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魏欽志 烽臺科技（北京）有限公司

1　工控系統(tǒng)應(yīng)用與安全風(fēng)險的博弈

工業(yè)控制系統(tǒng)面臨的風(fēng)險，除了產(chǎn)品本身存在的出廠缺陷、軟件更新速度慢、防護策略缺失等因素外，核心要素還是因為聯(lián)網(wǎng)而引發(fā)的不確定性。但是技術(shù)發(fā)展的趨勢是不可逆的，在面臨新技術(shù)、新應(yīng)用、新模式?jīng)_擊的同時，也接受著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化所帶給我們的便利，以及因開放、共享帶來的安全問題。因此，工控網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)安全中的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，信息管理人員必須做好防護工作，以保障“兩化融合”發(fā)展過程的快速、持續(xù)和穩(wěn)定。

1.1　兩化融合、智能制造的大趨勢

兩化融合的提出背景是人類社會經(jīng)過多年發(fā)展，進入了信息文明階段。人類社會文明走過了三個階段，并與之相對應(yīng)產(chǎn)生了三種文明形態(tài)。

第一是農(nóng)業(yè)階段，大家從一萬多年前形成了農(nóng)業(yè)文明；第二是從十七世紀(jì)末開始進入了工業(yè)文明階段，與之相對應(yīng)形成了工業(yè)文化。那么從20世紀(jì)50年代開始經(jīng)過第三次浪潮的描述，也就是說世界進入了信息化階段。在農(nóng)業(yè)階段解決了人類的生存問題，在工業(yè)階段解決了機器代替手工，快速提高人類生活品質(zhì)的問題。在信息化階段，通過信息通信技術(shù)實現(xiàn)了社會與經(jīng)濟的融合，將信息化貫穿了人類生活的方方面面。

工業(yè)化正經(jīng)歷世界經(jīng)濟的第三次革命，隨著科學(xué)與技術(shù)革命的發(fā)展，其內(nèi)涵也在不斷的發(fā)生變化。工業(yè)化經(jīng)歷了三次的工業(yè)革命的劇變，第一次工業(yè)革命以1775年蒸汽機發(fā)明為代表的大機器生產(chǎn)取代手工業(yè)生產(chǎn)，極大提高了生產(chǎn)力。第二次工業(yè)革命，自然科學(xué)開始同技術(shù)生產(chǎn)緊密結(jié)合起來，在提高生產(chǎn)力發(fā)展方面發(fā)揮更為重要的作用。第三次工業(yè)革命，是自動化技術(shù)快速發(fā)展提高了生產(chǎn)力，帶來了全新的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造和經(jīng)營管理過程。在第三次工業(yè)革命有這樣一些代表性的事件：1952年第一臺數(shù)控機床的出現(xiàn)；1971年微處理芯片的發(fā)明；80年代初計算機輔助設(shè)計的技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用……那么第三次工業(yè)革命在不同的時期又可以分為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化階段。

1.2　信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展與安全行業(yè)監(jiān)管的兩難境地

傳統(tǒng)信息安全與工業(yè)控制信息安全區(qū)別之一是對業(yè)務(wù)的整合能力。傳統(tǒng)信息安全在不同用戶之間所面臨的系統(tǒng)非常類似，而工控系統(tǒng)在不同用戶、不同行業(yè)的應(yīng)用方法存在很大差異，信息安全管理人員需要從企業(yè)生產(chǎn)和業(yè)務(wù)流程的視角，理解風(fēng)險與安全。

作為工業(yè)領(lǐng)域的信息化決策者，首先要保證的一定是生產(chǎn)運行的實時性、持續(xù)性和穩(wěn)定性，也就是信息和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能性和可用性。信息化決策是由企業(yè)最高決策層負(fù)責(zé)的，俗稱信息化工程皆為“一把手”工程，從決策主體的角度，保障了信息化和企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的高度一致。

雖然這些信息化、智能化技術(shù)提高了生產(chǎn)力并降低了成本，但它們使關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)暴露在新的風(fēng)險中，例如工業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)突然停機、上位機誤操作和竊取敏感信息等，這些風(fēng)險直接威脅到工業(yè)用戶的業(yè)務(wù)增長和連續(xù)性。無論是短暫還是長時間的停機，在工業(yè)制造的操作環(huán)境中是至關(guān)重要的，并且直接影響公司的收入流，造成不可估量的損失。例如，在汽車行業(yè)業(yè)務(wù)的停機時間成本高達(dá)130萬美元每小時。一旦攻擊者進入連續(xù)生產(chǎn)的制造業(yè)工控網(wǎng)絡(luò)，宕機的風(fēng)險就會增加。惡意攻擊者或可能的競爭對手可以關(guān)閉生產(chǎn)線，甚至破壞昂貴的機器，造成重大損失。

