industrial control systems securityseido-lab.com/.../2016/...security-workshop-seido.pdf · ๏...
TRANSCRIPT
Ziad IsmailJean LeneutreAlia Fourati
December 11, 2015
Industrial Control Systems Security
Optimizing Security Policies
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
SMART GRID
2
POWER&SYSTEM&AUTOMATION!
DEMAND&RESPONSE!Real&'me!pricing!informa'on!to!consumers!to!manage!power!consump'on!ADVANCED&METERING!
Two&way!communica'on!between!the!customer!and!the!u'lity!company!
PLUG4IN&HUBRID!Enable!smart!charging!for!plug&in!electric!vehicles!
DISTRIBUTED&ENERGY&RESOURCES!Small!power!sources!that!can!be!aggregated!to!provide!power!necessary!to!meet!regular!demand!
STORAGE!Energy!generated!at!off&peak!'mes!is!stored!for!later!use!
Outage!isola'on!and!restora'on!
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS
3
๏ A large scale management system to control equipment remotely and to process a very large number of measures in real time
๏ In general, it consists of:
- Field data interface devices (RTUs, PLCs) which interface to field sensing devices
- A central host computer server or servers
- A communication system to transfer data from field data interface devices to the central host computer
- A Human Machine Interface (HMI)
๏ Long life cycles
๏ Legacy serial protocols (DNP3, Modbus) were adapted to be used on IP-based ICS networks
IN A NUTSHELL
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
0%!
5%!
10%!
15%!
20%!
25%!
30%!
35%!
40%!
45%!
50%!
ICS-CERT Published
Vulnerabilities!
2009-2010 CSSP ICS Product Assessments!
2004-2008 CSSP ICS Product Assessments!
Improper Input Validation!
ICS Security Configuration and Maintenance!
Credentials Management!
Improper Authentication!
Permissions, Privileges, and Access Controls!
4
Comparison of ICS software security weaknesses*
*Source: Common Cybersecurity Vulnerabilities in Industrial Control Systems, DHS 2011.
0!
50!
100!
150!
200!
250!
2001! 2002! 2003! 2004! 2005! 2006! 2007! 2008! 2009! 2010! 2011!
ICS Specific Vulnerabilities in the Public 2001-2011
INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMSDISCLOSED VULNERABILITIES
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
Hign!65%!
Medium!35%!
Energy!54%!
Critical Manufacturing!
16%!
Communications!5%!
Water!4%!
Transportation!5%!
Nuclear!3%!
Other!12%!
5
Cyber Incidents reported to ICS-CERT 2013 Common Vulnerability Scoring System (CVSS) Severity of ICS related vulnerabilities in 2013
INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMSCYBER INCIDENTS
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS SECURITY
6
๏ Use of off-the-shelf operating systems increases the attack surface
๏ Unsupported legacy software
๏ Number of equipment that can be accessed remotely has significantly increased
๏ Fixed maintenance schedules prevents quick preemptive actions to secure the system
๏ Sometimes, 99.999% or greater ICS uptime is required (<5min 35s per year for any reason)
๏ A quick response can be very challenging if it affects hundreds of sites at once
๏ We need to take into account the vulnerability footprint: deployment, exposure, impact, simplicity
INTRODUCTION
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS SECURITY
7
IT patch management
Baseline Assess
ResolveMonitor
• Policy
• Asset Inventory
• Service Dependency
• Standards
• Vulnerability assessment
• Threat/Risk assessment
• Planning
• Prioritization
• Remediation
• Monitor
• Upgrade system
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS SECURITY
8
Industrial patch management
Baseline Assess
ResolveMonitor
• Policy
• Asset Inventory
• Service Dependency
• Standards
• Vulnerability assessment
• Threat/Risk assessment
• Planning
• Prioritization
• Remediation
• Monitor
• Upgrade system
Exhaustive, cannot be done frequently
Which criteria?
Difficult, impractical
Takes a lot of time
Based on process, security, safety?
How?
Based on what?
