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JP2017129894A - Cyber attack detection system - Google Patents

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JP2017129894A
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correlation
cyber attack
cyber
attack
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JP2016006767A
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亮 齊藤
Akira Saito
亮 齊藤
隆太 稲葉
Ryuta Inaba
隆太 稲葉
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

【課題】最新のサイバーアタックを検知できるサイバー攻撃検知システムを得る。【解決手段】原子力デジタル計装制御システムから出力される、サイバーセキュリティの情報を含むセキュリティイベント１と、原子力発電所内の設備の正常または異常状態を示す設備状態２と、プラント内の設備の運転状態を示すプラントパラメータ３とを、相関管理機能５により統合管理するとともに通常運転時の相関関係が定義され、また、シナリオ管理機能６により、一般的なサイバーアタックのパターンであるアタックシナリオ４が定義され、これらの定義内容に基づき、サイバーアタック検知機能７が、セキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３を分析して、相関関係の異常またはアタックシナリオ４に該当するシナリオの発生時に、サイバーアタックとして検知する。【選択図】図１A cyber attack detection system capable of detecting the latest cyber attack is obtained. A security event 1 including cyber security information output from a nuclear digital instrumentation control system, an equipment state 2 indicating normal or abnormal state of equipment in a nuclear power plant, and an operating state of equipment in a plant And the plant parameter 3 indicating the integrated management by the correlation management function 5 and the correlation during normal operation are defined, and the scenario management function 6 defines the attack scenario 4 which is a general cyber attack pattern. Based on these definitions, the cyber attack detection function 7 analyzes the security event 1, the equipment state 2 and the plant parameter 3, and when a correlation abnormality or a scenario corresponding to the attack scenario 4 occurs, a cyber attack is detected. Detect. [Selection] Figure 1

Description

この発明は、原子力発電所内の原子力デジタル計装制御システムに対するサイバーアタックを検知するサイバー攻撃検知システムに関するものである。   The present invention relates to a cyber attack detection system for detecting a cyber attack on a nuclear digital instrumentation control system in a nuclear power plant.

従来の計装設備に対するサイバーアタックによるセキュリティ侵害の検知方法は、ネットワークトラフィック、ファイルシステムアクセス、修正等のネットワークパラメータ等の単独事象を基に、通常または異常を検出している。（例えば、特許文献１、２参照）   A conventional method of detecting a security breach by cyber attack on an instrumentation facility detects normal or anomaly based on a single event such as network parameters such as network traffic, file system access, and modification. (For example, see Patent Documents 1 and 2)

特開２０１４−１７９０７４号公報（第６〜８頁、第１図）Japanese Patent Laying-Open No. 2014-179074 (pages 6 to 8, FIG. 1) 特開２０１２−１６８６８６号公報（第６〜１０頁、第１図）JP 2012-168686 A (pages 6 to 10, FIG. 1)

従来のサイバーアタックの検出方法は、以上のように、ネットワークパラメータ、現場設備等の単独事象に基づいて、通常か異常かを検出している。
一方で、サイバーアタックは、複雑化され、巧妙化されており、単独事象による検出では、検出が難しいものがある。
そのため、従来のサイバーアタックの検出方法では、複合事象でしか検知できないような最新のサイバーアタックを検知することができないという問題があった。 As described above, the conventional cyber attack detection method detects normal or abnormal based on single events such as network parameters and field equipment.
On the other hand, cyber attacks are complicated and sophisticated, and there are some that are difficult to detect by detection by a single event.
Therefore, the conventional cyber attack detection method has a problem that it cannot detect the latest cyber attack that can only be detected by a complex event.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、最新のサイバーアタックを検知できるサイバー攻撃検知システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a cyber attack detection system capable of detecting the latest cyber attack.

この発明に係わるサイバー攻撃検知システムにおいては、計装制御システムから出力される、サイバーセキュリティの情報を含むセキュリティ情報と、プラント内の設備の正常または異常状態を示す設備状態情報と、プラント内の設備の運転状態を示すプラントパラメータ情報とについて、通常運転時の相関関係が定義される相関定義手段、サイバーアタックのシナリオであるアタックシナリオが定義されるシナリオ定義手段、および相関定義手段により定義された相関関係およびシナリオ定義手段により定義されたアタックシナリオに基づき、計装制御システムによって出力されるセキュリティ情報、設備状態情報およびプラントパラメータ情報を分析し、相関関係の異常の発生およびアタックシナリオの発生を検知するサイバーアタック検知手段を備えたものである。   In the cyber attack detection system according to the present invention, security information including cyber security information output from the instrumentation control system, equipment state information indicating normal or abnormal state of equipment in the plant, and equipment in the plant Correlation definition means for defining the correlation during normal operation, scenario definition means for defining an attack scenario that is a cyber attack scenario, and correlation defined by the correlation definition means Analyzes security information, equipment state information, and plant parameter information output by the instrumentation control system based on the attack scenario defined by the relationship and scenario definition means, and detects the occurrence of correlation anomalies and the occurrence of attack scenarios. Cyber attack Those with intellectual means.