可當(dāng)信息化系統(tǒng)遇到安全問題的時候，最高負(fù)責(zé)人普遍無法直接做出決策。一方面改善安全狀況需要復(fù)雜的應(yīng)對策略，而安全策略幾乎沒有固定的理論模型，只有依靠官方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)經(jīng)驗和政策指南等推導(dǎo)出的試探性的方法。另一方面，安全建設(shè)并不會直接產(chǎn)生生產(chǎn)效益，這就要求安全防護解決方案要具備有效性和及時性。

根據(jù)調(diào)查，在大多數(shù)工業(yè)企業(yè)，對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中安全的決策者通常為CISO（首席信息安全官）或CSO（首席安全官），他們負(fù)責(zé)整個企業(yè)，包括傳統(tǒng)IT/企業(yè)網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)制造/生產(chǎn)/SCADA網(wǎng)絡(luò)的安全。盡管CISO/CSO是決策者，但真正工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的完善防護解決方案，還是需要了解工業(yè)控制或智能制造核心技術(shù)和業(yè)務(wù)流程的工作人員。因此，既保證信息化系統(tǒng)的正常運維，又要不損害系統(tǒng)可用性的無擾式管理和維護方法至關(guān)重要，這對工業(yè)企業(yè)來說幾乎是極其困難的。因此，如何讓企業(yè)信息化的各級參與者，都能夠投入到信息安全的管理決策，是解決工業(yè)企業(yè)信息安全規(guī)則設(shè)計和管理運維的有效方法。

圖1 分級需求管理

1.3　態(tài)勢分析與預(yù)警的必要性

隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入應(yīng)用，決策者開始由發(fā)生了什么、為什么發(fā)生，過渡到將要發(fā)生什么、如何規(guī)避風(fēng)險。現(xiàn)有的傳統(tǒng)IT信息安全解決方案都不適合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)IT信息安全解決方案通常是為某些特定入侵行為或活動而設(shè)計的防御集合，它可能會為工業(yè)現(xiàn)場的流程化生產(chǎn)，增加不必要的管理風(fēng)險，從而危及工業(yè)業(yè)務(wù)本身的連續(xù)性。此外，這些解決方案無法覆蓋復(fù)雜而又缺少公開資料的工業(yè)協(xié)議，因此無法在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中最大限度地發(fā)揮它們的潛力。

對于工控安全的管理，除了需要引入“白名單”管理思想，還需要配合一定的態(tài)勢感知預(yù)警平臺，從而為各級決策部門提供主動風(fēng)險監(jiān)測、被動威脅發(fā)現(xiàn)、威脅情報收集與整合、威脅分析溯源等全方位、一體化態(tài)勢感知服務(wù)。同時這些服務(wù)可以幫助控制工程師和工廠信息化系統(tǒng)管理者保持警覺，匹配預(yù)警等級，提前知曉風(fēng)險，防范事故。

圖2 決策進化的三個階段

1.4　監(jiān)管與保障的思考

網(wǎng)絡(luò)信息安全問題不僅關(guān)乎廣大人民群眾工作生活，更與國家安全與國家發(fā)展息息相關(guān)。近些年，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)安全事件事項涉及的領(lǐng)域，國家中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組（以下簡稱網(wǎng)信辦）、工業(yè)和信息化部、公安部等多家主要政府機構(gòu)協(xié)同擔(dān)負(fù)著互聯(lián)網(wǎng)安全管理職能。

網(wǎng)信辦著眼于國家安全和長遠(yuǎn)發(fā)展，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)涉及經(jīng)濟、政治、文化、社會及軍事等各個領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)安全和信息化重大問題，研究制定網(wǎng)絡(luò)安全和信息化發(fā)展戰(zhàn)略、宏觀規(guī)劃和重大政策，推動國家網(wǎng)絡(luò)安全和信息化法治建設(shè)，不斷增強安全保障能力。

工信部承擔(dān)著通信網(wǎng)絡(luò)安全及其信息安全管理的責(zé)任，主要從宏觀層面負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、維護國家層面信息安全，承擔(dān)國家信息安全保障體系的建設(shè)，對政府部門、重點行業(yè)重要信息系統(tǒng)與基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)的安全保障工作進行指導(dǎo)監(jiān)督，同時負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)與信息安全重大事件的處理。