Workshop SEIDO - December 11, 2015 | 9
๏ Propose a method and tools for defining defense strategies well-suited to the context of industrial control systems
- Taking into account time and topological constraints
- Limited defense budget
๏ It is important to consider the following dimensions:
- Relational: dependencies that exist between equipment and the services in the system to best predict the potential impact of cyber attacks
- Financial: the cost and the payoff of attacks and defense strategies
- Temporal: time needed to execute one or a sequence of attacks in order to reach a target in the system
ICS OPTIMAL SECURITY POLICYOBJECTIVE
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
10
OBJECTIVE๏ Types of impacts taken into account:
- Financial: economic consequence of compromising an equipment or a service
- Environmental: impact on the environment
- Human: impact of an attacker action on the physical security of personnel
๏ Deploy security countermeasures in order to:
- Minimize the impact of attacks
- Maximize the time needed for an attacker to compromise a critical equipment or service
- Minimize the probability that the attacker successfully compromise a critical equipment or service
- Ensure that financial, environmental, and human impacts remain within defined tolerated thresholds
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
11
EXAMPLE
WAN
Data Concentrator Unit
Smart Meters
Head-end System
SCADA Control Center Enterprise Network
SCADA Historian
Energy Management
System
Distribution Management
System
Outage Management
SystemControlServer
Engineering Workstation
SCADAHMI
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
SystemBilling
SystemCustomer
Information System
Load Forecasting
Application Server
Operator Workstation
ClientCommunication
Server Database
Firewall F3 Firewall F4
Firewall F2
Firewall F1
Customer Portal
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
12
EXAMPLE Cont.
While attacking the system, the attacker could face the following scenario
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
12
EXAMPLE Cont.
Node Aarrive (ta)
exploit vul. 1
exploit vul. 2
exploit vul. 2
exploit vul. 1
service s1 service s2
service s2 service s3
service s3
Node B
t2
t4
t3
t5
service s3service s1
service s5
While attacking the system, the attacker could face the following scenario
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
13
CHALLENGES
How to choose the optimal set of vulnerabilities that needs to be
patched?
Security objectives: availability and integrity of services
Take into account services dependencies
Evaluate the time needed to compromise an
equipment or a service
Impact of attacks depends on the profile of the
attacker
How to choose the optimal patching
schedules?How to assess the impact of an attack on the industrial
process?
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
14
APPROACH
1 2
Attack Graph Security Strategy
Generate a timed
probabilistic attack
graph. Three layers: network layer, service
layer and attack
execution layer
Generate the optimal patch strategy that best guarantees the
security objectives taking into account services dependencies
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
15
MODEL LAYERS
1 Service LayerRepresents dependencies between services
2 Network LayerRepresents machines and contains topological information about the system
3 Attack Execution LayerContains the set of rules describing the progress of the attacker in the system
Acces
s
Human
-acce
ss
Scan
Explo
it
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
16
ATTACK EXECUTIONS
1
3
2
4
5
6
7
8
9
State A State B
n_access
scan
n_access
exploit
exploit
n_access
exploit
exploit
n_access
exploit
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
17
PERFORMANCE
๏ A proof of concept have been implemented in C++
๏ More than 10 000 lines of code (including finding the optimal security policy)
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
17
PERFORMANCE
๏ A proof of concept have been implemented in C++
๏ More than 10 000 lines of code (including finding the optimal security policy)
๏ How about performance?
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
17
PERFORMANCE
๏ A proof of concept have been implemented in C++
๏ More than 10 000 lines of code (including finding the optimal security policy)
๏ How about performance?
0
25
50
75
100
30 39 48 57 66 75 84
Number of equipment
Ave
rage
tim
e (s
ec)
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
18
PERFORMANCE
๏ What happens when we limit the number of actions that the attacker can execute in each attack path?
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
18
PERFORMANCE
0
10
20
30
40
30 39 48 57 66 75 84
๏ What happens when we limit the number of actions that the attacker can execute in each attack path?
Ave
rage
tim
e (s
ec)
15 20 30
Number of equipment
0
0.375
0.75
1.125
1.5
30 51 72 93 125 200
10
Ave
rage
tim
e (s
ec)
Number of equipment
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
19
In practice, the attack graph will look something like this
���������������
����������������
���������������������
���������������������
�����������������������
���������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
���������������
����������������
�����������������������
����������������
����������������
����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
����������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
���������������������
����������������
����������������
�����������������������
���������������
����������������
�����������������������
���������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
���������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
���������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�� !���������
�������������������������
�������������������������
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK GRAPH GENERATION
19
In practice, the attack graph will look something like this
���������������
����������������
���������������������
���������������������
�����������������������
���������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
���������������
����������������
�����������������������
����������������
����������������
����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������������
����������������
����������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
���������������������
����������������
����������������
�����������������������
���������������
����������������
�����������������������
���������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
����������������
�����������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
���������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
����������������
�����������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
���������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
����������������
����������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�������������������������
�����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
����������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�������������������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������������
�������������������������
�����������������
�� !���������
�������������������������
�������������������������
Too complex to be manually analyzed
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
20
APPROACH
๏ We are trying to answer the following questions:
- At a given moment, the attacker was able to gain certain access to my network, how do I protect the system while anticipating all future attack attempts?
