bringen. 

1. Operative Komplexität

Mit einem Air-Gap-Netzwerk wird die Verwaltung von IT- und OT-Systemen komplexer. Die physische Trennung erfordert zusätzliche Hardware, unterschiedliche Wartungspläne und separate Sicherheitsprotokolle. Jedes dieser Elemente erweitert den operativen Arbeitsablauf und kann bei Problemen, die innerhalb der getrennten Netzwerke auftreten, die Reaktionszeiten verlängern.

2. Einschränkungen bei der Datenübertragung

Eine große Herausforderung bei Air-Gap-Netzwerken sind die begrenzten Optionen bei der Datenübertragung. Manuelle Prozesse, wie z. B. die Verwendung von USB-Laufwerken oder anderen Wechseldatenträgern, führen zu Ineffizienzen und können bei unsachgemäßer Verwaltung dennoch Vektoren für Malware sein. Strenge Sicherheitsprotokolle zum Scannen und Übertragen von Daten sind unerlässlich, aber sie führen auch zu zusätzlichem Zeitaufwand und steigenden Ressourcenkosten.

3. Erhöhte Kosten

Die Implementierung eines Air-Gap-Netzwerks erfordert Investitionen in zusätzliche physische Infrastruktur – separate Verkabelung, Switches, Router – und möglicherweise doppelte Systeme, um Redundanz zu gewährleisten. Dieser Aufbau führt zu höheren Anfangsinvestitionen und laufenden Betriebskosten, einschließlich eines höheren Energieverbrauchs und des Bedarfs an Fachpersonal für die Verwaltung und Sicherung der isolierten Umgebungen.

4. Eingeschränkte Zugänglichkeit

In Branchen, die auf Fernüberwachung angewiesen sind, kann die Isolierung geschäftskritischer Systeme den Zugang zu Echtzeitdaten behindern, was sich im Falle von betrieblichen Problemen auf die Entscheidungsfindung und die Reaktionszeiten auswirken kann.

Umgang mit den Bedenken bezüglich Air-Gap-Netzwerken   

Die Bedenken, die mit der Implementierung von Air-Gap-Netzwerken in industriellen Umgebungen verbunden sind, müssen durchdacht geplant und strategisch umgesetzt werden, um sicherzustellen, dass die erhöhte Sicherheit nicht auf Kosten der betrieblichen Effizienz und Flexibilität geht.

Unternehmen können die betriebliche Komplexität verringern, indem sie einen mehrschichtigen Sicherheitsansatz wählen. Sie können robuste interne Kontrollen, Überwachungs- und Eindringungserkennungssysteme einsetzen, um Bedrohungen, die aus internen Quellen oder durch manuelle Datenübertragungsmethoden entstehen, schnell zu erkennen und darauf zu reagieren.

Um den Einschränkungen bei der Datenübertragung zu begegnen, müssen Unternehmen strenge, standardisierte Verfahren für die Handhabung und das Scannen von Wechselmedien einführen. Ein Beispiel dafür sind dedizierte, sichere Scanning-Stationen, die in einer kontrollierten Umgebung außerhalb des Air-Gap-Netzwerks nach Malware suchen. Der Einsatz von Datendioden für die unidirektionale Datenübertragung kann auch ein sicheres Mittel sein, um Daten aus einem Air-Gap-Netzwerk heraus zu senden, ohne dass externe Bedrohungen eindringen könnten.

Höhere Kosten können durch eine sorgfältige Planung des Air-Gap-Netzwerks bewältigt werden, die sich an den betrieblichen Anforderungen orientiert, ohne dass es zu einer Überbauung kommt. Der Einsatz von Virtualisierung in Air-Gap-Netzwerken kann den Bedarf an physischer Hardware reduzieren, während sorgfältig ausgewählte, energieeffiziente Hardware dazu beitragen kann, die laufenden Betriebskosten zu minimieren. 

Um die eingeschränkte Zugänglichkeit zu überwinden, können Industrieunternehmen kontrollierte Schnittstellen implementieren, die bei Bedarf eine sichere, begrenzte externe Konnektivität ermöglichen. Diese Schnittstellen können Aktualisierungen und sicheren Fernzugriff unter strengen Protokollen unterstützen und bieten ein Gleichgewicht zwischen Isolation und Zugänglichkeit. Die Verwendung sicherer, dedizierter Geräte für den Fernzugriff und der Einsatz von starker Verschlüsselung und Multi-Faktor-Authentifizierung können die mit der Konnektivität verbundenen Risiken weiter verringern.

Die Netzwerksicherheit mit Perle verbessern

Die Verbesserung der Netzwerksicherheit in industriellen Umgebungen, insbesondere beim Einsatz von Air-Gap-Netzwerken, erfordert hochentwickelte und zuverlässige Netzwerklösungen. Die IRG-Mobilfunkrouter und -Gateways von Perle bieten eine robuste Option zur Stärkung der Sicherheit und Integrität dieser isolierten Netzwerke. 

Mit fortschrittlichen Funktionen wie sicheren VPN-Verbindungen, AAA-Sicherheitsdiensten (einschließlich TACACS+, RADIUS und LDAP) und der Fähigkeit, in rauen und gefährlichen Umgebungen zu arbeiten, sind die Router von Perle für die anspruchsvollen Anforderungen industrieller Anwendungen bestens geeignet. 

Sie unterstützen eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen und gewährleisten so die Kompatibilität mit einer Vielzahl von industriellen Steuerungssystemen. Darüber hinaus können die eingebauten GPS/GNSS-Funktionen die Verfolgung und Verwaltung von Sachanlagen verbessern und so eine zusätzliche Ebene der Sicherheit und der betrieblichen Effizienz schaffen.

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