Sécuriser les infrastructures critiques grâce à la surveillance avancée des performances des applications

À la suite d'une vague d'attaques très médiatisées contre des infrastructures existantes, la cybersécurité des systèmes embarqués dans les actifs critiques est devenue encore plus vitale que leur protection physique.

Alors que l'administration Biden déploie un investissement de 2,9 billions de dollars dans les infrastructures critiques du pays — réseau énergétique, réseaux de communication nationaux et systèmes de transport —, des incidents récents comme le rançongiciel DarkSide qui a paralysé le pipeline Colonial soulignent l'urgence de protéger à la fois les plateformes existantes et futures contre les acteurs malveillants.

Se défendre contre les exploits dans ces réseaux d'appareils densément interconnectés représente un défi de taille pour les développeurs de matériel, de micrologiciels et de logiciels, ainsi que pour les spécialistes de la cybersécurité. Les opérateurs doivent surveiller en permanence les systèmes embarqués pour garantir leur bon fonctionnement et détecter toute activité suspecte, car des défaillances cachées — qu'elles proviennent de la dégradation matérielle ou d'une intrusion cybernétique — peuvent déclencher des pannes catastrophiques.

Construire une infrastructure résiliente et défendable exige une approche en couches qui évalue la fiabilité à chaque niveau — du silicium au micrologiciel en passant par l'application. Dans cet article, nous examinons les avancées récentes en matière de cybersécurité pour le logiciel qui contrôle les appareils IoT d'infrastructure, et nous explorons comment les tendances de la surveillance des performances des applications (APM) influencent la conception des systèmes embarqués.

Infrastructure critique versus infrastructure informatique

Les préoccupations de sécurité entourant l'IoT dans les infrastructures critiques sont profondes, d'autant plus que les nouveaux investissements ajouteront des millions d'appareils embarqués connectés qui devront être surveillés et protégés. Chaque nouvel appareil et chaque connexion qu'il établit représente une surface d'attaque supplémentaire.

Figure 1. À mesure que des millions d'appareils embarqués connectés sont créés, les préoccupations de sécurité deviennent plus prononcées car il y a désormais beaucoup plus d'appareils à surveiller. (Source : freepik)

Pour éviter toute confusion, nous clarifions les termes clés. La technologie opérationnelle (OT) désigne le matériel physique qui surveille et contrôle les processus physiques. La technologie de l'information (IT) englobe le logiciel qui traite les données au sein de ces appareils. Les frontières entre OT et IT s'estompent de plus en plus à mesure que le monde physique devient numérique — ce que l'on appelle souvent l'Internet des objets (IoT).

Si l'infrastructure IT est indéniablement cruciale pour l'écosystème IoT, pour nos besoins, « infrastructure critique » désigne les actifs décrits dans le plan American Jobs Plan de Biden. Selon la définition de l'USA Patriot Act de 2001, elle inclut les systèmes dont la dégradation aurait un impact débilitant sur la sécurité nationale, la sécurité économique, la santé publique ou la sécurité.

L'IoT et les systèmes embarqués formeront l'épine dorsale des nouveaux projets d'infrastructure et amélioreront les installations existantes.

Bien que les infrastructures critiques et IT soient distinctes, la sécurité des deux est primordiale. Les attaques contre l'infrastructure IT sont plus faciles à exécuter mais peuvent produire des résultats tout aussi désastreux, comme le démontrent les récentes violations de systèmes d'approvisionnement en eau.

Cybersécurité des systèmes embarqués d'infrastructure critique

Les attaques importantes contre les infrastructures, couplées à la hausse générale de la cybercriminalité, ont incité les gouvernements du monde entier à intensifier leur examen des appareils IoT et de la sécurité des systèmes embarqués.

Fin 2020, le Congrès a adopté l'IoT Cybersecurity Act, renforçant les normes de sécurité pour les appareils IoT utilisés par les agences fédérales. Bien que la loi ne impose pas tous les déploiements IoT dans les infrastructures critiques, son influence devrait se répercuter dans toute l'industrie.

Pendant les débats sur la loi, le National Institute of Standards and Technology (NIST) a publié deux documents pivots qui façonneront les futures normes de sécurité IoT. Le IoT Device Cybersecurity Capability Core Baseline établit des exigences minimales de sécurité pour protéger les appareils et leurs données, tandis que le Foundational Cybersecurity Activities for IoT Device Manufacturers décrit les contrôles que les fabricants devraient intégrer, avec un accent particulier sur la surveillance continue du système.

En Europe, l'Union européenne modifie sa directive sur la sécurité des réseaux et des systèmes d'information pour faire face aux menaces émergentes sur les infrastructures.

Les développeurs de systèmes embarqués suivent de près ces développements réglementaires. Bien que de nombreuses exigences soient encore aspiratoires aujourd'hui, elles finiront par se cristalliser en mandats concrets de conception d'appareils.