公安部承擔(dān)著對計算機信息系統(tǒng)安全保護工作進行監(jiān)督、檢查、指導(dǎo)；對計算機信息系統(tǒng)安全進行評估與審驗；對計算機違法犯罪案件依法查處等多項職責(zé)。

而針對工控安全的監(jiān)管責(zé)任還不夠清晰，存在著“九龍治水”的現(xiàn)象，規(guī)模化工業(yè)企業(yè)往往面臨著基礎(chǔ)設(shè)施安全、等保測評和定期檢查評估等同時監(jiān)管的壓力。ARC的一份市場調(diào)研顯示，工業(yè)企業(yè)的首要需求是如何提升生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)利潤，甚至很多工業(yè)企業(yè)才剛剛解決自動化和網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)更新，在信息化方面還處于探索階段。目前我國的工控安全領(lǐng)域發(fā)展與歐美發(fā)達(dá)國家相比尚有一定差距，但我國的市場有其特殊性和不可替代性，若有政府或相關(guān)機構(gòu)組織站出來對行業(yè)適當(dāng)保障和引導(dǎo)，避免無序發(fā)展，最終以行業(yè)應(yīng)用推動市場發(fā)展，將催生更加龐大完善的市場。

如果政府過度參與，強制企業(yè)采取全方位的防護，成本會提到很高，對企業(yè)產(chǎn)生較大負(fù)擔(dān)。工信部發(fā)布的《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南》值得參考，它指出工業(yè)企業(yè)還是首先進行風(fēng)險評估，根據(jù)資產(chǎn)的重要程度、安全問題出現(xiàn)的概率、影響程度來采取適當(dāng)措施加以防護比較權(quán)宜。我們建議：

加強安全意識；

普及安全知識；

持續(xù)關(guān)注風(fēng)險；

逐步推進防護；

推廣應(yīng)用示范。

2 “PDCA”管理與對標(biāo)服務(wù)體系

為使工業(yè)企業(yè)管理人員對關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施樹立和保持安全意識，在適當(dāng)?shù)臅r間采取適當(dāng)?shù)拇胧约霸陂L期的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢中發(fā)現(xiàn)最新風(fēng)險，需要一種持續(xù)的全生命周期管理方法來管理工控網(wǎng)絡(luò)和工控系統(tǒng)，進而循序漸進地改進防護方案。我們引入了“PDCA”方法和“對標(biāo)”思想來解決以上問題，結(jié)合主動監(jiān)測、可視化交互、被動威脅感知等技術(shù)，讓用戶能夠方便進行風(fēng)險管理，在紛繁復(fù)雜的防護解決方案中做出經(jīng)濟、適合、實用的決策。

2.1 “PDCA”循序漸進體系

PDCA管理循環(huán)，由美國質(zhì)量管理專家戴明提出，又稱戴明環(huán)。它是全面質(zhì)量管理所應(yīng)遵循的科學(xué)程序。PDCA循環(huán)作為全面質(zhì)量管理體系運轉(zhuǎn)的基本方法，其實施需要搜集大量數(shù)據(jù)資料，并綜合運用各種管理技術(shù)和方法。全面質(zhì)量管理活動的全部過程，就是質(zhì)量計劃的制訂和組織實現(xiàn)的過程，這個過程就是按照PDCA循環(huán)，不停頓地周而復(fù)始地運轉(zhuǎn)。

P（計劃 PLAN）：從問題的定義到行動計劃；

D（實施 DO）：實施行動計劃；

C（檢查 CHECK）：評估結(jié)果；

A（處理 ACTION）：標(biāo)準(zhǔn)化和進一步推廣。

圖3 PDCA的發(fā)展過程

（1）特點

PDCA循環(huán)，可以使我們的思想方法和工作步驟更加條理化、系統(tǒng)化、圖像化和科學(xué)化。它具有如下特點：

大環(huán)套小環(huán)，小環(huán)保大環(huán)，互相促進，推動大循環(huán)；

PDCA循環(huán)是爬樓梯上升式的循環(huán)，每轉(zhuǎn)動一周，質(zhì)量就提高一步；

PDCA循環(huán)是綜合性循環(huán)，4個階段是相對的，它們之間不是完全分開的。

（2）八個步驟

步驟一：分析現(xiàn)狀，找出題目：強調(diào)的是對現(xiàn)狀的把握和發(fā)現(xiàn)題目的意識、能力，發(fā)掘題目是解決題目的第一步，是分析題目的條件。

