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A segurança do protocolo Modbus TCP pode ser reforçada por meio da implementação da especificação Modbus Security, que define a utilização do protocolo TLS (Transport Layer Security). Na implementação do TLS no Modbus TCP,
a criptografia TLS torna o protocolo incompatível com a arquitetura cliente-servidor original, exigindo que todos os dispositivos atuem como servidores multicast.
a implementação do TLS no Modbus elimina a necessidade de um frame check sequence (FCS) na camada de enlace de dados, pois a verificação de integridade passa a ser feita apenas pelo TLS na autenticação.
o TLS adiciona camadas de criptografia, autenticação e integridade de mensagens, operando entre as camadas de transporte (TCP) e de aplicação (Modbus PDU), o que protege o payload Modbus, mas mantém os cabeçalhos TCP/IP visíveis.
o handshake TLS utiliza a porta TCP 502 por padrão, dispensando a abertura de portas adicionais no firewall.
a autenticação é realizada baseada apenas no endereço IP de origem, tornando obsoletos os certificados digitais.