Tendances de la surveillance des performances des applications

Pour obtenir des informations sur la future conception de la cybersécurité des systèmes embarqués, les développeurs peuvent se tourner vers les tendances d'autres domaines de performance et de sécurité informatiques, tels que la surveillance des performances des applications réseau (APM).

Cependant, les applications qui supervisent les systèmes embarqués dans les infrastructures critiques sont des cibles de choix pour des adversaires déterminés. L'APM deviendra une pierre angulaire du maintien de la sécurité, et les développeurs doivent comprendre comment les outils APM interagiront avec leurs appareils et façonneront les exigences de conception.

Rationalisation de la collecte et de la transmission des données

Les réseaux actuels peinent déjà à gérer les contraintes de bande passante lorsqu'ils traitent un grand nombre d'appareils connectés. Imaginez le défi si le nombre d'appareils augmentait de dix fois ou plus. Lorsque des problèmes de réseau coupent le lien entre un appareil embarqué et sa plateforme de surveillance à distance, l'appareil devient plus vulnérable à l'exploitation.

Investir dans des administrateurs réseau expérimentés est une stratégie d'atténuation. L'administration réseau devrait croître de plus de 42 000 emplois dans l'année à venir, reflétant le besoin critique de professionnels qui installent des systèmes de sécurité, optimisent les performances du réseau et résolvent les problèmes matériels et logiciels.

L'intelligence artificielle (IA) locale peut également aider. Les développeurs APM explorent des techniques de compression sans perte pour fournir des données de haute qualité sur une bande passante contrainte, tandis que les ingénieurs de systèmes embarqués doivent continuer à affiner les algorithmes de compression embarqués.

Utilisation de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique

L'IA et l'apprentissage automatique sont de plus en plus intégrés à l'APM, au point que Gartner a inventé le terme « AIOps ». L'AIOps fait passer l'APM d'une résolution réactive des problèmes à une identification proactive des problèmes.

Figure 2. L'un des plus grands développements de ces dernières années a été la dépendance croissante de l'APM à l'intelligence artificielle. (Source : pixabay)

En outre, l'AIOps automatise la remédiation après la détection des problèmes. Les développeurs de systèmes embarqués peuvent adopter l'IA pour construire une détection proactive d'attaques cybernétiques au niveau de l'application.

Bien que l'entraînement de l'IA soit souvent effectué hors de l'appareil — en tirant parti de puissantes ressources cloud pour traiter d'énormes ensembles de données —, l'IA en périphérie (edge AI) gagne du terrain. Les développeurs devraient évaluer la faisabilité de l'IA embarquée pour la surveillance de sécurité locale, en gardant à l'esprit les exigences computationnelles élevées des modèles d'IA actuels.

Surveillance convergée des applications et de l'infrastructure

Protéger chaque facette d'un système embarqué, du matériel sous-jacent aux applications qu'il exécute, nécessite une approche de surveillance unifiée. Se reposer sur des vérifications de composants isolés cède la place à un modèle d'observabilité holistique qui fournit des informations en temps réel, permettant une détection plus rapide des anomalies et une atténuation des menaces.

Automatisation

Gérer manuellement les flux de données massifs et les analyses requis pour un programme de cybersécurité moderne est quasi impossible. L'automatisation est donc indispensable pour les futures stratégies de sécurité. Par exemple, l'APM identifie efficacement la présence d'une attaque, mais elle est encore plus puissante lorsqu'elle est associée à des systèmes qui identifient automatiquement les vulnérabilités.

L'experte en cybersécurité Barbara Ericson de Cloud Defense note : « Vous pouvez utiliser des scanners de vulnérabilités traditionnels et linéaires ou utiliser des scanners de vulnérabilités adaptatifs pour rechercher des choses spécifiques basées sur l'expérience antérieure. Heureusement, les scanners de vulnérabilités peuvent être automatisés si vous choisissez un bon logiciel de gestion des vulnérabilités. En automatisant vos analyses, vous garantissez que votre organisation est constamment évaluée pour de nouvelles menaces et vous n'aurez pas à gaspiller trop de main-d'œuvre sur des analyses planifiées régulièrement. »

Les développeurs d'appareils embarqués doivent également améliorer l'automatisation pour la surveillance des attaques potentielles et pour la mise en œuvre d'actions correctives automatiques lorsque des problèmes surviennent.

Conclusion

Alors que les États-Unis s'engagent dans des mises à niveau d'infrastructure à grande échelle, le volume de l'IoT dans les infrastructures critiques va augmenter considérablement — augmentant le risque de cyberattaques. Les développeurs d'appareils embarqués doivent donner la priorité à l'intégration de nouveaux contrôles de cybersécurité embarqués pour garantir la fiabilité et la sécurité des services essentiels.