JPCERT Coordination
Center

電子署名者 : JPCERT Coordination Center
DN : c=JP, st=Tokyo, l=Chuo-ku, o=Japan
Computer Emergency Response TeamCoordination Center, cn=JPCERT Coordination
Center, email=office@jpcert.or.jp
日付 : 2021.03.04 13:18:10 +09'00'

スマート工場で見過ごされている
セキュリティリスク
～ミラノ工科大学との共同実証実験に基づく3つの侵入経路と攻撃シナリオ～

トレンドマイクロ株式会社 グローバルIoTマーケティング室
セキュリティエバンジェリスト
石原 陽平（いしはら ようへい）
Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

本日のアジェンダ
1.工場の『スマート化』とは2.研究の目的
3.研究手法の特徴
4.結果
5.推奨されるセキュリティ戦略
2

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

工場の『スマート化』とは3

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

『工場のスマート化』の定義
生産性向上と不良率低下の実現を目的としたIT技術の活用アプローチ。
具体的には、ソフトウェア制御、ネットワーク接続、そしてデータ分析を駆使することにより、生産活動およびその管理を高度に自動化および高速化する取り組みのこと。

ITによる自動化・高速化

4

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

データ連携で製造プロセスをより効率的/柔軟にITシステム

OTシステム

①生産計画

②実行管理

③監視制御

④操作制御

⑤作業ERP※1

MES※2

SCADA※3
HMI※4

PLC※5
制御ロジックロボット
センサー※1 Enterprise Resources Planning:
会社全体の資源を管理するための統合型システム。

※2 Manufacturing Execution System(製造実行システム):
製造プロセスの状態の把握や管理、作業者への指示や支援などを行う情報システム。

5※3 Supervisory Control And Data Acquisition：
ICS（Industrial Control System：産業制御システム）のシステム監視とプロセス制御をコンピュータで行うシステム。

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

※4 Human Machine Interface：
システム管理者やオペレーターがシステム全体の状況を確認したり、制御したりするためのインターフェース。
※5 Programmable Logic Controller：
ICSで使用される機械を制御するための装置。

【例】工場スマート化の取り組み①IT/OTデータ連携による効率化
ビジネスデータをリアルタイムに生産活動に反映し生産効率UP③クラウド活用による開発高速化
アプリケーションストアやオープンソース活用による開発期間の短縮②データ連携による柔軟な生産データ活用による生産工程の柔軟な変更や、故障の未然防止

6

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

その一方で…工場のスマート化に伴うサイバーセキュリティリスクの増加が懸念される
デジタル資産の増加

侵入経路の増加7

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

IT技術による高度自動化‐ ソフトウェア制御‐ ネットワーク接続

研究の目的8

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

工場のスマート化を進める際に考慮しておくべきセキュリティリスクを明示する

9

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

スマート工場環境において『見過ごされているセキュリティリスク』は何か？
◼ 新たな侵入経路はあるか？
◼ どのような攻撃手法があるか？
◼ どのような被害が出るのか？
◼ どのような対策が有効なのか？

10

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

研究手法の特徴
11

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

OTシステム内のスマート製造システムを構築

ITシステムOTシステム

①生産計画

②実行管理

③監視制御

④操作制御

⑤作業

ERP

MES

SCADAHMIPLC
制御ロジック

ロボットセンサー

実環境を構築12Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

ミラノ工科大学と共同で実証実験を実施■写真：本リサーチで使用したスマート製造システム

13

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

検証環境のイメージ図＜各機器の詳細＞
MES：FESTO MES4
PLC：SIEMENS SIMATIC DP CPU 1510SP-1 PN6HMI：SIEMENS SIMATIC HMI TP700 Comfort7
モバイルHMI：COMAU PickAPP
EWS：Windows上に開発用ソフトウェアを稼働
ロボットアーム：Mitsubishi MELFA V-2AJ8
産業用IoTデバイス：ノーブランド品

