Quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI trong sản xuất công nghiệp: Nền tảng của bảo mật OT

Giao diện người-máy (HMI) là trung tâm điều khiển trực quan trong mọi hoạt động sản xuất công nghiệp hiện đại, đóng vai trò then chốt trong việc giám sát và điều khiển quy trình. Tuy nhiên, với vai trò trọng yếu này, HMI cũng trở thành mục tiêu hấp dẫn cho các cuộc tấn công mạng nếu không được bảo vệ đúng cách, đặc biệt là thông qua việc thiếu sót trong quản lý mật khẩu và quyền truy cập. Bài viết này sẽ đi sâu vào tầm quan trọng của quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI, chỉ ra các lỗ hổng phổ biến, và trình bày các biện pháp tốt nhất cùng các công cụ hỗ trợ để thiết lập một hệ thống bảo mật vững chắc, qua đó giúp doanh nghiệp duy trì hoạt động an toàn và hiệu quả.

1. Tầm quan trọng của quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI

Việc quản lý mật khẩu và quyền truy cập một cách chặt chẽ đóng vai trò nền tảng trong chiến lược bảo mật HMI, mang lại nhiều lợi ích thiết yếu cho hoạt động sản xuất.

Quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI giúp bảo vệ HMI khỏi truy cập trái phép, ngăn chặn kẻ tấn công hoặc người không có thẩm quyền can thiệp vào hệ thống. Mật khẩu mạnh và chính sách kiểm soát quyền truy cập chặt chẽ là hàng rào phòng thủ đầu tiên, đảm bảo rằng chỉ những cá nhân được ủy quyền mới có thể đăng nhập và thao tác trên HMI. Điều này là tối quan trọng trong môi trường công nghiệp, nơi một thao tác sai có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng.

Hệ thống quản lý quyền truy cập hiệu quả còn ngăn chặn thay đổi cấu hình trái phép, đảm bảo rằng chỉ người được ủy quyền với cấp độ quyền hạn phù hợp mới có thể điều chỉnh các thông số sản xuất hoặc cấu hình hệ thống. Việc này giúp duy trì tính ổn định của quy trình, tránh các lỗi do con người gây ra hoặc các hành động phá hoại từ bên trong hoặc bên ngoài.

Các biện pháp bảo mật này còn giúp bảo vệ dữ liệu và quy trình sản xuất, duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của thông tin nhạy cảm. HMI thường hiển thị dữ liệu thời gian thực về quy trình, công thức sản xuất và hiệu suất thiết bị. Việc kiểm soát chặt chẽ quyền truy cập giúp ngăn chặn rò rỉ thông tin hoặc thay đổi dữ liệu trái phép, bảo vệ tài sản trí tuệ và bí mật kinh doanh của doanh nghiệp.

Quan trọng hơn, quản lý mật khẩu và quyền truy cập tốt góp phần giảm thiểu rủi ro an toàn lao động. Nếu kẻ tấn công có thể truy cập và thao túng HMI, họ có thể đưa ra các lệnh điều khiển nguy hiểm, gây ra sự cố máy móc, cháy nổ hoặc các tai nạn nghiêm trọng cho nhân viên.

Việc hạn chế quyền truy cập giúp ngăn chặn những kịch bản thảm khốc này. Ngoài ra, nó còn đảm bảo tính liên tục của hoạt động sản xuất, tránh gián đoạn do lỗi cấu hình hoặc tấn công mạng. Một hệ thống HMI bị xâm nhập có thể bị vô hiệu hóa, dẫn đến thời gian dừng máy (Downtime) ngoài kế hoạch và tổn thất kinh tế đáng kể.

Cuối cùng, việc triển khai quản lý mật khẩu và quyền truy cập chặt chẽ giúp doanh nghiệp tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định bảo mật công nghiệp ngày càng nghiêm ngặt, chẳng hạn như ISA/IEC 62443, vốn yêu cầu các biện pháp kiểm soát truy cập robust cho hệ thống OT Security.

2. Các lỗ hổng phổ biến trong quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI

Mặc dù vai trò của quản lý mật khẩu và quyền truy cập là rõ ràng, nhiều hệ thống HMI vẫn tồn tại các lỗ hổng nghiêm trọng, khiến chúng dễ bị tổn thương. Mật khẩu yếu hoặc mặc định là lỗ hổng phổ biến nhất, khi nhiều doanh nghiệp không thay đổi mật khẩu mặc định của nhà sản xuất ngay sau khi lắp đặt HMI. Bên cạnh đó, việc sử dụng mật khẩu dễ đoán như “123456”, “admin”, “password” hoặc tên công ty/ngày sinh cũng tạo điều kiện thuận lợi cho các cuộc tấn công vét cạn (brute-force attacks).

