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    1　工控系統信息安全市場現狀

    目前工控系統信息安全市場現狀還處于“雷聲大，雨點小”的階段，主要存在以下問題：

    （1）商業模式不成熟，生態環境不完整；

    （2）在役工控系統信息安全改造升級和新建工控系統信息安全采用的策略不盡相同；

    （3）工控行業產品利潤空間較小，信息安全產品價格要合理；

    （4）工控信息安全市場尚處于培育階段，長期的盈利模式不夠清晰；

    （5）僅僅依靠政策是很難保證工控系統信息安全市場的健康持續成長。

    2　來自最終用戶的聲音

    從用戶角度來說，對于工業控制系統信息安全他們關心的是對他們的生產過程造成的影響。惡意攻擊的最終目標是實際的工業設施或工藝裝備，所以，應該面向具體的工業應用開展信息安全風險評估和安全分級，而不是面向工業控制系統設備本身。

    針對具體行業的特點，分析如下：

    • 由于化工、石油、火電、核電、冶金等行業連續過程工藝的特點，一旦中斷運行，經濟損失大，甚至可能造成嚴重環境污染和人員傷亡，危險性大，信息安全風險較大；

    • 由于交通、電網、市政設施和管線、長輸油氣管線、水利設施、礦山等行業采用的工業監控系統地理分布廣泛，大部分設備無人值守自動運行，采用公網或無線傳輸，容易遭到攻擊，且直接影響社會安定，信息安全風險較大；

    • 離散制造業在受到惡意攻擊主要是停產和廢品率升高造成的經濟損失；

    • 大型數控加工中心存儲的秘密數據存在泄漏的風險；

    • 危險的工業設施大多保留手動或非數字化的后備保護系統，如果受到攻擊，經濟損失不可避免，但惡性事故發生的風險不大。

    對于中國用戶來說，面對工業控制系統信息安全建設，目前仍存在缺少信息安全專業人員，維護能力弱； 缺少維護經費，特別是長期的服務采購費用；沒有工控系統信息安全標準和設計規范； 缺少權威的認證檢測機構等現實問題。

    3　工控系統信息安全產品

    對于工業控制系統信息安全產品，必須要考慮到工業控制系統本身的特點，信息安全系統往往需要頻繁地在線升級，而整個工控系統往往不允許停機，無需停機而進行升級對于要求高可靠性的用戶來說非常重要。 工業控制系統信息安全產品一般分為兩類：

    （1）網絡安全增強型產品：外掛式，不需要修改現有工控系統的網絡協議、軟件和硬件，增加網絡信息安全設備，對于既有工控系統是透明的。

    • 外部邊界網關、防火墻等

    • 網絡安全審計系統

    • 網絡過濾設備

    • 加密傳輸設備

    • 病毒查殺、漏洞探查修復等

    （2）本質信息安全型產品：嵌入式，修改工控系統的網絡協議、軟件和硬件，從本質上提升工控系統的信息安全性能。

    • 信息安全的工業實時網絡協議

    • 可信工業控制系統開發環境

    • IEC61131-3編譯器

    • 下裝身份驗證

    • 代碼加密

    4　工控系統網絡的特點

    研究工業控制系統信息安全產品，工控系統網絡的特點也是必須考慮的。工控系統對外的網絡多采用標準的以太網、TCP/IP協議和開放的工業控制系統網絡協議，部分在役工控系統沒有采用以太網，而是采用令牌總線、令牌環、FDDI、CAN、Controlnet或基于RS232/485串口的通訊協議。工控系統內部網絡多采用私有協議，甚至不是TCP/IP，但數據流量相對穩定，網絡行為模式固定。Profinet（IRT）、EtherCAT、POWERLINK等工業實時網絡協議是基于以太網，但大多在標準的IEEE802.3以太網的基礎上進行了修改，而且由于網絡循環周期ms級別，對網絡保護裝置造成的報文延遲非常敏感。此外，工控系統網絡大多采用雙重冗余的結構，對于雙網提供的方式也不盡相同。

    這些特點對于工業控制系統信息安全產品也提出了新的需求。如對于工控系統邊界防護產品（單向網閘、網關、防火墻等）需要考慮支持OPC、MODBUS-TCP、IEC60870-5-104、IEC61850、DNP等開放的協議，在訪問控制、攻擊檢測、漏洞檢測、支持遠程管理、提供升級服務等方面也需考慮其特點。對于工控系統內部網絡防護產品同樣如此，網絡安全審計產品需要考慮以下方面：

    • 已知網絡協議：工控系統差異較大，需要支持非信息安全專業人員的現場配置方式，如圖形化配置、腳本、配置表等等；

    • 未知網絡協議：自學習

    • 已知漏洞探查

    • 已知威脅檢測報警

    • 遠程管理和升級

    而對于網絡安全過濾產品，網絡協議深度解析非常重要，包括：

    • 采用單端口還是多端口

    • 是否限制MAC、IP

    • 是否限制命令碼

    • 是否限制可訪問數據對象

    • 網絡延遲

    5 “本質信息安全”的工控系統

    工控系統要求分散部署，采用分布式控制模式，每一個控制節點具備獨立工作的能力，采用的信息安全手段要支持去中心化設計，集中的信息安全管理設備可能不適用。由于工作環境惡劣，工控系統采用的嵌入式處理器性能遠低于IT系統，很難支持基于軟件的加密、解密、數字簽名等復雜的操作； 工業現場在線升級困難，要考慮試運行和回退措施，清晰分離工控系統的信息安全保護和控制部分，盡量避免對控制部分的修改； 由于PLC、DCS等工控系統大多提供面向工藝用戶的可視化控制邏輯描述語言（梯形圖、功能塊圖、SAMA圖等），用戶可以自己編寫控制邏輯代碼，需要對編輯、編譯、下裝、加載運行的全過程進行信息安全控制。

    6　工控系統信息安全服務

    對于用戶來說，工控系統信息安全服務需要降低最終用戶的一次性投資，提供長期的工控系統信息安全服務。服務供應商可以考慮基于云計算技術的遠程服務 ：

    • 歷史數據云存儲

    • 運行狀態判斷

    • 異常事件分析

    • 漏洞探查和修補

    • 防護策略升級

    • 遠程故障處理

    但我們也意識到工控系統信息安全服務當前也存在著種種問題亟待解決，包括：

    • 公網網絡流量費用

    • 如何保證遠程端口的安全

    • 用戶數據的安全

    • 初期建設費用高，后期的盈利模式不夠清晰。

   摘自《自動化博覽》2014年10月