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★王軼泰戈特（北京）工程技術(shù)有限公司

★陳博北京網(wǎng)御星云信息技術(shù)有限公司

關(guān)鍵詞：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全；攻防演練；安全靶場管控

1　項目概況

1.1　項目背景

工控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、智能制造、交通、水利以及市政等國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，涉及到國家安全、經(jīng)濟(jì)命脈和人民群眾的生產(chǎn)生活，一旦受到攻擊，可能引發(fā)工廠停產(chǎn)、環(huán)境污染、人員傷亡、社會動蕩等災(zāi)難性的后果。近年來，工控系統(tǒng)面臨的外部威脅日益增加，面臨的攻擊更加復(fù)雜、多樣、隱蔽、系統(tǒng)和持續(xù)，安全事件頻繁發(fā)生。為貫徹落實《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)<中國制造2025>的通知》（國發(fā)〔2015〕28號）《國務(wù)院關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》（國發(fā)〔2016〕28號）《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》，切實保障制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)，加強(qiáng)工業(yè)控制系統(tǒng)安全保障工作顯得尤其重要。

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場是工控安全測試驗證、攻防演練的重要載體。然而，能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關(guān)系國計民生的典型行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)組成架構(gòu)千差萬別，所面臨的安全風(fēng)險也有所不同，相應(yīng)安全防護(hù)手段或策略也不同，但不同行業(yè)又有著共性的漏洞、風(fēng)險、防范場景，甚至部分控制組件也是相同的。因此，有必要建設(shè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)，實現(xiàn)共性組件、資源的調(diào)度和跨網(wǎng)絡(luò)、跨架構(gòu)的攻防演練。

1.2　項目簡介

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”是工控安全測試驗證、攻防演練的重要載體。其助力客戶成功打造了基于工控系統(tǒng)覆蓋需求分析、設(shè)計、研發(fā)、集成、測試、評估、運(yùn)維、廢止全生命周期的攻防對抗演練靶場（靶場包含基礎(chǔ)引擎、資源管控、組件監(jiān)控、角色應(yīng)用、核心業(yè)務(wù)等核心系統(tǒng)），提供了覆蓋能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關(guān)系到國計民生、經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)轉(zhuǎn)的核心重點行業(yè)的攻防演練實戰(zhàn)場景，并支持開展“攻防對抗、漏洞挖掘、風(fēng)險驗證、應(yīng)急演練和培訓(xùn)教育”五大業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1.3　項目目標(biāo)

（1）基于產(chǎn)品實現(xiàn)基于工控系統(tǒng)需求分析、設(shè)計、研發(fā)、集成、測試、評估、運(yùn)維、廢止全生命周期的攻防對抗演練。

（2）基于產(chǎn)品提供覆蓋能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關(guān)系到國計民生、經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)轉(zhuǎn)的核心重點行業(yè)的攻防演練場景。

（3）基于產(chǎn)品支持攻防對抗、漏洞挖掘、風(fēng)險驗證、應(yīng)急演練和培訓(xùn)教育五項業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2　項目實施

2.1　項目內(nèi)容

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”為純軟件研發(fā)和集成的調(diào)度管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠調(diào)度和管控靶場集成的真實實物工控設(shè)備和安全設(shè)備，并在虛實結(jié)合組網(wǎng)的情況下快速自動化地實現(xiàn)對工控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的仿真。該產(chǎn)品具備基礎(chǔ)引擎子系統(tǒng)、資源管控子系統(tǒng)、組件監(jiān)控系統(tǒng)、角色應(yīng)用子系統(tǒng)、核心業(yè)務(wù)子系統(tǒng)五大核心模塊。

該產(chǎn)品通過提煉不同行業(yè)的共性漏洞、風(fēng)險、防范場景及控制組件，成功實現(xiàn)共性組件、資源的調(diào)度和跨網(wǎng)絡(luò)、跨架構(gòu)的攻防演練。除此之外，該產(chǎn)品支持接入全系列或主流工控系統(tǒng)或產(chǎn)品及工業(yè)信息安全領(lǐng)域相關(guān)檢測工具，可利用檢測環(huán)境進(jìn)行檢測、評估、驗證及工業(yè)信息安全新技術(shù)研究，研發(fā)相關(guān)檢測、評估、驗證工具及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

2.2　項目方案

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”總體架構(gòu)關(guān)注縱向、橫向，成功實現(xiàn)大系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互操作。

該系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

該系統(tǒng)架構(gòu)分層設(shè)計包含調(diào)度管理層、安全基礎(chǔ)資源層、攻防對抗監(jiān)控層、核心業(yè)務(wù)層以及靶場平臺應(yīng)用層，如圖2所示。

圖2 架構(gòu)分層設(shè)計圖

（1）調(diào)度管理層：實現(xiàn)靶場基礎(chǔ)引擎子系統(tǒng)與資源管控子系統(tǒng)的對接，為上層場景構(gòu)建、虛實結(jié)合組網(wǎng)、資源申請釋放提供功能接口。

（2）安全基礎(chǔ)資源層：為基礎(chǔ)引擎提供基礎(chǔ)組件資源，將物理設(shè)備、虛擬設(shè)備、安全設(shè)備進(jìn)行基于場景拓?fù)涞木幣牛瑸樯蠈訕I(yè)務(wù)系統(tǒng)提供多元靶場組件構(gòu)成的測試演練環(huán)境。

