La ciberseguridad industrial ha adquirido un papel fundamental en los últimos años debido al incremento de ciberataques que afectan a los entornos industriales. Estos ataques no solo provocan pérdidas económicas y fugas de datos confidenciales, sino que también pueden poner en riesgo la integridad de las personas. Con la incorporación de tecnologías avanzadas como la Industria 4.0, el mantenimiento remoto y el uso de realidad virtual, las plantas industriales están más expuestas que nunca.
Para combatir estas amenazas, las organizaciones MITRE y CISA (Agencia de Seguridad de Infraestructura y Ciberseguridad de EE. UU.) colaboraron en el desarrollo de Caldera OT, una herramienta de código abierto creada específicamente para mejorar la ciberseguridad en entornos industriales. En este artículo, exploraremos en detalle el uso de la herramienta Caldera OT, sus características, y cómo puede contribuir a proteger los sistemas industriales de ciberataques mediante la emulación de adversarios.
El auge de los ciberataques en entornos industriales
Con el crecimiento de las tecnologías de la Industria 4.0 y el uso de dispositivos conectados, los entornos industriales están más expuestos a ciberataques. Las fábricas y plantas de producción, que anteriormente funcionaban de manera aislada, ahora están interconectadas a través de redes y tecnologías avanzadas. Esto ha facilitado los procesos de automatización y mantenimiento remoto, pero también ha incrementado las superficies de ataque para los cibercriminales.
Los sectores más vulnerables a estos ataques incluyen la energía, el agua, las telecomunicaciones y la manufactura, ya que los sistemas que controlan la infraestructura crítica suelen ser más difíciles de proteger. En este contexto, el uso de herramientas como Caldera OT es esencial para fortalecer las defensas en estos entornos críticos.
¿Qué es la emulación de adversarios?
La emulación de adversarios es una técnica clave utilizada en Caldera OT. Se trata de simular las tácticas, técnicas y procedimientos (TTPs) que un atacante real podría utilizar para infiltrarse en una red. Esta simulación permite a los equipos de seguridad evaluar la eficacia de sus defensas en tiempo real.
Un ejercicio típico de emulación de adversarios involucra a dos equipos principales: el Red Team (equipo rojo), que actúa como los atacantes simulando las técnicas de un cibercriminal, y el Blue Team (equipo azul), que representa a los defensores, encargados de detectar, mitigar y responder al ataque. Además, en algunos ejercicios, también puede participar un Purple Team, que colabora con ambos equipos para optimizar las defensas mediante una mayor comprensión de los ataques.
Al recrear un ciberataque lo más fiel posible a la realidad, las organizaciones pueden descubrir debilidades en su infraestructura de ciberseguridad y tomar medidas proactivas para reforzar sus defensas.
¿Qué es Caldera OT?
Caldera OT es una extensión de la plataforma Caldera, diseñada por MITRE para simular ataques cibernéticos. Originalmente creada para evaluar la seguridad en redes empresariales, Caldera OT se enfoca en los entornos Operational Technology (OT), integrando protocolos industriales como BACnet, DNP3, Modbus, Profinet e IEC61850. Estos protocolos son fundamentales en las redes industriales y permiten la automatización y control de sistemas como la energía, la climatización y la seguridad en plantas industriales.
La principal ventaja de Caldera OT radica en su capacidad para simular ciberataques de manera realista, permitiendo a las organizaciones probar y mejorar sus defensas de ciberseguridad antes de que ocurran incidentes reales. Al realizar estas simulaciones, es posible detectar vulnerabilidades, probar herramientas de seguridad y desarrollar estrategias más efectivas de detección y respuesta.
Instalación de la herramienta Caldera OT
La instalación de Caldera OT es un proceso relativamente sencillo para quienes están familiarizados con las plataformas de código abierto. Sin embargo, es importante asegurarse de cumplir con los requisitos previos para su correcta ejecución.
Requisitos previos
Para instalar Caldera, se requiere:
- Un sistema operativo Linux o macOS.
- Python 3.8 o una versión inferior.
- Un navegador web moderno como Google Chrome.
- Los paquetes necesarios, que se encuentran en el archivo
requirements.txt.