步驟二：分析產(chǎn)生題目的原因：找準(zhǔn)題目后分析產(chǎn)生題目的原因至關(guān)重要，運用頭腦風(fēng)暴法等多種集思廣益的科學(xué)方法，把導(dǎo)致題目產(chǎn)生的所有原因統(tǒng)統(tǒng)找出來。

步驟三：要因確認(rèn)：區(qū)分主因和次因是最有效解決題目的關(guān)鍵。

步驟四：擬定措施、制定計劃（5W1H）即：為什么制定該措施（Why）？達(dá)到什么目標(biāo)（What）？在何處執(zhí)行（Where）？由誰負(fù)責(zé)完成（Who）？什么時間完成（when）？如何完成（How）？措施和計劃是執(zhí)行力的基礎(chǔ)，盡可能使其具有可操性。

步驟五：執(zhí)行措施、執(zhí)行計劃：高效的執(zhí)行力是組織完成目標(biāo)的重要一環(huán)。

步驟六：檢查驗證、評估效果：“下屬只做你檢查的工作，不做你希望的工作”，IBM的前CEO郭士納的這句話將檢查驗證、評估效果的重要性一語道破。

步驟七：標(biāo)準(zhǔn)化，固定成績：標(biāo)準(zhǔn)化是維持企業(yè)治理現(xiàn)狀不下滑，積累、沉淀經(jīng)驗的最好方法，也是企業(yè)治理水平不斷提升的基礎(chǔ)。可以這樣說，標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)治理系統(tǒng)的動力，沒有標(biāo)準(zhǔn)化，企業(yè)就不會進步，甚至下滑。

步驟八：處理遺留題目。所有題目不可能在一個PDCA循環(huán)中全部解決，遺留的題目會自動轉(zhuǎn)進下一個PDCA循環(huán)，如此，周而復(fù)始，螺旋上升。

2.2　標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的選擇

2.2.1工業(yè)控制系統(tǒng)安全控制應(yīng)用指南GB/T32919-2016

安全（security）及其相關(guān)概念間的關(guān)系，如圖4所示。其中的控制是指：應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中管理、運行和技術(shù)上的保護措施和對策，以保護工業(yè)控制系統(tǒng)及其信息的保密性、完整性和可用性等。應(yīng)用這些控制的目的是，減少脆弱性或影響，抵御工業(yè)控制系統(tǒng)所面臨的安全威脅，從而緩解工業(yè)控制系統(tǒng)的安全風(fēng)險，以滿足利益相關(guān)者的安全需要。

圖4 安全（SECURITY）及其相關(guān)概念

工業(yè)控制系統(tǒng)安全是一項系統(tǒng)工程，單一的產(chǎn)品和技術(shù)不能有效地保護工業(yè)控制系統(tǒng)安全，組織應(yīng)在充分挖掘工業(yè)控制系統(tǒng)安全需求的基礎(chǔ)上，制定滿足組織使命和業(yè)務(wù)功能需求的工業(yè)控制系統(tǒng)安全戰(zhàn)略。安全控制基線完善過程如圖5所示。

圖5 安全控制基線完善過程

針對工業(yè)控制系統(tǒng)存在的脆弱性，分析工業(yè)控制系統(tǒng)面臨的威脅和風(fēng)險，評估風(fēng)險發(fā)生的可能性以及風(fēng)險發(fā)生可能造成的影響和危害，制定風(fēng)險處置原則和處置計劃，將工業(yè)控制系統(tǒng)安全風(fēng)險控制在可接受的水平。工業(yè)控制系統(tǒng)安全控制的三個級別，如圖6所示。

圖6 工業(yè)控制系統(tǒng)安全控制的三個級別

2.2.2　工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南

2016年10月17日《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南》正式印發(fā)，為工業(yè)企業(yè)如何開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全工作提供了可操作性的防護措施，并可進一步提升相關(guān)人員的工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護意識，推進產(chǎn)業(yè)的整體良性發(fā)展，切實提升國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施控制系統(tǒng)的安全防護水平。

自從2011年9月《關(guān)于加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知》（工信部協(xié)[2011]451號）文件發(fā)布之后，國內(nèi)各行各業(yè)對工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的認(rèn)識都達(dá)到了一個新的高度，電力、石化、制造、煙草等多個行業(yè)，陸續(xù)制定了相應(yīng)的指導(dǎo)性文件，來指導(dǎo)相應(yīng)行業(yè)安全檢查與整改活動。451號文填補了國內(nèi)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的政策空白，由此拉開了行業(yè)發(fā)展的帷幕。

