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★烽臺科技（北京）有限公司訾立強，李璐吉

關鍵詞：工業(yè)網(wǎng)絡安全；攻防演練；安全靶場管控；工業(yè)控制系統(tǒng)安全測試驗證

1　項目概況

1.1　項目背景

通信行業(yè)是一個快速發(fā)展且動態(tài)變化的領域，其特點可以歸納為技術創(chuàng)新、全球化、快速發(fā)展和不斷變革。隨著科技的不斷進步，通信技術也在不斷升級和創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的有線通信向無線通信、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術的發(fā)展演進，不斷提高了通信網(wǎng)絡的效率、速度和覆蓋范圍，推動了通信行業(yè)的迅速發(fā)展。通信行業(yè)具有強烈的國際性和全球化特征，通信網(wǎng)絡能夠將全球各地連接起來，促進信息和數(shù)據(jù)的全球流動。通信行業(yè)在信息時代扮演著不可或缺的角色，是連接全球、推動數(shù)據(jù)傳輸和信息交流的核心基礎設施，其地位不斷在上升。它對全球互聯(lián)互通、經(jīng)濟增長、社交互動和危機應對都具有深遠的影響，逐漸成為現(xiàn)代社會的支柱之一。

中國移動通信集團貴州有限公司（以下簡稱“貴州移動公司”）于1999年正式成立運營，是中國移動通信集團在貴州設立的全資子公司。隨著公司的高速發(fā)展，網(wǎng)絡安全威脅形勢日趨嚴峻，安全監(jiān)管考核要求越來越嚴格，集團公司以及各省、自治區(qū)、直轄市公司亟需加強網(wǎng)絡安全相關工作。為貫徹黨中央“以新安全格局保障新發(fā)展格局”的戰(zhàn)略部署，圍繞公司“一二二五”戰(zhàn)略實施思路和網(wǎng)絡暨網(wǎng)絡安全工作會要求，貴州移動公司建設了集工控領域安全競賽、滲透測試、安全培訓、系統(tǒng)仿真能力于一體的工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺，全面提升了貴州移動公司工控安全攻防靶場能力。

1.2　項目簡介

面對日趨嚴峻的網(wǎng)絡安全威脅形勢和越來越嚴格的安全監(jiān)管考核要求，集團公司以及各省、自治區(qū)、直轄市公司亟需加強網(wǎng)絡條線網(wǎng)絡安全工作。為構建新型安全集中支撐能力，貴州移動公司建設了攻防靶場工控安全方向分平臺。

結合省內(nèi)工控靶場系統(tǒng)建設現(xiàn)況，本項目擬解決以下痛點問題：

（1）省內(nèi)運營商無工控網(wǎng)絡靶場建設能力；

（2）省公司工控安全攻防靶場能力不足；

（3）填補集團工控安全攻防靶場缺口；

（4）工控網(wǎng)絡安全能力拓展、價值賦能增強、人才團隊能力提升；

（5）省工控網(wǎng)絡靶場不具備與集團一級平臺進行對接的能力，不具備與外部平臺能力聯(lián)動滿足集團考核上報的要求。

1.3　項目目標

本項目實施目標為構建省公司新型安全集中支撐能力、響應集團公司SOC攻防實戰(zhàn)平臺安全培訓和競賽訓練功能建設要求、護航集團公司業(yè)務發(fā)展、助力集團攻防靶場能力建設。本項目在貴州公司將開展工控領域安全競賽、滲透測試、安全培訓以及系統(tǒng)仿真靶場等工作，為貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺支撐服務項目，提供必要的技術、實物、人員等現(xiàn)場支撐和保障，協(xié)助貴州移動完成工控網(wǎng)絡靶場支撐服務，并組織開展工業(yè)信息安全培訓、競賽活動等相關工作。

本項目重點實施的集團SOC攻防靶場分平臺包括了工控網(wǎng)絡靶場模塊、工業(yè)信息安全競賽模塊、工業(yè)信息安全實訓模塊三大模塊，涵蓋了工控領域安全競賽、滲透測試、安全培訓以及系統(tǒng)仿真等方面。本項目定位為建設集團工控安全靶場分平臺，并由集團公司對分平臺進行整體管控，實現(xiàn)覆蓋用戶架構、靶場攻防實訓信息以及VPN權限資源等維度的一體化管理。