Instalación con acceso a Internet
Si el dispositivo en el que se va a instalar Caldera tiene acceso a Internet, el proceso de instalación puede realizarse con unos pocos comandos:
git clone https://github.com/mitre/caldera.git --recursive
cd caldera
pip3 install -r requirements.txt
python3 server.py --insecure
Instalación sin acceso a Internet
En el caso de no contar con acceso a Internet, se necesitará un segundo dispositivo que sí pueda acceder a la red para descargar los paquetes y transferirlos al dispositivo aislado. La descarga e instalación de la herramienta en estos casos requiere que ambos dispositivos tengan la misma versión del sistema operativo y de Python.
git clone https://github.com/mitre/caldera.git --recursive --branch x.x.x
mkdir caldera/python_deps
pip3 download -r caldera/requirements.txt --dest caldera/python_deps
Instalación mediante Docker
Si prefieres usar Docker para la instalación, necesitarás cierto conocimiento sobre contenedores. Aquí está el proceso básico:
- Clona el repositorio de Caldera:
git clone https://github.com/mitre/caldera.git --recursive --branch x.x.x
- Construye la imagen de Docker:
docker build --build-arg WIN_BUILD=true . -t caldera:server
- Ejecuta el contenedor:
docker run -p 7010:7010 -p 7011:7011/udp -p 7012:7012 -p 8888:8888 caldera:server
Configuración y acceso a la plataforma
Una vez instalada, puedes arrancar la plataforma Caldera accediendo al directorio de instalación y ejecutando el servidor:
python3 server.py
Luego, desde tu navegador web, deberás acceder al servidor en localhost:8888 (u otro puerto configurado). Desde aquí, puedes ingresar las credenciales del Red Team o Blue Team, que están almacenadas en los archivos de configuración (local.yml o default.yml).
Funcionalidades clave de Caldera OT
Una vez dentro de la plataforma, te encontrarás con diversas funcionalidades agrupadas en tres secciones principales: Campaigns, Plugins y Configuration.
Campaigns
Este apartado se divide en agents, abilities, adversaries y operations, cada uno con un papel clave en la ejecución de las simulaciones de ataque.
- Agents: Son los programas que se conectan a la plataforma y ejecutan las instrucciones de ataque. Existen varios tipos de agentes, como Sandcat, Manx y Ragdoll, que se diferencian en los métodos de comunicación que utilizan (HTTP, TCP, HTML).
- Abilities: Implementan tácticas y técnicas de MITRE ATT&CK y definen qué comandos se ejecutarán en los agentes.
- Adversaries: Son los perfiles de amenazas que reúnen diversas habilidades que simulan los TTPs de un ciberatacante.
- Operations: Permiten ejecutar habilidades en los grupos de agentes mediante los perfiles de adversarios.
Plugins
Caldera OT incluye una variedad de plugins que expanden las capacidades de la herramienta. Algunos de los más importantes incluyen:
- Stockpile: Reúne la mayoría de habilidades, adversarios y planificadores necesarios para la simulación de ataques.
- Training: Guía a los usuarios a través de las funcionalidades de la plataforma.
Además, Caldera OT incluye plugins específicos para entornos industriales, integrando protocolos como Modbus, BACnet, y DNP3 para simular ataques contra sistemas industriales.
Aplicabilidad del Red Team en entornos industriales
Un ejemplo práctico de la plataforma Caldera OT es la creación de un Red Team que simule ataques a una planta industrial utilizando protocolos industriales. Tras desplegar un agente Sandcat en un entorno Linux, se puede crear una habilidad que realice un escaneo activo de puertos para detectar servicios abiertos.
Al crear una operación en Caldera OT, es posible ejecutar diversas habilidades, como encontrar usuarios locales o realizar ataques específicos a protocolos industriales. Esto proporciona a los defensores una visión clara de cómo podría desarrollarse un ataque real y les permite reaccionar rápidamente para mitigar las amenazas.
En un entorno OT, por ejemplo, el equipo rojo podría emular un ataque que explote vulnerabilidades en el protocolo Modbus. Este protocolo, ampliamente utilizado en entornos industriales para controlar sistemas SCADA, es susceptible a diversos ataques, como la intercepción de comunicaciones o la alteración de comandos. A través de Caldera OT, el equipo rojo puede simular la manipulación de las órdenes enviadas a un PLC (Controlador Lógico Programable) que controla una máquina, lo que podría llevar a un mal funcionamiento o incluso a la parada completa del sistema.
Beneficios del uso de Caldera OT
El uso de Caldera OT aporta una serie de beneficios claros para las organizaciones que operan en entornos industriales y desean fortalecer su postura de ciberseguridad. Entre los principales beneficios se incluyen:
Simulación realista de ciberataques
Al incorporar tácticas y técnicas específicas del entorno OT, Caldera OT permite simular ataques realistas que emulan el comportamiento de atacantes verdaderos. Esto ayuda a los equipos de seguridad a prepararse para amenazas específicas en su entorno, evaluando cómo responderían ante un ataque real.