Thiếu chính sách mật khẩu là một vấn đề cơ bản khác, khi không có yêu cầu rõ ràng về độ dài tối thiểu, độ phức tạp (kết hợp chữ hoa, chữ thường, số, ký tự đặc biệt) hoặc thời gian thay đổi mật khẩu định kỳ, dẫn đến việc người dùng tự đặt mật khẩu yếu và không thường xuyên cập nhật.

Chia sẻ tài khoản/mật khẩu là một thực trạng nguy hiểm trong nhiều môi trường công nghiệp. Khi nhiều người dùng sử dụng chung một tài khoản, việc khó truy vết hành động của từng cá nhân trở nên bất khả thi, gây khó khăn trong việc điều tra sự cố hoặc xác định trách nhiệm.

Thiếu xác thực đa yếu tố (MFA) là một lỗ hổng nghiêm trọng, khi hệ thống HMI chỉ dựa vào tên người dùng và mật khẩu đơn giản để xác thực. Điều này làm giảm đáng kể lớp bảo vệ thứ hai, cho phép kẻ tấn công dễ dàng xâm nhập nếu có được thông tin đăng nhập ban đầu.

Phân quyền truy cập không chi tiết là một điểm yếu phổ biến khác, khi hệ thống cấp quyền quá rộng cho người dùng, ví dụ: mọi người vận hành đều được cấp quyền quản trị viên thay vì chỉ quyền giám sát cần thiết. Việc không giới hạn quyền truy cập vào các chức năng nhạy cảm cho từng nhóm người dùng làm tăng rủi ro khi một tài khoản bị xâm nhập.

Việc không thu hồi quyền truy cập khi nhân viên nghỉ việc hoặc thay đổi vị trí cũng tạo ra lỗ hổng bảo mật đáng kể, khi các tài khoản cũ vẫn còn hiệu lực và có thể bị lạm dụng.

Cuối cùng, thiếu giám sát và ghi log truy cập làm cho việc phát hiện và điều tra các hành vi bất thường trở nên khó khăn. Nếu không theo dõi ai đã truy cập HMI, khi nào và đã làm gì, doanh nghiệp sẽ không thể phát hiện các nỗ lực xâm nhập hoặc hành vi lạm dụng quyền.

3. Các biện pháp tốt nhất để quản lý mật khẩu HMI

Để củng cố bảo mật HMI, việc thực hiện các biện pháp tốt nhất trong quản lý mật khẩu là điều kiện tiên quyết. Đầu tiên, doanh nghiệp phải thiết lập chính sách mật khẩu mạnh mẽ và buộc người dùng tuân thủ.

Chính sách này cần yêu cầu độ dài tối thiểu (ví dụ: 12 ký tự trở lên) và yêu cầu kết hợp chữ hoa, chữ thường, số và ký tự đặc biệt. Đồng thời, cần bắt buộc thay đổi mật khẩu định kỳ (ví dụ: 90 ngày một lần) và cấm sử dụng lại mật khẩu cũ trong một khoảng thời gian nhất định hoặc số lần lặp lại.

Thứ hai, điều cơ bản nhất là không sử dụng mật khẩu mặc định của nhà sản xuất. Tất cả mật khẩu mặc định phải được thay đổi ngay lập tức sau khi lắp đặt HMI và các thiết bị liên quan, đồng thời thiết lập mật khẩu mới theo chính sách đã đề ra.

Thứ ba, người dùng nên sử dụng mật khẩu duy nhất cho mỗi tài khoản và mỗi HMI. Tránh tái sử dụng cùng một mật khẩu trên nhiều HMI hoặc các hệ thống khác, vì nếu một mật khẩu bị lộ, tất cả các tài khoản sử dụng mật khẩu đó sẽ gặp rủi ro.

Thứ tư, khuyến khích hoặc bắt buộc sử dụng trình quản lý mật khẩu (Password Manager). Các công cụ này giúp người dùng lưu trữ mật khẩu an toàn trong một cơ sở dữ liệu được mã hóa và có thể tạo mật khẩu ngẫu nhiên, phức tạp, giảm gánh nặng ghi nhớ cho người dùng.

Cuối cùng, triển khai xác thực đa yếu tố (MFA – Multi-Factor Authentication) là một lớp bảo vệ bổ sung không thể thiếu. MFA yêu cầu người dùng cung cấp thêm một yếu tố xác thực (ví dụ: mã OTP từ ứng dụng di động, dấu vân tay, thẻ thông minh) ngoài mật khẩu. Điều này làm tăng đáng kể mức độ bảo mật, ngay cả khi mật khẩu bị lộ, kẻ tấn công vẫn không thể truy cập nếu không có yếu tố thứ hai.