2　項目實施

2.1　主要內(nèi)容及功能

貴州移動公司工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺建設項目的主要內(nèi)容如下：

（1）為集團提供工控安全攻防能力，完成分平臺與集團靶場的數(shù)據(jù)上報及統(tǒng)一管理，實現(xiàn)貴州移動公司工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺與集團靶場的對接；

（2）（2）在貴州構建新型安全集中支撐能力，建設安全數(shù)據(jù)匯聚能力和攻防實戰(zhàn)靶場；

（3）（3）在貴州公司開展工控領域安全競賽、滲透測試、安全培訓以及系統(tǒng)仿真平臺，為集團攻防靶場提供貴州本地化工控安全攻防能力，賦能集團、省公司開展攻防靶場相關業(yè)務；

（4）加強省公司網(wǎng)絡安全工作；

（5）有效支撐貴州移動公司工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺安全競賽訓練（工控競賽）、滲透測試靶場（工控安全）、安全培訓（工控安全）、系統(tǒng)仿真（工控）的各項業(yè)務需求和發(fā)展。

2.2　技術方案

（1）項目目標

本案例的建設目標主要是為貴州移動公司提供工控網(wǎng)絡攻防靶場建設，該案例包括了工控網(wǎng)絡靶場模塊、工業(yè)信息安全競賽模塊、工業(yè)信息安全實訓模塊三大模塊，涵蓋了工控領域安全競賽、滲透測試、安全培訓以及系統(tǒng)仿真等方面。該案例主要設計目標是設計一個集安全競賽訓練（工控競賽）、滲透測試靶場（工控安全）、安全培訓（工控安全）、系統(tǒng)仿真（工控）于一體的工控網(wǎng)絡攻防靶場。

本案例通過建設如上功能靶場與集團公司攻防靶場聯(lián)動，實現(xiàn)重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享接口的常態(tài)化管控，大力推進安全自主創(chuàng)新和核心能力內(nèi)化，做好手段支撐和數(shù)據(jù)安全，開展新型安全服務能力探索，構筑面向新型信息基礎設施的安全防護能力，為公司業(yè)務發(fā)展保駕護航。

（2）項目需求面對日趨嚴峻的網(wǎng)絡安全威脅形勢和越來越嚴格的安全監(jiān)管考核要求，中國移動通信集團有限公司以及各省、自治區(qū)、直轄市公司亟需加強網(wǎng)絡安全工作，打造貴州公司工控安全攻防靶場能力，同時構建省公司新型安全集中支撐能力，以滿足上級監(jiān)管部門考核數(shù)據(jù)上報要求及省內(nèi)安全需求。

（3）靶場基本功能架構設計貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺主要由數(shù)據(jù)展示層、安全實訓層、競賽資源層、基礎資源層、數(shù)據(jù)接口層等功能組成，具體如圖1所示。

圖1 靶場基本功能架構

（4）靶場基本技術架構設計本案例建設的集團SOC攻防靶場分平臺工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺主要由工控網(wǎng)絡靶場模塊、工業(yè)信息安全競賽模塊和工業(yè)信息安全實訓模塊組成，可以完成靶場資源仿真環(huán)境搭建、攻防競賽應用支撐及安全實訓能力支撐等工作。其中，工控網(wǎng)絡靶場模塊主要提供工控仿真場景支撐；工業(yè)信息安全競賽模塊依托工控網(wǎng)絡靶場模塊用于相關賽事支撐；工業(yè)信息安全實訓模塊用于人才培養(yǎng)。三大模塊構成SOC攻防靶場分平臺工控網(wǎng)絡攻防靶場能力建設體系，具體如圖2所示。

圖2 靶場基本技術架構

（5）平臺對接能力本案例按照規(guī)范定制化開發(fā)單點登錄集成能力，滿足了平臺單點登錄集成要求，工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺可以通過CAS單點登錄，提高了平臺工作效率。

（6）工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺部署情況本項目從可拓展性、技術要求成熟度、建設周期和難度、管理和維護、安全性等多方面進行綜合考慮，依據(jù)原有平臺功能滿足考核要求方面分析得出，利舊中國移動通信集團貴州有限公司天巡實驗室服務器資源和網(wǎng)絡資源，依據(jù)建設所需資源在現(xiàn)有資源基礎上對其進行擴容，靶場采用物理機的方式進行部署，目前已部署完成。