- Or, at a given moment, I know that the attacker is trying to execute a certain action, what should I do?
๏ Solution: Use the information in the generated attack graph and the available security countermeasures to create a Markov Decision Process (MDP) model
๏ Define a security objective and a set of constraints that needs to be satisfied and solve a Constrained Markov Decision Process (CMDP) problem
๏ The solution of the CMDP problem can be used to:
- Assist the asset owner in optimizing the response to intrusions
- Prioritize the deployment of security countermeasures in the system (patching vulnerabilities, deploying intrusion detection systems, etc.)
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
21
CASE STUDY
WAN
Data Concentrator Unit
Smart Meters
Head-end System
SCADA Control Center Enterprise Network
SCADA Historian
Energy Management
System
Distribution Management
System
Outage Management
SystemControlServer
Engineering Workstation
SCADAHMI
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
SystemBilling
SystemCustomer
Information System
Load Forecasting
Application Server
Operator Workstation
ClientCommunication
Server Database
Firewall F3 Firewall F4
Firewall F2
Firewall F1
Customer Portal
��
��
�� ��
��
��
��
� �
���
���
���
��� ���
���
���
�����
��
���
��� ���
���
���
���
���
���
��
��
���
���
���
���
���
���
���
���
���
��
��
���
���
���
���
���
���
��� ���
��
��
������
���
���
���
���
���
�� ��
���
���
���
���
���
���
���
���
�� ��
���
���
���
������
������
���
���
���
��
��
��
��
��
����
��
���
��
���
��
���
��
���
��
����
�
���
��
����
��
��
��
��
�
����
�
����
����
����
����
����
����
���� ����
���� ����
����
����
����
����
���
�������� ��������
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
Services dependencies
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
22
CASE STUDY
๏ Scenario 1: minimize the cost of deploying security countermeasures if the attacker can get access to the enterprise network
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
System
BillingSystem
Customer Information
System
Load Forecasting
Customer Portal
Priority
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
23
CASE STUDY
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
System
BillingSystem
Customer Information
System
Load Forecasting
Customer Portal
๏ Scenario 2: minimize the cost of deploying security countermeasures if the attacker can get access to the enterprise network while setting constraints on the maximum tolerated residual risk on the system
Priority
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
24
CASE STUDY
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
System
BillingSystem
Customer Information
System
Load Forecasting
Customer Portal
๏ Scenario 1: minimize the cost of deploying security countermeasures if the attacker can get access to the enterprise network
Priority
Patch
HIDS
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ICS OPTIMAL SECURITY POLICY
25
CASE STUDY
Administrator Workstation
Meter Data Management
System
Work Management
System
Customer Analytics Server
Operations Analytics Server
Firmware Update Server
Geographical Information
System
BillingSystem
Customer Information
System
Load Forecasting
Customer Portal
Patch
HIDS
๏ Scenario 2: minimize the cost of deploying security countermeasures if the attacker can get access to the enterprise network while setting constraints on the maximum tolerated residual risk on the system
Priority
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
FUTURE WORK
26
๏ Study cooperation (sharing of credentials, expertise, etc.) between multiple attackers and its effect on the success of their objectives
๏ Propose security hardening solutions:
- Find the critical set of knowledge items that once an attacker possesses, he can cause a significant impact on the system, and therefore must be protected
- Propose a hybrid hardening solution that includes: patching certain vulnerabilities, enforcing access control, monitoring sensible locations, etc.