然而，隨著國家信息安全機構(gòu)職能的調(diào)整，工控安全管理工作在后續(xù)一段時間基本處于暫停狀態(tài)。直到中編辦對工信部在2015年9月16日發(fā)布的新“三定”職責(zé)中明確：“擬定工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全規(guī)劃、政策、標(biāo)準(zhǔn)并組織實施，加強工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全審查”，工控安全相關(guān)工作正式納入工信部的職責(zé)范圍之后，工信部以信息化和軟件服務(wù)司為主管司局，開始加快工控安全的保障工作。2017年5月20日，《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）文件明確提出:“以提升工業(yè)信息安全監(jiān)測、評估、驗證和應(yīng)急處置等能力為重點，依托現(xiàn)有科研機構(gòu)，建設(shè)國家工業(yè)信息安全保障中心，為制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展提供安全支撐。” 《指南》共分為11個大項30個條目，涵蓋了安全技術(shù)體系和安全管理體系。

2.3 “對標(biāo)”方法

2.3.1　分值評估法

依據(jù)《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南》以及本方法中的評估內(nèi)容及方法，明確了具體的評分方式，評價企業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的防護能力的情況，并給出量化的評分標(biāo)準(zhǔn)。本評分標(biāo)準(zhǔn)從11個方面設(shè)置了30個大項，61個小項，129個評分細(xì)項。

（1）評分方法。評估標(biāo)準(zhǔn)滿分為100分，評分采用扣分制，評分細(xì)項的分值作為評分的最小單元。

（2）高風(fēng)險項。高風(fēng)險項共25小項，其分值相對較高。高風(fēng)險項是企業(yè)工控安全防護中基礎(chǔ)和關(guān)鍵的項，其不滿足要求可能造成較大信息安全風(fēng)險，建議限期整改。

（3）基于證據(jù)的方法。為了保證評估結(jié)果的公正和客觀，評分的判斷須有充分的證據(jù)，證據(jù)包括負(fù)責(zé)人談話、制度文件、運行記錄、核查結(jié)果和測試報告等。

圖7 信息的跨平臺交互與共享

2.3.2　與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對應(yīng)融合

在考慮“對標(biāo)”打分項設(shè)計時，針對不同決策層級、復(fù)雜異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等問題，在考慮工控安全需求時，我們需要有針對性的解決方案。根據(jù)企業(yè)信息化普遍存在的“由上至下”的決策流程和“自下至上”的數(shù)據(jù)采集流程特點，我們需要將工控安全整體進行細(xì)致化的拆分，再結(jié)合具體企業(yè)的自身特點，根據(jù)各環(huán)節(jié)對生產(chǎn)運行影響的危害程度，精準(zhǔn)設(shè)計可實踐、可執(zhí)行的信息安全決策過程。

3　工控安全運維實踐

隨著兩化融合的不斷深入，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢日漸明顯，病毒、木馬等威脅向工業(yè)控制系統(tǒng)持續(xù)擴散。近年來，工控安全事件頻頻發(fā)生，工控安全漏洞數(shù)量持續(xù)增長，工業(yè)控制系統(tǒng)面臨著日益嚴(yán)峻的安全形勢。國家“十三五”規(guī)劃《綱要》、網(wǎng)絡(luò)強國、《中國制造2025》及“互聯(lián)網(wǎng)+”等一系列戰(zhàn)略部署的推進實施，對我國工控安全保障工作提出了更高的要求，迫切需要快速提升工控安全運維保障水平和事件應(yīng)急處置能力，更好地支撐經(jīng)濟社會健康有序發(fā)展，維護國家安全。

為切實幫助工業(yè)企業(yè)掌握現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，加強企業(yè)對工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全工作的規(guī)劃管理和運維，形成可行的安全防護策略，提升企業(yè)工控系統(tǒng)安全管理和技術(shù)防護水平，依據(jù)《國務(wù)院關(guān)于大力推進信息化發(fā)展和切實保障信息安全的若干意見》（國發(fā)〔2012〕23號）、《關(guān)于加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知》（工信部協(xié)〔2011〕451號）要求，形成如下管理方法，供工業(yè)企業(yè)決策人員參考。

3.1　運維方法

運維工作需要在最大限度的不影響被檢測單位工控系統(tǒng)正常運行的前提下，實施技術(shù)監(jiān)測和檢查，其內(nèi)容包含但不限于如下項目：

3.1.1　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析是通過對被測試目標(biāo)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌约熬W(wǎng)絡(luò)層面細(xì)節(jié)架構(gòu)進行的安全性評估，該項檢查通過對目標(biāo)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部署、配置的手動檢查，分析用戶的網(wǎng)絡(luò)邊界是否安全，安全規(guī)則是否設(shè)置合理等。