Evaluación continua de la seguridad
Gracias a la posibilidad de realizar simulaciones recurrentes, Caldera OT permite a las organizaciones mantener un enfoque proactivo en su postura de ciberseguridad. Con simulaciones periódicas, las empresas pueden detectar nuevas vulnerabilidades a medida que sus infraestructuras evolucionan, adoptando nuevas tecnologías o realizando cambios en la red.
Mejora de las habilidades del equipo de seguridad
El uso regular de Caldera OT proporciona a los equipos de seguridad una oportunidad invaluable para practicar y mejorar sus habilidades de detección, respuesta y mitigación de ciberataques. Esto aumenta la preparación ante posibles incidentes reales y mejora la eficiencia operativa en la detección temprana de amenazas.
Integración con otras herramientas
Caldera OT se puede integrar fácilmente con otras soluciones de seguridad y gestión de incidentes, lo que permite automatizar las respuestas ante ciertas amenazas. Esta integración con herramientas de monitoreo y análisis de tráfico puede generar alertas automáticas o desencadenar acciones para bloquear accesos no autorizados en tiempo real.
Flexibilidad y personalización
Una de las grandes ventajas de Caldera OT es la capacidad de personalización de los agentes, habilidades y operaciones para ajustarse a los diferentes entornos industriales. Las organizaciones pueden configurar las pruebas para emular amenazas específicas de su sector, ajustando las simulaciones para representar mejor los escenarios más críticos.
Casos de uso de Caldera OT
Sector energético
En una planta de energía, los ataques a los sistemas SCADA que controlan la distribución de electricidad pueden causar grandes interrupciones. Con Caldera OT, los equipos de seguridad pueden simular ciberataques que aprovechen vulnerabilidades en los protocolos industriales utilizados para controlar las turbinas o las subestaciones eléctricas, ayudando a identificar debilidades críticas en los sistemas de control y supervisión.
Manufactura
En una fábrica automatizada, donde los sistemas están conectados para garantizar la eficiencia de la producción, un ciberataque podría causar interrupciones en la cadena de suministro o incluso alterar la calidad de los productos. Simulaciones con Caldera OT pueden ayudar a probar la resiliencia de los sistemas de control industrial y garantizar que los dispositivos conectados sean resistentes ante ataques de manipulación.
Transporte
Los sistemas de transporte, como el metro y los trenes, dependen cada vez más de la automatización. Caldera OT se puede utilizar para simular ciberataques a los sistemas de control de tráfico o las redes de comunicación entre trenes, lo que permite a los operadores identificar vulnerabilidades y mejorar la seguridad de sus infraestructuras.
Limitaciones y consideraciones
Aunque Caldera OT es una herramienta poderosa, existen algunas limitaciones y aspectos a considerar:
- Familiarización con la plataforma: Los usuarios deben dedicar tiempo a aprender cómo funciona la herramienta para maximizar su potencial. Si bien Caldera OT es flexible y personalizable, los equipos sin experiencia previa podrían enfrentar una curva de aprendizaje inicial.
- Requerimientos de infraestructura: Para realizar simulaciones precisas, es necesario contar con una infraestructura adecuada que refleje los sistemas industriales reales. Esto podría requerir configuraciones adicionales o la creación de entornos simulados complejos.
- Actualizaciones constantes: Dado que las tácticas y técnicas de los atacantes están en constante evolución, las organizaciones deben estar atentas a las actualizaciones de la herramienta y asegurarse de que sus simulaciones están alineadas con las últimas amenazas emergentes.
Tendencias y Desafíos en Ciberseguridad
Fortalecimiento del factor humano en ciberseguridad: El ser humano sigue siendo el eslabón más débil en la ciberseguridad, una realidad acentuada por el auge del teletrabajo y la creciente adopción de servicios en la nube. Por ello, es fundamental intensificar la formación en ciberseguridad para los empleados, centrando los esfuerzos en concienciación sobre phishing, ingeniería social y la implementación de autenticación multifactor (MFA), herramientas clave para blindar los sistemas contra accesos no autorizados.
Ciberseguridad en el teletrabajo y la nube: El teletrabajo y el uso masivo de infraestructuras en la nube, como IaaS, PaaS y SaaS, han incrementado las superficies de ataque, lo que requiere estrategias de seguridad más robustas. Soluciones como SD-WAN, Zero Trust y Seguridad como Servicio (SASE) permiten una gestión de riesgos más detallada y flexible, asegurando que únicamente los usuarios y dispositivos autorizados puedan acceder a los recursos críticos de la organización.
