A Survey of Security in SCADA Networks: Current Issues and Future Challenges

Abstract

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems are used for monitoring industrial devices. However, their security faces the threat of being compromised due to the increasing use of open access networks. The primary objective of this survey paper is to provide a comparative study of the on-going security research in SCADA systems. The paper provides a classification of attacks based on security requirements and network protocol layers. To secure the communication between nodes of SCADA networks, various security standards have been developed by different organizations. We conduct a study of the security standards developed for SCADA networks along with their vulnerabilities. Researchers have proposed various security schemes to overcome the weaknesses of SCADA standards. The paper organizes security schemes based on current standards, detection, and prevention of attacks. It also addresses the future challenges that SCADA networks may face, in particular, from quantum attacks. Furthermore, it outlines directions for further research in the field.INDEX TERMS Asymmetric cryptography, intrusion detection system, key management protocol, n-ary tree, symmetric cryptography, SCADA networks.A communication link is shared between the MSU and Remote Station Units. Various types of communication links may be used, such as wired ethernet, WiFi or satellite link.SCADA system architectures have four typical architectural styles [13]:

A Review of Research Work on Network-Based SCADA Intrusion Detection Systems

“…Classification presented in [10] starts from the fact that attacks can occur at all levels of SCADA network and assumes attacks on hardware, attacks on software, and attacks on network connections.…”

“…They reviewed the threats that affect industrial control systems and analyzed the state, evolution and applicability of both academic and industrial intrusion detection mechanisms. Ghosh and Sampalli distinguished rule-based and anomaly-based approaches, and provided a brief overview of six techniques, developed in the period 2013-2017 [10].…”

Propuesta metodológica para la auditoría de ciberseguridad aplicada a un sistema SCADA

“…El Gobierno de los Estados Unidos y el Gobierno británico han promovido y desarrollado tecnologías a partir de Blockchain para asegurar las ICS del sector de energía. Además, generan herramientas para proteger la confidencialidad encriptando la información y se estandariza la tecnología IoT con contratos inteligentes para prevenir el phishing haciendo uso del correo electrónico con registros inmutables [11].…”

“…Es el caso de la investigación realizada por Alves, Das, Werth y Morris [10], en la cual se hace referencia a las amenazas potenciales cuando los desarrolladores y las empresas utilizan SCADA como una forma de potenciar infraestructuras críticas sin tener en cuenta la seguridad como factor esencial. Existen diferentes tipos de ataques que pueden ocurrir en cualquiera de las capas de operación de la organización, desde el nivel de supervisión hasta el nivel de los equipos de instrumentación, donde atacan al hardware, al software y a la conexión de red [11]. Incluso se encuentran ataques dirigidos a través del motor de búsqueda Shodan, en donde los atacantes de manera regular encuentran un camino sustancial para generar daños en los procesos que se llevan a cabo al interior de las empresas.…”

“…Finalmente, Ghosh y Sampalli [11] enumeran todos los estándares actuales que usan las organizaciones para la infraestructura de comunicaciones SCADA y detectan como principales amenazas de seguridad la falta de defensa contra ataques de denegación de servicios (DoS, Denial of Service) y el uso de protocolos débiles para el intercambio de claves. Por otro lado, Anabalón y Donders [15] referencian directamente a Ethical Hacking como un método claro que garantiza la seguridad de los Sistemas IT y plantean generar como forma de mitigación del riesgo un Escáner nmap, que son planes de contingencia e incremento de la seguridad industrial.…”