4. Các biện pháp tốt nhất để quản lý quyền truy cập HMI (Phân quyền người dùng)

Bên cạnh mật khẩu mạnh, việc định nghĩa và thực thi chặt chẽ quyền truy cập người dùng là tối quan trọng để bảo vệ HMI và quy trình sản xuất.

Áp dụng nguyên tắc đặc quyền tối thiểu (Least Privilege) là kim chỉ nam cho việc phân quyền. Theo nguyên tắc này, doanh nghiệp chỉ nên cấp cho người dùng quyền truy cập tối thiểu cần thiết để thực hiện công việc của họ. Ví dụ: một người vận hành chỉ cần quyền giám sát và một số quyền điều khiển cơ bản, trong khi kỹ thuật viên cần quyền điều khiển nâng cao, và chỉ quản trị viên mới có quyền cấu hình hệ thống HMI.

Để thực hiện nguyên tắc trên, cần phân loại vai trò người dùng một cách rõ ràng. Doanh nghiệp nên định nghĩa các vai trò như “Operator” (Người vận hành), “Engineer” (Kỹ sư), “Administrator” (Quản trị viên) với các quyền hạn cụ thể cho từng vai trò. Sau đó, gán người dùng vào các vai trò phù hợp dựa trên trách nhiệm công việc của họ.

Việc triển khai kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (Role-Based Access Control – RBAC) sẽ tự động hóa quá trình này. Hệ thống RBAC giúp tự động cấp quyền dựa trên vai trò của người dùng, đảm bảo tính nhất quán và giảm thiểu lỗi cấu hình thủ công.

Doanh nghiệp cần định kỳ xem xét và cập nhật quyền truy cập của người dùng. Khi có thay đổi về vị trí công việc hoặc dự án, quyền truy cập của người dùng phải được điều chỉnh tương ứng. Quan trọng hơn, cần thu hồi quyền truy cập ngay lập tức khi nhân viên nghỉ việc hoặc thay đổi vai trò để tránh rủi ro từ các tài khoản không còn cần thiết.

Cuối cùng, giám sát và ghi log truy cập là biện pháp cần thiết để theo dõi và kiểm toán. Hệ thống phải theo dõi các hoạt động đăng nhập, thay đổi cấu hình, và các thao tác nhạy cảm trên HMI. Các nhật ký truy cập này cần được lưu trữ an toàn để phục vụ cho việc kiểm toán, điều tra sự cố và phân tích hành vi bất thường.

Dưới đây là bảng phân cấp quyền truy cập HMI theo vai trò ví dụ:

Vai trò người dùng	Quyền truy cập HMI điển hình	Ghi chú
Người vận hành (Operator)	Xem trạng thái quy trình, điều khiển bật/tắt cơ bản, nhập dữ liệu đơn giản.	Chỉ quyền thao tác cần thiết hàng ngày.
Kỹ sư (Engineer)	Xem, điều khiển nâng cao, thay đổi một số tham số quy trình, xem lịch sử dữ liệu.	Có thể yêu cầu kiểm soát và hiệu chỉnh.
Giám sát viên (Supervisor)	Xem tổng quan, báo cáo, một số quyền điều khiển cấp cao, có thể tạo/sửa người vận hành.	Giám sát hoạt động, quản lý nhóm.
Quản trị viên (Administrator)	Toàn quyền cấu hình HMI, quản lý người dùng, cập nhật firmware, truy cập cài đặt hệ thống.	Quyền hạn cao nhất, chỉ cấp cho số ít người.

5. Công cụ và công nghệ hỗ trợ quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI

Để thực hiện hiệu quả các biện pháp quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI, doanh nghiệp có thể tận dụng các công cụ và công nghệ chuyên biệt.

Các hệ thống quản lý danh tính và truy cập (IAM – Identity and Access Management) là giải pháp toàn diện giúp quản lý tập trung tài khoản người dùng và quyền truy cập trên nhiều hệ thống, bao gồm cả HMI và các thiết bị OT khác. IAM giúp tự động hóa việc cấp và thu hồi quyền, đảm bảo tính nhất quán trong chính sách bảo mật.

Phần mềm quản lý mật khẩu (Password Manager) là công cụ hữu ích để người dùng cá nhân hoặc nhóm lưu trữ và tạo mật khẩu mạnh một cách an toàn. Chúng thường tích hợp tính năng tự động điền mật khẩu, giảm gánh nặng cho người dùng và tăng cường bảo mật.