（3）攻防對抗監(jiān)控層：通過采集虛擬平臺數(shù)據(jù)、組件運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)等，為核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的白方系統(tǒng)提供監(jiān)控、分析、可視化的數(shù)據(jù)來源。

（4）核心業(yè)務(wù)層：實現(xiàn)對組件監(jiān)控子系統(tǒng)、基礎(chǔ)引擎子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)的調(diào)度，為用戶基于角色的核心業(yè)務(wù)提供一體化功能服務(wù)。

（5）平臺應(yīng)用層：滿足靶場功能業(yè)務(wù)，實現(xiàn)攻防演練、漏洞挖掘、風(fēng)險驗證、應(yīng)急演練和培訓(xùn)教育等全生命周期能力提升及技術(shù)保障服務(wù)。

該系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計上實現(xiàn)了多子系統(tǒng)交互和調(diào)度的接口規(guī)約以及平臺自身安全保障功能。從子系統(tǒng)層面看，架構(gòu)從基礎(chǔ)引擎子系統(tǒng)到角色應(yīng)用子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)的功能均可模塊化架構(gòu)實現(xiàn)，每個子系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)約進(jìn)行交互和調(diào)度。在架構(gòu)分層設(shè)計實現(xiàn)上，每個資源層均由下層向上層提供資源調(diào)用接口，上層對下層實現(xiàn)管控接口。

2.3　項目效果

（1）產(chǎn)品成功支撐紅隊、藍(lán)隊、白隊、黃隊等不同角色開展攻防演練的需求，具備同時支撐百人進(jìn)行攻防實戰(zhàn)演練的能力。

（2）依托系統(tǒng)，助力客戶實現(xiàn)針對PLC、DCS、SCADA、RTU等工業(yè)控制系統(tǒng)組成設(shè)備或軟件開展漏洞挖掘的需求。

（3）產(chǎn)品具備按需組網(wǎng)功能，能夠依據(jù)需要接入多種風(fēng)險驗證評估工具，以適配多種評估與風(fēng)險驗證方法。

（4）產(chǎn)品為客戶提供了實操演練環(huán)境和規(guī)范化操作流程，助力提升演練人員針對工業(yè)信息安全的認(rèn)知和技能水平。

（5）產(chǎn)品擁有完整的課程體系，同時預(yù)置大量實訓(xùn)環(huán)境，助力參訓(xùn)人員學(xué)習(xí)、訓(xùn)練以獲得成長提升。此外，產(chǎn)品支持實訓(xùn)環(huán)境的自由構(gòu)建，以滿足客戶的多樣需求。

3　案例亮點及創(chuàng)新性

3.1　一體化思想統(tǒng)籌建設(shè)，超前布局

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”架構(gòu)設(shè)計采用一體化思想，統(tǒng)籌建設(shè)，超前布局，既考慮到已有的信息系統(tǒng)資源，又結(jié)合了客戶系統(tǒng)未來的建設(shè)規(guī)劃，從系統(tǒng)層面關(guān)注縱向、橫向，成功實現(xiàn)了大系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互操作，為靶場綜合集成奠定基礎(chǔ)。同時，該系統(tǒng)成功滿足了客戶開展攻防對抗、漏洞挖掘、風(fēng)險驗證、應(yīng)急演練和培訓(xùn)教育的五大業(yè)務(wù)需求。

3.2　快速自動化實現(xiàn)工控網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”能夠調(diào)度和管控靶場集成的真實實物工控設(shè)備和安全設(shè)備，并在虛實結(jié)合組網(wǎng)的情況下，快速自動化地實現(xiàn)對工控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的仿真，成功解決了無法在真實環(huán)境中對復(fù)雜大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和用戶進(jìn)行逼真的模擬和測試以及風(fēng)險評估等問題。此外，系統(tǒng)支持接入全系列或主流工控系統(tǒng)或產(chǎn)品及工業(yè)信息安全領(lǐng)域相關(guān)檢測工具，可利用檢測環(huán)境進(jìn)行檢測、評估、驗證及工業(yè)信息安全新技術(shù)研究，研發(fā)相關(guān)檢測、評估、驗證工具及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3.3　靈活架構(gòu)助力高效開展攻防演練

能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關(guān)系國計民生的典型行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)組成架構(gòu)千差萬別，所面臨的安全風(fēng)險也有所不同，相應(yīng)安全防護(hù)手段或策略也不同，但不同行業(yè)又有著共性的漏洞、風(fēng)險、防范場景，甚至部分控制組件也是相同的。“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”基于這些問題成功實現(xiàn)了共性組件、資源調(diào)度和跨網(wǎng)絡(luò)、跨架構(gòu)的攻防演練，提供了覆蓋分析、設(shè)計、研發(fā)、集成、測試、評估、運(yùn)維等全生命周期的保障服務(wù)，助力實現(xiàn)了國家工業(yè)信息安全能力的整體提升。

作者簡介

王　軼（1978-），男，陜西西安人，工程師，本科，現(xiàn)就職于泰戈特（北京）工程技術(shù)有限公司，主要從事人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全方面的研究。

陳　博（1989-），男，黑龍江哈爾濱人，網(wǎng)絡(luò)安全資深專家，CISP、CISD培訓(xùn)講師，本科，現(xiàn)就職于北京網(wǎng)御星云信息技術(shù)有限公司，主要從事漏洞挖掘、攻防對抗、安全運(yùn)營方面的研究。

摘自《自動化博覽》2024年1月刊