《今日自動化》 上海工業(yè)自動化儀表研究院/繆學勤
眾所周知，2010年6月伊朗布什爾核電廠遭到“Stuxnet（震網(wǎng)）”病毒的攻擊，該病毒利用Windows操作系統(tǒng)漏洞，透過USB傳播，專門攻擊西門子公司設計制造的供水、發(fā)電等基礎設施的工業(yè)控制系統(tǒng)。經(jīng)過大量數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)，“震網(wǎng)”蠕蟲病毒能夠?qū)ふ夷繕嗽O施的控制系統(tǒng)，并且只有在指定配置的工業(yè)控制系統(tǒng)中才會被激活，從而控制被攻擊核電設施的冷卻系統(tǒng)或渦輪機的運作，最嚴重情況，病毒能控制關鍵過程并開啟一連串執(zhí)行程序，可讓設施失控，最終導致整個系統(tǒng)自我毀滅。因為這種Stuxnet病毒的目標是攻擊核電站，所以被形容為全球首個“計算機超級武器”或“網(wǎng)絡炸彈”。受“Stuxnet”病毒的影響，同年8月，伊朗布什爾核電廠啟用后發(fā)生了一連串的故障。但由于發(fā)現(xiàn)早，并及時采取措施，沒有造成嚴重后果。但是，“震網(wǎng)”病毒事件，已充分反映出工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全面臨著嚴峻的形勢。
伊朗遭遇第二輪網(wǎng)絡戰(zhàn)病毒攻擊
最近，多家國際計算機病毒防控機構(gòu)先后發(fā)出警告，他們發(fā)現(xiàn)一種威力強大的網(wǎng)絡病毒“火焰”(Flame)正在中東地區(qū)大范圍傳播。其中，伊朗受病毒影響最嚴重。新型網(wǎng)絡病毒的目的是收集伊朗石油行業(yè)工廠企業(yè)關鍵信息，以配合正在對伊朗進行的石油戰(zhàn)。
研究表明，“火焰”病毒利用“視窗”操作系統(tǒng)漏洞侵入,可借助局域網(wǎng)絡、打印網(wǎng)絡和USB接口等傳播。這一病毒呈現(xiàn)木馬病毒和蠕蟲病毒的部分特征, 不會中斷終端系統(tǒng),其目的只是收集情報。它實際是一個工具包，當計算機感染最初的“火焰”病毒后，計算機就會被安裝特定的任務模塊。這些特定的任務模塊可捕捉鍵盤敲擊、竊取密碼、刪除硬盤數(shù)據(jù)、自動截取屏幕信息、激活語音系統(tǒng)竊聽網(wǎng)絡電話和聊天內(nèi)容，甚至利用藍牙功能竊取與被感染電腦相連的智能手機、平板電腦中的內(nèi)容。然后再將竊取到的這些資料發(fā)送給遠程操控該病毒的服務器。病毒編寫者借助北美、歐洲和亞洲等地區(qū)大約80個服務器操控病毒，一旦完成搜集數(shù)據(jù)任務，這些病毒還可自行毀滅，不留蹤跡。以復雜程度和功能效力衡量,新現(xiàn)身的“火焰”病毒超過已知的任何一種計算機病毒。“火焰”是危險的間諜工具，可以用于攻擊關鍵的基礎設施。盡管伊朗宣布病毒被發(fā)現(xiàn)并得到有效遏制，但是早在今年4月，火焰病毒就竊取了伊朗石油行業(yè)工廠企業(yè)系統(tǒng)的大量信息，石油出口貢獻伊朗財政收入的80%，對經(jīng)濟起至關重要作用。
防患未然，早日建立縱深防御體系
為了確保國家經(jīng)濟安全，加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全，工信部于2011年9月下發(fā)了（工信部協(xié)〔2011〕451號）《關于加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知》。通知指出工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛運用于工業(yè)、能源、交通、水利以及市政等領域，用于控制生產(chǎn)設備的運行，一旦工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全出現(xiàn)漏洞，將對工業(yè)生產(chǎn)運行和國家經(jīng)濟安全造成重大隱患。隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，特別是信息化與工業(yè)化深度融合以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品越來越多地采用通用協(xié)議、通用硬件和通用軟件，以各種方式與互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡連接，病毒、木馬等威脅正在向工業(yè)控制系統(tǒng)擴散，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問題日益突出。
為了提高工業(yè)控制系統(tǒng)及其工業(yè)通信網(wǎng)絡的信息安全性，國際電工委員會從技術和管理兩個方面制定了IEC 62443 “用于工業(yè)過程測量和控制的網(wǎng)絡與系統(tǒng)信息安全”國際標準，標準規(guī)定工業(yè)控制系統(tǒng)分成5層，每層都要采取信息安全防護措施，以構(gòu)成多層分布式縱深防御體系架構(gòu)，如圖1所示。從圖中看出，在第5（企業(yè)）層，工廠企業(yè)防火墻用于保護整個企業(yè)防御Internet的安全威脅；在第3/4 (監(jiān)控) 層，管理層到控制系統(tǒng)的具有DMZ隔離區(qū)的防火墻用于保護整個控制系統(tǒng)；在第1/2（現(xiàn)場設備）層，分布式安全組件則用于保護諸如PLC或DCS等關鍵設備。
根據(jù)上述信息安全標準的概念，德國菲尼克斯電氣公司研發(fā)了FL MGUARD工業(yè)信息安全組件，該組件可以使用在這種分布式架構(gòu)中，它們保護部分系統(tǒng)網(wǎng)絡、每一個生產(chǎn)單元或一個單獨的自動化設備。FL MGUARD平臺是一個獨立的系統(tǒng)，該平臺可以直接集成到連接至工業(yè)網(wǎng)絡的工業(yè)計算機，若有需要，也可以PCI卡的形式完成集成。工業(yè)信息安全組件基于硬件的安全協(xié)議的實現(xiàn)既不需要修改計算機的配置，也不需要定期進行軟件升級，相對于被保護系統(tǒng)所使用的處理機和操作系統(tǒng)，它是完全獨立的系統(tǒng)，絕不會對系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。
由于采用的分布式安全系統(tǒng)架構(gòu)是為每個工業(yè)系統(tǒng)的中央計算機、控制計算機或生產(chǎn)機器人分配一個其自身的工業(yè)信息安全組件，因而它具有獨立的安全等級，并特地配置了訪問權(quán)和其它方面的中央管理功能。工業(yè)信息安全組件使用被其保護的計算機相同的IP地址，因而它不會被入侵者識別，使它很難被發(fā)現(xiàn)，從而避免了隨之而來的攻擊。同時，該組件配置了基于Kaspersky Lab技術的病毒掃描器，用于監(jiān)視數(shù)據(jù)源以識別協(xié)議中的病毒（如HTTP、SMTP和FTP），使得工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠全面防御DOS、DDOS以及網(wǎng)絡病毒的攻擊。
目前，一些國家正在進行進攻性和防御性兩種網(wǎng)絡戰(zhàn)爭系統(tǒng)的研究。我國應當防患未然，從戰(zhàn)略高度考慮，按照國際標準嚴格要求工廠企業(yè)在信息安全建設之初，即根據(jù)業(yè)務發(fā)展的需要，明確風險狀況與安全需求、確立企業(yè)信息安全架構(gòu)的藍圖及建設路線圖，根據(jù)實際情況和需要選擇相應的安全功能組件。從技術上實施系統(tǒng)的安全防護，工廠企業(yè)應設置多道安全防線，提高系統(tǒng)的入侵檢測能力、事件反應能力和快速恢復能力，形成綜合的、立體的網(wǎng)絡安全技術防護體系，使得重點領域工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全走向縱深防御階段。