2.3　難點及應對方法

2.3.1　難點

面對日趨嚴峻的網(wǎng)絡安全威脅形勢和越來越嚴格的安全監(jiān)管考核要求，中國移動通信集團公司以及各省、自治區(qū)、直轄市公司亟需加強網(wǎng)絡條線網(wǎng)絡安全工作。我們通過分析省內(nèi)工控靶場系統(tǒng)建設現(xiàn)況，發(fā)現(xiàn)本項目實施主要有以下難點：

（1）省內(nèi)運營商無工控網(wǎng)絡靶場建設基礎；

（2）省公司工控網(wǎng)絡靶場不具備與集團一級平臺的接口進行對接的能力，不能實現(xiàn)與上級平臺能力聯(lián)動及滿足集團考核上報要求；

（3）多尺度融合仿真；

（4）超百人級培訓、演練、競賽性能支撐。

2.3.2　應對方法

（1）貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺的建設，可彌補省內(nèi)運營商無工控網(wǎng)絡靶場建設基礎的空缺。

（2）貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺能力提升項目通過定制化單點登錄集成與平臺接口，為貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺提供了靶場平臺對接能力，實現(xiàn)了重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享接口的常態(tài)化管控。

（3）本案例采用全虛擬化節(jié)點（采用KVM技術），通過虛擬節(jié)點和實物節(jié)點的協(xié)同工作實現(xiàn)虛擬與實際工控設備的物理連接；通過離散事件模擬節(jié)點集成，制定標準的通信協(xié)議和接口，確保所有節(jié)點（虛擬、實際和離散事件模擬節(jié)點）都支持IPv4協(xié)議的數(shù)據(jù)通信；開發(fā)自動化工具和腳本，確保生成的網(wǎng)絡場景可以迅速部署和啟動。

（4）本案例將貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺原有的單臺硬件配置12核CPU、內(nèi)存512GB、硬盤6TB的服務器硬件配置擴容至26核CPU×2、內(nèi)存512GB、系統(tǒng)盤960×2GB、存儲盤2.4T×8GB，可同時運行120臺靶機資源，可支撐地方、省級、國家級大型賽事。

2.4　應用效果

2.4.1　產(chǎn)品部署效果

（1）產(chǎn)品應用方式

地方級賽事支撐：2023年黔東南州青年職業(yè)技能大賽、2023年中國移動黔西南分公司第一屆“金移菁鷹杯”網(wǎng)絡安全技能競賽。

國家級賽事支撐：2022年第六屆工業(yè)信息安全技能大賽復賽。

（2）產(chǎn)品應用效果

賽事資源管控：通過多維度的賽事資源管理能力，為比賽提供賽制、賽題、試卷等管理能力，以及比賽任務下發(fā)的能力。同時提供在黑盒滲透模式中的場景資源管控能力，滿足企業(yè)對比賽的多重管理需求，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 賽事資源管控

圖4 賽事資源管控

圖5 賽事資源管控

賽事管控能力：裁判可以通過賽事裁判模塊對參賽選手提交賽題過程進行監(jiān)控，對選手答題記錄進行審核；可按照隊伍和比賽場次、時間節(jié)點等篩選條件對賽題進行篩選，對參賽選手進行監(jiān)控；可通過觀看反作弊監(jiān)控記錄，判定場景中的規(guī)則是否被遵守，并對可疑隊伍進行研判，檢測是否存在作弊行為或執(zhí)行處罰措施，保障裁決的公平公正性，如圖6所示。

圖6 賽事管控

2.4.2　安全威脅應對方案

本案例建設的貴州移動工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺可針對企業(yè)網(wǎng)絡以及設備進行虛擬化，可還原企業(yè)真實網(wǎng)絡并進行安全威脅應急演練和漏洞驗證，同時可提供真實設備接入功能，極大程度地模擬了企業(yè)網(wǎng)絡真實度。企業(yè)可通過工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺對自身網(wǎng)絡以及設備進行安全演練，避免了影響企業(yè)自身網(wǎng)絡的正常業(yè)務行為。本案例提供了多個安全威脅應對方案，一是企業(yè)可通過模擬自身網(wǎng)絡，面對社會開放攻防競賽，彌補自身漏洞；二是企業(yè)可內(nèi)部培訓相關人才，開展人才培養(yǎng)工作；三是企業(yè)可定期開展應急演練工作，培養(yǎng)企業(yè)人員安全意識與應急能力。