Giải pháp xác thực đa yếu tố (MFA Solutions) cung cấp một lớp bảo vệ bổ sung. Các giải pháp này có thể là phần cứng (ví dụ: token, USB key) hoặc phần mềm (ví dụ: ứng dụng OTP trên điện thoại thông minh), yêu cầu người dùng cung cấp thêm một bằng chứng xác thực ngoài mật khẩu.

Hệ thống quản lý thông tin và sự kiện bảo mật (SIEM – Security Information and Event Management) là công cụ mạnh mẽ để thu thập, phân tích và cảnh báo về các sự kiện bảo mật từ nhật ký (log) của HMI và các thiết bị khác. SIEM giúp phát hiện các hoạt động đăng nhập bất thường, nỗ lực truy cập trái phép hoặc các hành vi lạm dụng quyền trong thời gian thực.

Cuối cùng, hầu hết các phần mềm HMI hiện đại đều có chức năng quản lý người dùng tích hợp. Các tính năng này cho phép quản trị viên tạo tài khoản, gán quyền dựa trên vai trò (RBAC), và cấu hình các chính sách mật khẩu trực tiếp trên giao diện HMI. Việc tận dụng tối đa các chức năng này là bước đầu tiên quan trọng.

6. Thách thức trong việc triển khai quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc triển khai quản lý mật khẩu và quyền truy cập HMI vẫn đối mặt với những thách thức đáng kể trong môi trường công nghiệp.

Hệ thống cũ (Legacy HMI Systems) là rào cản lớn, bởi nhiều HMI và hệ thống điều khiển cũ không hỗ trợ các tính năng bảo mật nâng cao như MFA hoặc RBAC. Việc khó thay đổi mật khẩu mặc định hoặc cấu hình các chính sách phức tạp trên các thiết bị cũ này là một vấn đề phổ biến.

Việc quản lý mật khẩu và quyền truy cập có thể trở nên phức tạp trong quản lý đối với các nhà máy có số lượng HMI và người dùng lớn. Điều này đòi hỏi quy trình quản lý tinh vi và thường xuyên, cũng như yêu cầu đào tạo để người dùng và quản trị viên thay đổi thói quen sử dụng.

Có nguy cơ gián đoạn sản xuất nếu việc cấu hình quyền truy cập bị sai sót. Một lỗi nhỏ trong việc thiết lập quyền có thể làm cho người vận hành không thể truy cập chức năng cần thiết, dẫn đến thời gian dừng máy (Downtime). Do đó, mọi thay đổi phải được kiểm thử kỹ lưỡng trong môi trường không ảnh hưởng đến sản xuất.

Thị trường đang đối mặt với thiếu chuyên gia bảo mật OT có kinh nghiệm trong việc quản lý bảo mật cho hệ thống điều khiển công nghiệp. Việc thiếu nguồn lực chuyên môn khiến nhiều doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc triển khai và duy trì các biện pháp bảo mật nâng cao.

Cuối cùng, thường có sự khác biệt trong tư duy giữa người vận hành và chuyên gia bảo mật IT. Người vận hành thường ưu tiên sự tiện lợi và tốc độ truy cập hơn là bảo mật, điều này có thể dẫn đến việc họ bỏ qua các quy tắc bảo mật hoặc chia sẻ thông tin đăng nhập.

7. Kết luận

Việc triển khai quản lý mật khẩu và quyền truy cập chặt chẽ là một nền tảng không thể thiếu cho bảo mật HMI trong kỷ nguyên sản xuất công nghiệp hiện đại. Bằng cách áp dụng các biện pháp tốt nhất như chính sách mật khẩu mạnh, xác thực đa yếu tố, nguyên tắc đặc quyền tối thiểu, và giám sát chặt chẽ hoạt động truy cập, doanh nghiệp có thể tạo ra một lớp phòng thủ vững chắc để bảo vệ HMI khỏi các mối đe dọa. Mặc dù tồn tại những thách thức như hệ thống cũ và sự phức tạp trong quản lý, việc đầu tư vào các công cụ và công nghệ hỗ trợ, cùng với việc nâng cao nhận thức của nhân viên, là điều cần thiết. Một chiến lược quản lý mật khẩu và quyền truy cập hiệu quả không chỉ giúp bảo vệ HMI và dữ liệu nhạy cảm mà còn đảm bảo tính liên tục, an toàn và hiệu quả của toàn bộ quy trình sản xuất, góp phần vào sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.