14

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

実証実験の結果
15

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

注視すべき複数の新たな侵入経路が判明

スマート化に伴う侵入経路
工場のスマート化に伴って発生する経路かどうか

16

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

×

攻撃の実現
可能性

工場の生産活動に深刻な影響を及ぼす脆弱性
および攻撃手法が実証された侵入経路かどうかスマート工場で危惧される三大侵入経路

②

③

17

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

①

本研究で実証された攻撃シナリオ
1. 産業用のアプリケーションストアの脆弱性を悪用したEWSの侵害
2. MESデータベース改ざんによる製造不良

3. 悪意あるオープンソースライブラリによる産業用IoT（IIoT）デバイスの侵害

18

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

攻撃シナリオ①：

産業用のアプリケーションストアの脆弱性を悪用したEWSの侵害<侵入経路><攻撃手法>
アプリケーションストアにマルウェアをアップロード

アプリケーションストア→EWS→工場全体
ユーザがEWSに該当プログラムをダウンロード

マルウェアがEWS上で実行される攻撃者による工場への侵入

19

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

EWSの特性：データ交換が頻繁に行われる
1. 単一のEWSが複数の開発者で共有・利用されるケースがある。
2. EWSに直接または間接的に関わる開発者は、社内従業員だけでなく、外部の事業者であるSIerやコンサルタントが利用するケースもある。

3. 外部で作成したプログラムを配布するために利用されることもある。
4. 工場内フロアネットワークに接続されていることが多い。

複数の「人」「データ」が関わり、工場外部にも内部にも接続される機会があるデバイス

20

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

産業用のアプリケーションストアはスマート化の一つのキーワード■画面：産業用機器メーカ各社のアプリケーションストアの画面
21

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

発見された脆弱性①：

誰でも自作アプリをアップロード可能かつ承認前にダウンロード可能◼ ABB社のアプリケーションストアに脆弱性を発見（ZDI※経由で通知し、本脆弱性は修正済み）。
◼ 当社が作成したアプリケーションをアップロードしたところ、「Pending for approval（承認待ち）」というステータス表示にも関わらず、ユーザが当該アプリをダウンロード可能な状態であることを確認。
※ トレンドマイクロが運営する脆弱性発見コミュニティ「Zero Day Initiative」。
22

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

■画面：検証用アプリをABBのアプリケーションストアからEWSにダウンロードした状態

発見された脆弱性②：

デジタルツインのデータ改ざんが可能かつ通信の暗号化未処理◼ KUKA社は「eCatalog」というデジタルツイン※作成機能を提供している。
◼ アプリケーションレベルでの完全性チェック機能がないため、デジタルツインの改ざんが可能。結果的に、生産ラインの予期せぬ挙動につながる可能性がある。
◼ 通信もHTTPしかサポートしておらず、セキュリティリスクが高い。
■画面：KUKAの「eCatalog」画面※ サイバー空間上に物理情報を再現しシュミレーションを行うためのシステム。
23

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

攻撃シナリオ②：

MESデータ改ざんによる製造不良<侵入経路><攻撃手法>ITシステム→MES

ITシステムからMESデータベースに侵入
MESのデータベースの数値を改ざん

ERPなど

データベースMES

PLCのロジックが変更される
意図しない生産物が製造される

24

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

【デモ動画】
MESデータベース値の改ざんによる製造不良
25

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

攻撃シナリオ③：
オープンソースライブラリの改ざんによる産業用IoTデバイスの侵害<侵入経路>

オープンソースライブラリ→EWS→産業用IoTデバイス<攻撃手法>
オープンソースライブラリにマルウェアをアップロード

開発者がEWSにプログラムをダウンロード
マルウェアがEWS上で実行される攻撃者による工場への侵入、マルウェアによる被害
26

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

産業用IoTデバイス向けのライブラリを改ざん：

IoTデバイス開発ではオープンソースライブラリが活用される■画面：今回利用した温度センサーのファームウェア（左）と正常稼働時の温度表示（右）27

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

産業用IoTデバイス向けのライブラリを改ざん：

温度センサーが正常に作動せず、製造ラインが止まる事態に見た目は変わらないが中身が改ざんされている■画面：ライブラリの中身が改ざんされたことにより（左）、正常に温度が測れなくなった状態（右）28