2.4.3　下一步優(yōu)化實施計劃

（1）本項目下一步計劃優(yōu)化平臺組件虛擬化程度，大幅度提升組件的標準化和真實化；平臺將優(yōu)化各模塊的操作方式，進一步優(yōu)化業(yè)務的流程，從而提高系統(tǒng)的可操作性和可靠性。

（2）由于省內(nèi)絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)遵循傳統(tǒng)安全防護模式，難以應對當前工業(yè)信息安全攻擊手段，因此項目形成的工控網(wǎng)絡安全解決方案計劃覆蓋到全省，同時逐步覆蓋到周邊省份，以提高更多工業(yè)企業(yè)的安全防護能力。

（3）利用平臺具備的工業(yè)網(wǎng)絡安全實驗室聯(lián)合國家和省級網(wǎng)絡安全主管單位共同舉辦不同級別的工業(yè)網(wǎng)絡安全攻防比賽，并聯(lián)合高校和行業(yè)主管部門定期舉行行業(yè)網(wǎng)絡安全人才培訓班，以及和國家行業(yè)有關實驗室組建網(wǎng)絡安全聯(lián)合實驗室。

3　案例亮點及創(chuàng)新性

3.1　案例亮點

（1）在技術先進方面：本項目基于網(wǎng)絡虛實結合構建技術擴大了仿真資源的利用率及共享率，實現(xiàn)了細粒度的資源共享能力，同時具有較強的協(xié)同、容錯和安全應用機制，對虛擬化技術具備良好的支持度，并利用多級控制層的實體網(wǎng)絡快速配置技術實現(xiàn)了更便捷的仿真資源調度與配置，最后通過高并發(fā)的分布式場景實例構建技術實現(xiàn)了大型復雜環(huán)境下的網(wǎng)絡環(huán)境構建。

（2）在行業(yè)發(fā)展方面：本項目可本地部署，可基于本地基礎資源層，輻射全省各地進行工控設備安全測評和驗證，對提升行業(yè)工控安全具有重要意義。

3.2　創(chuàng)新點

本項目結合競賽、演練和培訓，提供了一個多維度的平臺，培養(yǎng)了實戰(zhàn)技能，促進了協(xié)同工作，深化了企業(yè)對工控網(wǎng)絡威脅的認知，提高了工控系統(tǒng)的抗攻擊能力。

3.3　推廣價值

本項目可滿足地方、省級及城市級的工控安全能力提升需求，可提高對網(wǎng)絡事件的應對速度和質量，并推動工業(yè)網(wǎng)絡安全的發(fā)展。

3.4　經(jīng)濟效益

（1）從信息安全服務提供商維度，可擴展和區(qū)分投資組合并增加收入。

（2）從高校人才培養(yǎng)維度，可提供創(chuàng)新的實踐網(wǎng)絡學位課程，畢業(yè)生可加速進入成功的職業(yè)生涯。

（3）從政府部門維度，可加速網(wǎng)絡安全專業(yè)人員的認證，可側重提升公共部門事件響應小組應對網(wǎng)絡攻擊的能力。

（4）從企業(yè)維度，可提升企業(yè)的事件響應團隊技能，可評估新員工并加速入職。

3.5　社會效益

本項目彌補了貴州省內(nèi)移動公司在工控網(wǎng)絡安全靶場建設、團隊人才實操能力培養(yǎng)等方面的空缺，進一步提升了省內(nèi)工控安全的防護水平，影響和帶動了相關行業(yè)在工控網(wǎng)絡攻防靶場平臺方面的建設，提升了工控網(wǎng)絡安全靶場平臺的輻射服務能力，培養(yǎng)了一批從事相關行業(yè)企業(yè)工控網(wǎng)絡安全靶場平臺系統(tǒng)設計、實施、運維及服務的專業(yè)技術人才。

作者簡介：

訾立強（1990-），男，河北秦皇島人，碩士，現(xiàn)就職于烽臺科技（北京）有限公司，主要從事工業(yè)信息安全方面的研究。

李璐吉（1996-），男，四川成都人，學士，現(xiàn)就職于烽臺科技（北京）有限公司，主要從事工控安全、監(jiān)測運營方面的研究。

摘自《自動化博覽》2024年7月刊