Protección de endpoints y redes móviles: Con la proliferación del trabajo remoto, garantizar la seguridad de los dispositivos finales (endpoints) se ha vuelto imprescindible. Los empleados utilizan múltiples dispositivos para acceder a los sistemas corporativos, lo que exige implementar soluciones avanzadas de Prevención de Pérdida de Datos (DLP), cifrado y seguridad móvil. Combinadas con un monitoreo continuo, estas medidas reducen significativamente el riesgo de fugas de información y fortalece la infraestructura.
Copias de seguridad y respuesta ante ransomware: El ransomware sigue siendo una de las amenazas más graves. Para contrarrestarlo, contar con copias de seguridad robustas es esencial, junto con planes de respuesta a incidentes (IR) que minimicen el impacto en caso de un ataque exitoso, reduciendo la pérdida de datos y daños operativos.
Cumplimiento normativo y privacidad de datos: La creciente complejidad de regulaciones como NIS 2 y GDPR obliga a las empresas a adherirse a normativas más rigurosas en cuanto a privacidad y seguridad de los datos. Para garantizar el cumplimiento, es crucial llevar a cabo auditorías periódicas y adoptar prácticas de desarrollo seguro (DevSecOps), asegurando que la seguridad esté integrada en cada fase del ciclo de vida del software.
Inteligencia Artificial para la defensa cibernética: Aunque la Inteligencia Artificial (IA) presenta ciertos riesgos, también es una poderosa herramienta para mejorar la ciberseguridad. Soluciones basadas en IA permiten detectar comportamientos anómalos en la red, anticipar amenazas antes de que se materialicen y automatizar respuestas a incidentes. No obstante, es necesario mitigar los riesgos asociados a la IA, como los ataques adversariales, que pueden comprometer su precisión.
Nuevas Tecnologías y Metodologías Emergentes
Zero Trust y SDN (Software-Defined Networking): El enfoque de Zero Trust ha ganado terreno en el ámbito empresarial, basándose en la premisa de no confiar automáticamente en ningún usuario, sea interno o externo, y controlar el acceso a los recursos mediante políticas estrictas de seguridad. El uso de SDN facilita una gestión centralizada y automatizada de la red, lo que refuerza la seguridad y reduce los tiempos de respuesta ante posibles amenazas.
Seguridad en la nube y SASE: Cada vez más empresas optan por modelos de seguridad basados en la nube como SASE, que combina funciones de red y seguridad en un único servicio. Este enfoque simplifica la protección y facilita el acceso seguro a las aplicaciones y datos corporativos, independientemente de la ubicación de los usuarios.
Autenticación robusta y gestión de identidad (IAM): La implementación de soluciones de Gestión de Identidades y Accesos (IAM) es esencial para asegurar el control sobre quién accede a los recursos y cuándo. Tecnologías como la autenticación multifactor (MFA) y la firma digital añaden capas adicionales de seguridad, reduciendo la probabilidad de robo de credenciales y accesos no autorizados.
Defensa contra ataques DDoS y cifrado avanzado: Los ataques de denegación de servicio distribuido (DDoS) siguen siendo un reto constante. Implementar soluciones específicas para mitigar este tipo de amenazas, junto con el uso de cifrado avanzado, tanto en tránsito como en reposo, ayuda a proteger la confidencialidad y la integridad de los datos.
Análisis forense y pruebas de penetración: Las pruebas de penetración y el análisis forense digital son cruciales para identificar y corregir vulnerabilidades antes de que puedan ser explotadas. Estas prácticas permiten a las organizaciones fortalecer sus defensas y preparar respuestas más efectivas ante incidentes de seguridad.
Conclusión
Caldera OT es una herramienta poderosa y flexible que permite a las organizaciones industriales mejorar su postura de ciberseguridad a través de la simulación de ataques realistas. Su capacidad para emular amenazas avanzadas en entornos OT ofrece una manera efectiva de identificar y corregir vulnerabilidades antes de que los atacantes las exploten. Si bien requiere cierto esfuerzo para su implementación y familiarización, los beneficios en términos de preparación y seguridad a largo plazo son invaluables. A medida que las tecnologías industriales continúan evolucionando, herramientas como Caldera OT se convertirán en un componente clave para garantizar la seguridad y la resiliencia de los sistemas industriales críticos.