この発明によれば、計装制御システムから出力される、サイバーセキュリティの情報を含むセキュリティ情報と、プラント内の設備の正常または異常状態を示す設備状態情報と、プラント内の設備の運転状態を示すプラントパラメータ情報とについて、通常運転時の相関関係が定義される相関定義手段、サイバーアタックのシナリオであるアタックシナリオが定義されるシナリオ定義手段、および相関定義手段により定義された相関関係およびシナリオ定義手段により定義されたアタックシナリオに基づき、計装制御システムによって出力されるセキュリティ情報、設備状態情報およびプラントパラメータ情報を分析し、
相関関係の異常の発生およびアタックシナリオの発生を検知するサイバーアタック検知手段を備えたので、最新のサイバーアタックを検知することができる。 According to this invention, the security information including cyber security information output from the instrumentation control system, the equipment state information indicating the normal or abnormal state of the equipment in the plant, and the operating state of the equipment in the plant are shown. Correlation definition means for defining the correlation during normal operation, scenario definition means for defining an attack scenario that is a cyber attack scenario, and correlation and scenario definition means defined by the correlation definition means Analyzing security information, equipment state information, and plant parameter information output by the instrumentation control system based on the attack scenario defined by
Since the cyber attack detection means for detecting the occurrence of the correlation abnormality and the attack scenario is provided, the latest cyber attack can be detected.

この発明の実施の形態１によるサイバー攻撃検知システムを示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing a cyber attack detection system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. この発明の実施の形態１によるサイバー攻撃検知システムのデータ間の相関関係からサイバーアタックを検知する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which detects a cyber attack from the correlation between the data of the cyber attack detection system by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるサイバー攻撃検知システムのシナリオ発生からサイバーアタックを検知する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which detects a cyber attack from the scenario generation of the cyber attack detection system by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２によるサイバー攻撃検知システムを示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows the cyber attack detection system by Embodiment 2 of this invention.

実施の形態１．
以下、実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるサイバー攻撃検知システムを示すシステム構成図である。
図１において、サイバー攻撃検知システム１０は、次のように構成されている。
セキュリティイベント１（セキュリティ情報）は、マルウェア等によるデータ改ざん・不正操作のログ等のサイバーセキュリティの情報、および入退管理情報、カメラ等の物理セキュリティの情報を有している。設備状態２（設備状態情報）は、原子力発電所内に設置されている弁、ポンプ、アクチュエータ等の正常、異常等の状態を示す情報を有している。プラントパラメータ３（プラントパラメータ情報）は、原子力発電所内に設置されている弁、ポンプ、アクチュエータの運転、停止等のデジタル情報および温度、流量等のアナログ情報等を有している。
セキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３は、別途作成された原子力発電所を監視制御する原子力デジタル計装制御システム（計装制御システム）から出力される。 Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a cyber attack detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the cyber attack detection system 10 is configured as follows.
The security event 1 (security information) includes cyber security information such as data falsification and unauthorized operation logs due to malware, etc., entrance / exit management information, and physical security information such as a camera. Equipment state 2 (equipment state information) has information indicating the normal, abnormal state, etc. of valves, pumps, actuators, etc. installed in the nuclear power plant. The plant parameter 3 (plant parameter information) includes digital information such as operation and stop of valves, pumps, and actuators installed in the nuclear power plant and analog information such as temperature and flow rate.
The security event 1, the equipment state 2, and the plant parameter 3 are output from a nuclear digital instrumentation control system (instrumentation control system) that monitors and controls a separately created nuclear power plant.

