دیتا دیود (Data Diode) چیست و چرا امنیت سایبری به آن نیاز دارد؟

دیتا دیود (Data Diode) یک سخت‌افزار امنیت سایبری است که انتقال داده‌ها را فقط در یک مسیر بین شبکه‌های مجزا تضمین می‌کند. برخلاف راهکارهای نرم‌افزاری، دیتا دیود به‌صورت فیزیکی مانع از بازگشت اطلاعات به شبکه محافظت‌شده می‌شود. این ویژگی باعث حذف خطراتی مانند نشت اطلاعات، نفوذ خارجی و انتشار بدافزار شده و یک دیوار غیرقابل‌نفوذ برای شبکه‌های حساس و محیط‌های OT (Operational Technology) ایجاد می‌کند.

آنچه در ادامه می‌خوانید:

نحوه عملکرد فناوری دیتا دیود

دیتا دیود در برابر فایروال: چرا سخت‌افزار اهمیت دارد؟

چه کسانی از دیتا دیود استفاده می‌کنند؟

آیا دیتا دیودها می‌توانند ارتباط دوطرفه داشته باشند؟

آینده‌نگری در حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی

هزینه و ارزش اقتصادی دیتا دیود

کلام آخر

سوالات متداول

نحوه عملکرد فناوری دیتا دیود

فناوری دیتا دیود بر اصل ساده اما قدرتمند انتقال یک‌طرفه داده در سطح سخت‌افزار عمل می‌کند. دیتا دیودهای شرکت Owl Cyber Defense از دو ماژول ارسال و دریافت تشکیل شده‌اند. ماژول ارسال فقط قابلیت انتقال داده دارد، در حالی‌که ماژول دریافت صرفاً داده‌ها را قبول می‌کند. این معماری، برگشت داده را به‌طور فیزیکی غیرممکن کرده و یک شکاف هوایی (Air Gap) قدرتمند بین شبکه‌ها به وجود می‌آورد.

یکی از ویژگی‌های کلیدی فناوری Protocol Filtering Diode (PFD) در محصولات Owl، بازرسی پیشرفته پروتکل در سطح سخت‌افزار است. داده‌ها هنگام عبور از PFD علاوه بر انتقال یک‌طرفه، به‌صورت عمیق توسط FPGAها (Field-Programmable Gate Arrays) تحلیل و فیلتر می‌شوند. این مکانیزم تنها به اطلاعات مجاز و امن اجازه خروج از شبکه می‌دهد و داده‌های غیرمجاز یا مخرب را مسدود می‌کند. ترکیب این دو لایه امنیتی، علاوه بر پنهان‌سازی جزئیات حیاتی شبکه، تهدیدهای پنهان در جریان داده را نیز خنثی می‌سازد.
 

دیتا دیود در برابر فایروال: چرا سخت‌افزار اهمیت دارد؟

فایروال‌ها بخش جدایی‌ناپذیر امنیت شبکه هستند، اما اساساً نرم‌افزاری‌اند و می‌توانند در برابر حملات روز صفر، خطاهای پیکربندی و اکسپلویت‌ها آسیب‌پذیر باشند. در مقابل، دیتا دیودها مبتنی بر سخت‌افزار بوده و رفتار آن‌ها قطعی و غیرقابل تغییر است. آن‌ها قابل دور زدن، بازنویسی یا فریب نیستند و به همین دلیل به‌عنوان استاندارد طلایی امنیت سایبری در زیرساخت‌های حیاتی شناخته می‌شوند.
در بسیاری از سازمان‌ها، دیتا دیودها مکمل فایروال‌ها در استراتژی دفاع در عمق هستند. اما در محیط‌های با امنیت بالا، دیتا دیودها به‌تدریج جایگزین فایروال‌ها شده‌اند تا سطحی از امنیت ایجاد کنند که نرم‌افزارها به‌تنهایی قادر به تأمین آن نیستند.