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

スマート工場は工場以外の場所とデータ交換をする

29

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

MESとEWSは、外部からの情報（データ）を取り込む経路

30

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

実験結果まとめ
侵入経路

31

攻撃手法

①アプリケー
ションストア→EWS◼

②ITシステム→MES③オープンソース
ライブラリ→EWS

セキュリティ
対策

被害◼
◼

サービスのセキュリ
ティ強化
EWS保護
開発ポリシー強化

◼
◼

社内開発者
産業機器メーカ

不良品の製造◼
◼

データベース保護
アクセス制御◼
◼

ITシステム管理者
OTシステム管理者

デバイスの誤作動
生産の中断

◼
◼

サプライチェーン管理
開発ポリシー強化

◼
◼

社内開発者
システムインテグレー
タ
IoTデバイスメーカ

拡張ソフトを装ったマルウェ
アの流し込み◼
◼

マルウェアの侵入
データ窃取◼

データベース値の改ざん◼

◼

ライブラリの改ざん◼
◼

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

セキュリティ
オーナー◼

◼

スマート工場に必要なセキュリティ戦略
32

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

スマート工場セキュリティには多くの人が関わる
侵入経路

33

攻撃手法

①アプリケー
ションストア→EWS◼

②ITシステム→MES

③オープン
ソース
ライブラリ→EWS

セキュリティ
対策

被害◼
◼

サービスのセキュリ
ティ強化
EWS保護
開発ポリシー強化

◼
◼

社内開発者
産業機器メーカ

不良品の製造◼
◼

データベース保護
アクセス制御◼
◼

ITシステム管理者
OTシステム管理者

デバイスの誤作動
生産の中断

◼
◼

サプライチェーン管理
開発ポリシー強化

◼
◼

社内開発者
システムインテグレー
タ
IoTデバイスメーカ

拡張ソフトを装ったマルウェ
アの流し込み◼
◼

マルウェアの侵入
データ窃取◼

データベース値の改ざん◼

◼

ライブラリの改ざん◼
◼

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

セキュリティ
オーナー◼

◼

スマート化に伴いソフトウェアサプライチェーンは複雑さを増していく
開発者

システムインテグレータ

メーカ
開発者

選定者

開発者
運用管理者

34

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

産業用
アプリケーション オープンソース
ストア
ライブラリ

実験結果からの洞察
スマート工場をより安全な場所にするには業界全体のセキュリティレベルの向上が必須

35

メーカ
インテグレータ

ユーザ企業

安全なものを作る
安全なものを提供する（セキュリティバイデザイン）

あらゆる侵入経路を疑う・
侵入前提のセキュリティ対策（ゼロトラスト）Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

セキュリティバイデザイン：自動化プログラムにも注目を研究論文 “Rogue Automation（原題）”

ロボットの動きを定義する自動化プログラムはメーカ独自言語で書かれているが、セキュリティに課題
1. 開発プロセスの見直し
入力値チェック（バリデーション）が十全でなかったことでロボットの破損など予期せぬ物理被害の可能性。
2. 言語のプリミティブ機能に対するセキュリティ対策
ファイル読み書き、プログラム呼出/実行機能などのプリミティブな機能を持つ言語だが、下位リソースに対するアクセス制御がないためリソース乱用やマルウェア生成が可能。

短・中・長期での業界全体の対策が必須
https://jvn.jp/ta/JVNTA98870234/

36

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

有効なスマート工場のセキュリティを検討するには？：コンセプトに基づいたセキュリティ対策をユーザ

メーカ/インテグレータ

セキュリティバイデザイン

ゼロトラストコンセプトに基づくセキュリティリスクの分析
スマート工場のセキュリティの経営課題への引き上げ・リソース付与
業界標準規格（IEC62443など）を基準としたセキュリティ対策レベルの共通認識の構築

セキュリティ対策の具現化
組織的対策

37

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

技術的対策最後にメーカ/インテグレータ

ユーザの双方がセキュリティバイデザイン と ゼロトラスト の考え方に基づき自覚的な協力関係を構築することがスマート工場セキュリティの鍵

38

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.

※TREND MICROはトレンドマイクロ株式会社の登録商標です
各社の社名、製品名およびサービス名は、各社の商標または登録商標です。

長年にわたりトレンドマイクロによって検出および阻止された未知の脅威。
実際のデータを使用し、 アーティストのBrendan Dawes によって作成されました。

Copyright ©2020 Trend Micro Incorporated. All rights reserved.