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS
28
๏ In 2009, RATs were distributed on Exon, Shell, BP, etc. networks
๏ In 2010, a cyber attack targeted Iran's Natanz nuclear facility
๏ In 2012, a cyber attack targeted Iran’s main oil export terminal Kharg Island and its oil ministry
๏ In 2012, a major cyber attack aimed at American natural gas pipeline companies
๏ In 2014, a cyber attack attack on the computer network of a German steel mill that resulted in massive damage
๏ It has been revealed recently that the 2008 Turkey pipeline blast was a result of a cyber attack
๏ In 2014, Dell saw 202,322 SCADA attacks in Finland, 69,656 in the UK, and 51,258 in the US
RECENT ATTACKS
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
STATE OF THE ART
29
๏ Modeling services dependencies
- Impact of attacks on services using dependency graphs were modeled independently of the attack process [DKCC10]
- Anticipation Games [B08]: dual-layer structure, model services dependencies and interactions between an attacker and a defender (no-memory strategy)
๏ Combining attack graphs with a model of services dependencies [AJPS11]
- No clear separation between the infrastructure and the service layers
- A problem arises when multiple services and multiple vulnerabilities exist on a node
- Attacks taking advantage of access control policies are difficult to be represented (attack graph based on exploit dependency graph)
๏ Security hardening
- Identify the minimum number of exploits to remove [AWK02] [SHJLW02]
- Eliminate the minimal set of edges to prevent attacks [JNKAW11]
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
30
DEFINITIONS
Attack Execution Model
An attack execution model is a the tuple ⟨G, D, Γ, X , K, Ξ⟩ where:
• G = ⟨V, E, h⟩ is a multi-layered graph representing 2 types interconnections (network-based, human-based) between equipment
• D = ⟨∆, →⟩ is a services dependency graph where → is a binary relation
• Γ: set of vulnerabilities
• X: set of attackers targeting the system
• K: set of knowledge items
• Ξ: set of rules
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
31
DEFINITIONS
Graph Node
A node i in the graph G refers to a machine and is represented by the tuple = ⟨Γi, ∆i, Win, {αi
h,
βih, μih }⟩ where:
• Γi = {γk}: set of vulnerabilities on the machine
• ∆i = {δk}: set of services running on the machine
• Win: security asset of node i
• Host-based IDS characteristics: detection rate μih , false positives rate αi
h and false
negatives rate βih
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
32
Service
A service δi is defined as the tuple ⟨{(li, kic)}, Wi
s⟩ where:
• {(li , kic )}: access levels and credentials required to use/access the service
• Wis: impact of the service
Knowledge Items
The set of knowledge items K is represented by the tuple ⟨Ka,Kc,Kt⟩ where:
• Ka = ⟨V , E ⟩: information about machines and their interconnections
• Kc = {(vi , ci )|vi ∈ V }: set of credentials on machines
• Kt: set of specific tools and expertise needed to exploit vulnerabilities
DEFINITIONS
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
33
DEFINITIONS
Vulnerability
A vulnerability γij is represented by the tuple ⟨φpre,φpost⟩ where:
• φpre = {b, l, s, k}: set of preconditions
- b = {0, 1}: remote or local
- l: level of access required to exploit the vulnerability
- s: skill level required to exploit the vulnerability
- k ⊂ K: set of knowledge items needed to exploit the vulnerability
• φpost = ⟨{ld′}, k′⟩: set of postconditions
- ld′: set of acquired access levels
- k′ ⊂ K: set of acquired knowledge items
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
34
DEFINITIONS
Attacker Profile
An attacker is any type of adversaries targeting the system. An attacker i is represented by the tuple ⟨πi, si, Ri, ki⟩ where:
• πi: type of the attacker (hacker, nation state, insider attacker, etc.}
• si: skill level of the attacker
• Ri: attack preferences
• ki: set of knowledge items the attacker possesses
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
35
RULES
4 types of rules that could be executed by an attacker x:
๏ ξexploit(x,γij): Pre φpre → [te, c, ρ], Post φpost to exploit a vulnerability γi
j = ⟨ωi, τj , φpre, φpost⟩
in te time with a cost c and a payoff ρ
๏ ξscan(x): Pre ⟨R, K⟩ →[ts ,c], Post ⟨Γ, K⟩
๏ ξaccess(x): Pre ⟨V, L, K,V⟩ → Post L
๏ ξhuman−based access(x): Pre ⟨V, L, K, V⟩ →[tma], Post L
Workshop SEIDO - December 11, 2015 |
ATTACK EXECUTION MODEL
36
DEFINITIONS
Atomic Attack Execution
An atomic attack execution is a couple (Ξi,vi) where Ξi is a rule executed on node vi.
Attack Execution
Let P be the set of all attack executions within [0,M]. An attack execution pi ∈ P is a tuple ⟨(Ξi, vi), qi, >⟩ where > is a strict order on atomic attack executions.