相関管理機能５（相関定義手段）は、セキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３を統合管理するとともに、通常運転時のこれらのデータ間の相関関係を監視者が定義するための機能である。
シナリオ管理機能６（シナリオ定義手段）は、サイバーアタックのパターンであるアタックシナリオ４を監視者が定義するための機能である。
サイバーアタック検知機能７（サイバーアタック検知手段）は、相関管理機能５によって定義された相関関係の情報とシナリオ管理機能６によって定義されたアタックシナリオ４に基づき、原子力デジタル計装制御システムから出力されるセキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３を取得し、分析して、相関関係の異常またはアタックシナリオ４に該当するシナリオの発生時に、サイバーアタックとして検知し、管理者に通報する。 The correlation management function 5 (correlation definition means) is a function for the supervisor to define the correlation between these data during normal operation while managing the security event 1, equipment state 2 and plant parameter 3 in an integrated manner. .
The scenario management function 6 (scenario definition means) is a function for the monitor to define an attack scenario 4 that is a cyber attack pattern.
The cyber attack detection function 7 (cyber attack detection means) is output from the nuclear digital instrumentation control system based on the correlation information defined by the correlation management function 5 and the attack scenario 4 defined by the scenario management function 6. Security event 1, equipment state 2 and plant parameter 3 are acquired, analyzed, and detected as a cyber attack when a correlation abnormality or a scenario corresponding to attack scenario 4 occurs, and the administrator is notified.

次に、動作について説明する。
まず、図２を用いて、原子力デジタル計装制御システムより出力されたセキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３の相関関係からサイバーアタックを検知する動作について説明する。
ステップＳ１１で、原子力デジタル計装制御システムより、セキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３を取得する。ステップＳ１２で、相関管理機能５により、セキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３の相関関係を監視者が定義する。
次いで、ステップＳ１３で、サイバーアタック検知機能７により、ステップＳ１２で定義された相関関係に基づき、ステップＳ１１で取得したセキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３の情報を分析し、定義された相関関係を逸脱するかどうかにより、相関異常（相関関係の異常）の有無を判定して、相関異常が生じた場合のみ、ステップＳ１４により管理者に通報する。 Next, the operation will be described.
First, the operation for detecting a cyber attack from the correlation among the security event 1, the equipment state 2 and the plant parameter 3 output from the nuclear digital instrumentation control system will be described with reference to FIG.
In step S11, the security event 1, the equipment state 2, and the plant parameter 3 are acquired from the nuclear digital instrumentation control system. In step S12, the correlation management function 5 defines the correlation among the security event 1, the equipment state 2, and the plant parameter 3 by the supervisor.
Next, in step S13, the cyber attack detection function 7 analyzes the information on the security event 1, equipment state 2 and plant parameter 3 acquired in step S11 based on the correlation defined in step S12, and defines the defined correlation. Whether or not there is a correlation abnormality (correlation abnormality) is determined depending on whether or not the relationship deviates, and only when a correlation abnormality occurs, the administrator is notified in step S14.

なお、ステップＳ１２の説明では、サイバーアタック検知機能７による分析のつど、相関関係を定義するものとして説明したが、ステップＳ１２で、予め定義された相関関係を読み出して、使用してもよい。   In the description of step S12, it has been described that the correlation is defined for each analysis performed by the cyber attack detection function 7. However, in step S12, a predefined correlation may be read and used.

次に、図３を用いて、一般的なサイバーアタックのアタックシナリオ４からサイバーアタックを検知する動作について説明する。
ステップＳ２１で、シナリオ管理機能６により、サイバーアタックのパターンであるアタックシナリオ４を監視者が定義する。このアタックシナリオ４は複数定義することができる。
次いで、ステップＳ２２で、ステップＳ２１により定義されたアタックシナリオ４を基にして、サイバーアタック検知機能７により、原子力デジタル計装制御システムより取得したセキュリティイベント１、設備状態２およびプラントパラメータ３の各データを分析し、アタックシナリオ４に該当する事象が発生した場合、すなわちシナリオ発生が生じた場合は、ステップＳ２３により管理者に通報する。 Next, an operation for detecting a cyber attack from a general cyber attack attack scenario 4 will be described with reference to FIG.
In step S21, the scenario management function 6 defines an attack scenario 4 as a cyber attack pattern by the supervisor. A plurality of attack scenarios 4 can be defined.
Next, in step S22, the security event 1, facility state 2 and plant parameter 3 data acquired from the nuclear digital instrumentation control system by the cyber attack detection function 7 based on the attack scenario 4 defined in step S21. When an event corresponding to the attack scenario 4 occurs, that is, when a scenario occurs, the administrator is notified in step S23.

なお、ステップＳ２１の説明では、サイバーアタック検知機能７による分析のつど、アタックシナリオ４を定義するものとして説明したが、ステップＳ２１で、予め定義したアタックシナリオ４を読み出して、使用してもよい。   In the description of step S21, it has been described that the attack scenario 4 is defined for each analysis performed by the cyber attack detection function 7. However, the predefined attack scenario 4 may be read and used in step S21.