تفاوت دیتا دیود با Unidirectional Gateway

تمامی راهکارهای موسوم به "یک‌طرفه" کیفیت و امنیت مشابهی ندارند. دیتا دیودهای واقعی دارای گواهی‌های بین‌المللی معتبر هستند و از پهنای باند بالا، پشتیبانی از چندین پروتکل و عدم ایجاد گلوگاه شبکه برخوردارند. در مقابل، دروازه‌های یک‌طرفه نرم‌افزاری یا ترکیبی ممکن است محدود به یک پروتکل یا دستگاه خاص باشند و همچنان در برابر آسیب‌پذیری‌ها قرار گیرند.

چه کسانی از دیتا دیود استفاده می‌کنند؟

دیتا دیود به یکی از ارکان اصلی امنیت سایبری در زیرساخت‌های حیاتی تبدیل شده است؛ جایی که تداوم عملیاتی و رعایت الزامات قانونی غیرقابل مذاکره است به همین دلیل در صنایع مختلف کاربرد دارد از جمله:

۱. تولید و انتقال انرژی

در صنعت برق، دیتا دیودها ارتباط یک‌طرفه بین شبکه‌های OT و محیط‌های سازمانی یا ابری را تضمین می‌کنند. این راهکار اجازه می‌دهد داده‌های عملیاتی مانند وضعیت توربین‌ها یا پست‌های برق برای مانیتورینگ و تحلیل به‌صورت امن صادر شوند، بدون اینکه خطر نفوذ به شبکه کنترل وجود داشته باشد. این کار علاوه بر جلوگیری از حملات باج‌افزاری و بدافزاری، با استانداردهای NERC-CIP  و IEC 62443  نیز همخوانی دارد.

۲. نفت و گاز/عملیات میانی

شرکت‌های نفت و گاز برای محافظت از دارایی‌های میدانی، سیستم‌های SCADA و شبکه‌های کنترل فرایند به دیتا دیود متکی هستند. این دستگاه‌ها امکان انتقال یک‌طرفه داده‌های سنسورها و تولیدی از خطوط لوله، پالایشگاه‌ها و سایت‌های دورافتاده به سیستم‌های IT سازمانی یا پلتفرم‌های مانیتورینگ شخص ثالث را فراهم می‌کنند.

۳. نیروگاه‌های هسته‌ای

نیروگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی هسته‌ای به بالاترین سطح امنیت نیاز دارند. دیتا دیود در این محیط‌ها یک سد سخت‌افزاری ایجاد می‌کند که تنها خروج امن داده‌های عملیاتی و گزارش‌های نظارتی را ممکن می‌سازد و هرگونه اتصال ورودی را مسدود می‌کند. این موضوع تضمین‌کننده تقسیم‌بندی شبکه، یکپارچگی داده‌ها و تاب‌آوری عملیاتی است.

نکته تکمیلی: در تمامی این صنایع، دیتا دیودها با فراهم کردن انتقال امن داده‌های حیاتی و حذف هرگونه دسترسی ورودی، رویکردی فراتر از ایزولاسیون ساده ارائه می‌دهند. این سخت‌افزارها توسط نهادهای بین‌المللی مانند NIST ،NERC و IEC به‌عنوان بهترین روش محافظت از سیستم‌های کنترل صنعتی شناخته می‌شوند.

آیا دیتا دیودها می‌توانند ارتباط دوطرفه داشته باشند؟

بله، راهکارهایی مانند Bidirectional با ترکیب دو مسیر مستقل یک‌طرفه در یک دستگاه سخت‌افزاری، امکان برقراری ارتباط دوطرفه امن را فراهم می‌کنند. این طراحی همچنان تفکیک شبکه و امنیت سخت‌افزاری را حفظ کرده و قابلیت‌هایی مانند مانیتورینگ از راه دور، فرمان‌دهی و تکرار داده‌های SCADA را با حداقل ریسک ممکن ارائه می‌دهد.
 