（1）邊界安全

查閱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，檢查重要設(shè)備連接情況，現(xiàn)場核查內(nèi)部工控系統(tǒng)的交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，確認(rèn)以上設(shè)備的光纖、網(wǎng)線等物理線路沒有與互聯(lián)網(wǎng)及其他公共信息網(wǎng)絡(luò)直接連接，有相應(yīng)的安全隔離措施；

查閱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，檢查接入互聯(lián)網(wǎng)情況，統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)外聯(lián)的出口個數(shù)，檢查每個出口是否均有相應(yīng)的安全防護措施（互聯(lián)網(wǎng)接入口指內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與公共互聯(lián)網(wǎng)邊界處的接口，如聯(lián)通、電信等提供的互聯(lián)網(wǎng)接口，不包括內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與其他非公共網(wǎng)絡(luò)連接的接口）；

查閱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，檢查是否在網(wǎng)絡(luò)邊界部署了防火墻、訪問控制、入侵檢測、安全審計、非法外聯(lián)檢測、惡意代碼防護等必要的安全設(shè)備。

（2）設(shè)備自身安全

通過手工測試和工具掃描，檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身是否存在弱口令，信息泄漏，命令執(zhí)行等安全隱患。

3.1.2　開機取證檢查

開機取證檢查是利用操作系統(tǒng)自帶命令檢查當(dāng)前系統(tǒng)的各種信息，并通過命令返回的信息了解操作系統(tǒng)是否有已存在的安全問題和風(fēng)險，比如檢查系統(tǒng)是否感染了惡意軟件、非法的U盤插拔等問題。該測試方法可以直接在操作系統(tǒng)開機情況下進行本地檢查，不需要安裝任何軟件，不會影響系統(tǒng)的正常運行。

系統(tǒng)信息；

網(wǎng)絡(luò)連接；

用戶信息；

隱私信息；

安全信息。

3.1.3　應(yīng)用安全性檢查

應(yīng)用安全性檢查主要是對被測試系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用、功能、業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行安全性檢查，應(yīng)用安全性檢查主要通過人工測試、遠(yuǎn)程測試方式進行，檢查的范圍主要涵蓋主機系統(tǒng)上運行的應(yīng)用及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)，諸如Web應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等。

3.1.4　系統(tǒng)安全性檢查

系統(tǒng)安全性檢查是通過遠(yuǎn)程、本機檢查以及現(xiàn)場調(diào)研的方式檢查主機操作系統(tǒng)的安全性，在執(zhí)行系統(tǒng)安全性檢查時不會主動對主機存在的漏洞進行驗證的嘗試以及對具有風(fēng)險的漏洞進行確認(rèn)操作，僅根據(jù)系統(tǒng)的版本和服務(wù)指紋特征檢查主機存在的安全漏洞，或通過使用本機檢查的方式進行，系統(tǒng)安全性檢查不需要安裝任何軟件，不會影響系統(tǒng)的正常運行，在執(zhí)行遠(yuǎn)程部分的檢查時僅會影響較小的系統(tǒng)性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬。

3.1.5　控制系統(tǒng)組件安全性檢查

控制系統(tǒng)組件安全性檢查是通過利用遠(yuǎn)程、本機檢查以及現(xiàn)場調(diào)研的方式檢查主機操作系統(tǒng)的安全性，檢查涵蓋的工控系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用組件包含且不限于如下：

SCADA組態(tài)軟件；

組態(tài)編程軟件；

實時與歷史數(shù)據(jù)庫；

工控通信軟件（IOServer）。

對控制系統(tǒng)組件安全性遠(yuǎn)程檢查通過應(yīng)用指紋特征發(fā)現(xiàn)被檢查對象網(wǎng)絡(luò)中正在運行的應(yīng)用組件，利用漏洞指紋特征發(fā)現(xiàn)存在漏洞的應(yīng)用組件版本，進行遠(yuǎn)程檢查時不需要安裝任何軟件，不會影響系統(tǒng)的正常運行。

3.1.6　控制系統(tǒng)設(shè)備安全性檢查

控制系統(tǒng)設(shè)備安全性檢查會對被檢查工段的工控設(shè)備的運行情況、廠商、型號進行調(diào)研并結(jié)合工控設(shè)備已存在的安全漏洞、隱患進行研判，同時根據(jù)情況還將利用工控脆弱性分析系統(tǒng)或工控系統(tǒng)信息采集與風(fēng)險分析平臺，通過輕量級的工控?zé)o損掃描技術(shù)，以工業(yè)特有通信協(xié)議與工控軟硬件進行交互，搜索工控軟硬件的必要信息。系統(tǒng)搜索過程中對工業(yè)控制系統(tǒng)及系統(tǒng)業(yè)務(wù)無干擾，不影響系統(tǒng)本身的正常運行。