実施の形態１によれば、原子力デジタル計装制御システムより取得するセキュリティイベント、設備状態、プラントパラメータのデータ間の相関関係から、およびサイバーアタックのシナリオから、サイバーアタックを検知できる構成としたので、サイバーアタックを検知するためのルールセット等に記載されていないような最新のサイバーアタックを検知することができる。
また、データ間の相関関係の分析からサイバーアタックを検知するので、未知のサイバーアタックを検知することができる。 According to the first embodiment, the cyber event can be detected from the correlation between the security event acquired from the nuclear digital instrumentation control system, the equipment state, the plant parameter data, and the cyber attack scenario. It is possible to detect the latest cyber attacks that are not described in the rule set for detecting cyber attacks.
Moreover, since the cyber attack is detected from the analysis of the correlation between the data, an unknown cyber attack can be detected.

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるサイバー攻撃検知システムを示すシステム構成図である。
図４において、符号１〜７、１０は図１におけるものと同一のものである。図４では、相関管理機能５およびシナリオ管理機能６と、サイバーアタック検知機能７とがネットワーク８により接続されている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a system configuration diagram showing a cyber attack detection system according to Embodiment 2 of the present invention.
4, reference numerals 1 to 7 and 10 are the same as those in FIG. In FIG. 4, the correlation management function 5 and the scenario management function 6 and the cyber attack detection function 7 are connected by a network 8.

実施の形態１では、相関管理機能５、シナリオ管理機能６およびサイバーアタック検知機能７がオールインワンの場合について述べたが、実施の形態２は、図４に示すように、ネットワーク８を設け、相関管理機能５およびシナリオ管理機能６と、サイバーアタック検知機能７とを分散配置することで、各機能の負荷分散をしつつ、実施の形態１と同様にサイバーアタックを検知し、通報することができるようにした。
なお、相関管理機能５およびシナリオ管理機能６を、ネットワーク８を介して接続してもよい。 In the first embodiment, the case where the correlation management function 5, the scenario management function 6, and the cyber attack detection function 7 are all-in-one has been described. However, in the second embodiment, as shown in FIG. By distributing the function 5 and scenario management function 6 and the cyber attack detection function 7 in a distributed manner, it is possible to detect and report a cyber attack as in the first embodiment while distributing the load of each function. I made it.
Note that the correlation management function 5 and the scenario management function 6 may be connected via the network 8.

実施の形態２によれば、相関管理機能、シナリオ管理機能およびサイバーアタック検知機能を分散配置することで、負荷を分散させつつ、サイバーアタックを検知し、通報する
ことができる。 According to the second embodiment, by distributing and arranging the correlation management function, the scenario management function, and the cyber attack detection function, it is possible to detect and report a cyber attack while distributing the load.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

１ セキュリティイベント、２ 設備状態、３ プラントパラメータ、
４ アタックシナリオ、５ 相関管理機能、６ シナリオ管理機能、
７ サイバーアタック検知機能、８ネットワーク、１０ サイバー攻撃検知システム 1 security event, 2 equipment status, 3 plant parameters,
4 attack scenario, 5 correlation management function, 6 scenario management function,
7 Cyber attack detection function, 8 networks, 10 Cyber attack detection system

Claims (2)

計装制御システムから出力される、サイバーセキュリティの情報を含むセキュリティ情報と、プラント内の設備の正常または異常状態を示す設備状態情報と、プラント内の設備の運転状態を示すプラントパラメータ情報とについて、通常運転時の相関関係が定義される相関定義手段、
サイバーアタックのシナリオであるアタックシナリオが定義されるシナリオ定義手段、
および上記相関定義手段により定義された相関関係および上記シナリオ定義手段により定義されたアタックシナリオに基づき、上記計装制御システムによって出力される上記セキュリティ情報、上記設備状態情報および上記プラントパラメータ情報を分析し、相関関係の異常の発生および上記アタックシナリオの発生を検知するサイバーアタック検知手段を備えたことを特徴とするサイバー攻撃検知システム。 Security information including cyber security information output from the instrumentation control system, equipment state information indicating normal or abnormal state of equipment in the plant, and plant parameter information indicating the operating state of equipment in the plant, Correlation definition means for defining the correlation during normal operation,
Scenario definition means for defining an attack scenario that is a cyber attack scenario,
And analyzing the security information, the equipment state information, and the plant parameter information output by the instrumentation control system based on the correlation defined by the correlation defining means and the attack scenario defined by the scenario defining means. A cyber attack detection system comprising a cyber attack detection means for detecting the occurrence of a correlation abnormality and the occurrence of the attack scenario. 上記相関定義手段および上記シナリオ定義手段と、上記サイバーアタック検知手段とは、ネットワークを介して接続されていることを特徴とする請求項１記載のサイバー攻撃検知システム。


The cyber attack detection system according to claim 1, wherein the correlation definition unit, the scenario definition unit, and the cyber attack detection unit are connected via a network.


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