آینده‌نگری در حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی

توسعه مداوم دیتا دیودها با توجه به نیازهای در حال رشد صنایع بروز می‌شود مانند:

• پشتیبانی گسترده‌تر از پروتکل‌ها برای سازگاری با فناوری‌های صنعتی و ابری نوظهور
• مانیتورینگ هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای شناسایی ناهنجاری‌ها و نگهداری پیش‌بینانه
• طراحی‌های ماژولار و قابل‌استقرار در لبه شبکه مانند مدل‌های مقاوم‌سازی‌شده برای ایستگاه‌های دورافتاده و پلتفرم‌های دریایی
• همگرایی IT/OT و انتقال امن داده به فضای ابری برای بهره‌گیری از تحلیل‌های پیشرفته

هزینه و ارزش اقتصادی دیتا دیود

دیتا دیودها علاوه بر امنیت و قابلیت اطمینان بالا، به کاهش هزینه‌های کل مالکیت (TCO) نیز کمک می‌کنند. آن‌ها نیاز به نگهداری اندک، بدون نیاز به وصله‌های نرم‌افزاری و با عملکرد پایدار هستند. در مقایسه با فایروال‌ها یا دروازه‌های یک‌طرفه نرم‌افزاری، ارزش اقتصادی و امنیتی بیشتری ارائه می‌دهند.

کلام آخر

دیتا دیودها به‌عنوان یک راهکار سخت‌افزاری مطمئن و غیرقابل دور زدن، نقش حیاتی در محافظت از شبکه‌های صنعتی، سیستم‌های SCADA و زیرساخت‌های حیاتی ایفا می‌کنند. آن‌ها ضمن حفظ تداوم عملیاتی، امکان تبادل داده‌های ضروری با محیط‌های بیرونی را فراهم کرده و به سازمان‌ها کمک می‌کنند الزامات امنیت سایبری و انطباق با استانداردهای بین‌المللی را به‌طور کامل برآورده کنند.

سوالات متداول

۱. آیا دیتا دیودها از تحلیل‌های بلادرنگ در فضای ابری پشتیبانی می‌کنند؟

بله، دیتا دیودهای برخی شرکت‌ها، امکان انتقال امن و یک‌طرفه داده‌های عملیاتی به پلتفرم‌های ابری را فراهم کرده و محیط‌های OT را از تهدیدات ورودی ایزوله می‌کنند.

۲. دیتا دیود چه تفاوتی با فایروال دارد؟

دیتا دیودها جریان داده را در سطح سخت‌افزار یک‌طرفه می‌کنند و تمام آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری را حذف می‌نمایند، در حالی که فایروال‌ها بر اساس قوانین نرم‌افزاری عمل کرده و همچنان در معرض تهدیدات سایبری هستند.

۳. آیا آینده امنیت سایبری در گرو سخت‌افزار است؟

با پیشرفت روزافزون تهدیدات سایبری، دفاع ما نیز باید ارتقا یابد. دیتا دیودها به یکی از ستون‌های اصلی استراتژی‌های امنیت سایبری مدرن تبدیل شده‌اند و توسط حساس‌ترین سازمان‌های جهان برای محافظت از دارایی‌های حیاتی مورد اعتماد قرار گرفته‌اند.
در محیط‌های با امنیت بالا مانند سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) و زیرساخت‌های حیاتی، حتی پیشرفته‌ترین فایروال‌ها و سیستم‌های جلوگیری از نفوذ نیز محدودیت دارند. تنها راهکار واقعی برای جلوگیری کامل از دسترسی خارجی، استفاده از دیتا دیودهای سخت‌افزاری است که جریان داده را به‌طور قطعی و غیرقابل نفوذ کنترل می‌کنند.

۴. مزایای استفاده از دیتا دیود چیست؟

• جلوگیری از نفوذ بدافزار و باج‌افزار
• حذف کامل ریسک نشت داده
• پایداری عملیاتی در شبکه‌های حساس
• انطباق با استانداردهای امنیتی بین‌المللی مانند IEC 62443  و NERC-CIP
• کاهش هزینه‌های نگهداری در مقایسه با فایروال‌ها

۵. آیا نصب دیتا دیود پیچیده است؟

خیر، دیتا دیودها معمولاً به‌صورت Plug & Play طراحی می‌شوند و می‌توانند بین دو بخش شبکه با سطح امنیت متفاوت نصب شوند. برخی مدل‌ها حتی برای محیط‌های صنعتی سخت مانند ایستگاه‌های دورافتاده یا پلتفرم‌های نفتی مقاوم‌سازی شده‌اند.