控制系統(tǒng)設(shè)備安全性檢查的資產(chǎn)類型包含且不限于PLC、控制器、視頻監(jiān)控、DCS、串口服務(wù)器及其它工控通信設(shè)備（通信網(wǎng)關(guān)）等。

3.1.7　工控協(xié)議使用情況檢查

工控協(xié)議從設(shè)計之初一般沒有考慮安全、認(rèn)證、加密等因素，在通信過程中沒有復(fù)雜的認(rèn)證和加密，加上工控協(xié)議的特性是面向命令、面向功能、輪詢應(yīng)答式，攻擊者只需要掌握協(xié)議構(gòu)造方式，并接入到了工控網(wǎng)絡(luò)中，便可以通過協(xié)議對目標(biāo)設(shè)備的任意數(shù)據(jù)進行篡改。工控協(xié)議使用情況檢查將對被檢查工段內(nèi)使用的工控通信協(xié)議進行風(fēng)險評估，通過調(diào)研的方式了解被檢查工段內(nèi)工控設(shè)備的通信模型，包括使用的工控協(xié)議、傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型，根據(jù)情況將利用工控脆弱性分析系統(tǒng)和工控系統(tǒng)信息采集與風(fēng)險分析系統(tǒng)對被檢查的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所支持的工控協(xié)議的運行情況實現(xiàn)指紋發(fā)現(xiàn)。

工控協(xié)議使用情況檢查的協(xié)議類型包含且不限于Modbus、OPC、OPC UA、EtherNet/IP、IEC104、DNP3、IEC61850……

3.2　事件與報警管理

事件與報警管理作為風(fēng)險管理的一部分，通過實時數(shù)據(jù)收集和分析軟件平臺，可持續(xù)監(jiān)測流程控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險的跡象。該解決方案可在控制自動化系統(tǒng)上運行，并可與安全信息和事件管理系統(tǒng)（SIEM）等企業(yè)安全平臺以及領(lǐng)先網(wǎng)絡(luò)和端點安全產(chǎn)品整合。采用強大的專有算法，可監(jiān)測所有網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)設(shè)備、探測威脅并識別網(wǎng)絡(luò)上的已知和未知設(shè)備通訊。通過實時預(yù)警和警報可使工業(yè)控制系統(tǒng)的漏洞與威脅及早地傳達(dá)給工廠人員。解決方案提供有關(guān)工業(yè)控制系統(tǒng)中風(fēng)險的可能原因、潛在影響以及推薦措施的專業(yè)指南。

工控信息安全同樣屬于信息安全，安全防護是一個綜合性的課題，是一套體系。安全防護的手段固然很多，但是每類工具或防護設(shè)備都面對某種特定的攻擊，而威脅的來源是不確定的，防護來自四面八方的攻擊不可能只靠幾個環(huán)節(jié)的防護就一勞永逸。就像簡單的水桶原理，有些地方再牢固，但是一個明顯的短板也會導(dǎo)致能力的喪失。所以對于安全而言，強大高效的防護能力首先來自于管理有序、組織嚴(yán)密的防護體系。

在工控信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中做整體的安全防護，勢必要涉及掌握全網(wǎng)的運行狀況、安全狀況，處理大量設(shè)備產(chǎn)生的安全數(shù)據(jù)和監(jiān)控信息，通過集中高效的告警機制快速發(fā)現(xiàn)定位問題，快速地處置安全故障和威脅。解決用戶的主要需求包括：

（1）統(tǒng)一識別和梳理網(wǎng)內(nèi)的各類設(shè)備和網(wǎng)元節(jié)點，集中維護全網(wǎng)設(shè)備基本信息、運行配置信息以及安全信息。

（2）對網(wǎng)絡(luò)中的各類設(shè)備進行集中的狀態(tài)及性能監(jiān)控。

（3）工控領(lǐng)域常見的拓?fù)浠蛑庇^呈現(xiàn)的方式表現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及各設(shè)備的運行狀態(tài)和安全狀態(tài)。

（4）對工控的業(yè)務(wù)操作流程進行梳理，形成各個工業(yè)操作業(yè)務(wù)流的健康性監(jiān)控。

（5）能夠識別工控協(xié)議以及操作指令，并在此基礎(chǔ)上進行合規(guī)審計以及異常發(fā)現(xiàn)。

（6）能夠統(tǒng)一收集存儲各類安全信息，并進行集中化的呈現(xiàn)，呈現(xiàn)方面應(yīng)用大量可視化技術(shù)，增加數(shù)據(jù)可讀性，最大可能地提升用戶的監(jiān)控效率。

（7）通過統(tǒng)一的策略進行全網(wǎng)的威脅分析和安全告警。

（8）強大的關(guān)聯(lián)分析能力對所采集的海量安全信息進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)更多維度、更深層次的安全威脅和業(yè)務(wù)違規(guī)。

（9）通過系統(tǒng)的手段流程化的對安全故障、隱患、問題進行規(guī)范化處置，提升問題解決效率和規(guī)范程度。

4　結(jié)語

基于“PDCA”的工控安全運維管理系統(tǒng)是以客戶的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)安全為保障目標(biāo)，從監(jiān)控、審計、風(fēng)險、運維四個維度對全網(wǎng)的整體安全進行集中化管理與運維，為工控用戶在工控環(huán)境下建立起一個可視、可查、可度量與可擴展的監(jiān)控體系。借助本系統(tǒng)，用戶可以獲得對全網(wǎng)安全的可視化，并洞悉業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的運行狀況與安全狀況；可以對全網(wǎng)的安全事件進行綜合分析與審計，識別和定位外部攻擊、內(nèi)部違規(guī)；可以進行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全風(fēng)險度量、安全態(tài)勢度量和安全管理建設(shè)水平度量；可以進行持續(xù)的安全巡檢、應(yīng)急響應(yīng)與知識積累，不斷提升安全管理的能力。

（1）全面掌握網(wǎng)絡(luò)中的威脅信息，迅速發(fā)現(xiàn)異常

系統(tǒng)幫助用戶全視角掌握網(wǎng)絡(luò)中全部安全信息，透視網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及異常信息，了解業(yè)務(wù)路徑，監(jiān)測業(yè)務(wù)流程的合規(guī)性。并且該系統(tǒng)通過強大的關(guān)聯(lián)分析技術(shù)在多維且海量的信息中洞察威脅行為，包括識別各類性能故障、非法訪問控制、不當(dāng)操作、惡意代碼、攻擊入侵，以及違規(guī)與信息泄露等行為。

（2）日常安全運維工作的有力工具

對于工控安全日常安全運維而言，核心的工作內(nèi)容就是對各設(shè)備及重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行持續(xù)監(jiān)測，確保網(wǎng)絡(luò)、主機、應(yīng)用、業(yè)務(wù)、重要信息和人員資產(chǎn)的安全。更具體地說，就是要持續(xù)監(jiān)測并識別針對網(wǎng)絡(luò)、主機、應(yīng)用、業(yè)務(wù)、重要信息和人員資產(chǎn)性能故障、非法訪問控制、非法或不當(dāng)操作、惡意代碼、攻擊入侵、違規(guī)與信息泄露行為。

系統(tǒng)以時間、空間、特征為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)流進行多維度、細(xì)粒度的分析，并通過形象的圖表曲線幫助客戶實現(xiàn)流分布的可視化。

系統(tǒng)通過提供統(tǒng)一的告警響應(yīng)機制以及標(biāo)準(zhǔn)OPC接口的方式，為用戶提供了集中的告警發(fā)現(xiàn)平臺，并且對于發(fā)現(xiàn)的告警或故障給予運維處置上的支撐，通過標(biāo)準(zhǔn)OPC接口的方式實現(xiàn)快速化、實時化的問題通知，并且可達(dá)到處理過程的跟蹤督促以及事后的追查。

作者簡介

魏欽志，烽臺科技（北京）有限公司聯(lián)合發(fā)起人、董事長，燈塔實驗室執(zhí)行合伙人。工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長，計算機病毒防御技術(shù)國家工程實驗室技術(shù)委員會委員，中國化工學(xué)會青年委員。在智能制造、工業(yè)控制信息化和自動化行業(yè)有十余年工作經(jīng)驗，六年工控安全經(jīng)驗。參與并主導(dǎo)過工業(yè)信息安全產(chǎn)品設(shè)計，被發(fā)改委納入信息安全專項資金的支持計劃。帶領(lǐng)團隊參與和推動國內(nèi)主要工控安全標(biāo)準(zhǔn)制訂與應(yīng)用，面向行業(yè)用戶提供評估及保障服務(wù)。

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摘自《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全》專刊第四輯