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劉娜

博士，北京石油化工學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)教授。

現(xiàn)為北京石油化工學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)教授。主要研究方向?yàn)榱鞒坦I(yè)自動(dòng)化、離散工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，在信息化與自動(dòng)化融合進(jìn)入業(yè)務(wù)深層次方面有一定的研究。

安全問(wèn)題是中國(guó)乃至全球的大事，而隨著近年來(lái)發(fā)生的“震網(wǎng)”、“蜻蜓”等侵害工業(yè)控制系統(tǒng)的病毒相繼出現(xiàn)，工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全問(wèn)題逐漸走進(jìn)公眾視野。由于其可以植入到不同工業(yè)行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，使這一問(wèn)題變得更為復(fù)雜。對(duì)此，北京石油化工學(xué)院教授劉娜和我們分享了她對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問(wèn)題的諸多看法。

記者：您能就所熟悉的石化、電力等行業(yè)關(guān)于工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問(wèn)題談一下自己的認(rèn)識(shí)嗎？

劉娜：石化、電力等行業(yè)都屬于流程工業(yè)，在信息化與自動(dòng)化融合的背景下，目前采用的是基于ERP、MES和PCS三層架構(gòu)，系統(tǒng)之間互聯(lián)、互通，控制和管理網(wǎng)絡(luò)并存。MES系統(tǒng)作為企業(yè)的生產(chǎn)指揮平臺(tái)，首先從控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)提取過(guò)程控制數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)被保存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)各MES系統(tǒng)中的物料平衡、公用工程、運(yùn)行管理等系統(tǒng)功能的業(yè)務(wù)化處理，以Web方式為企業(yè)生產(chǎn)管理者提供數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)報(bào)表。在這種方式下，使得各種來(lái)自外網(wǎng)的入侵有可能通過(guò)共享信息服務(wù)器或Web服務(wù)器攻擊控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)帶來(lái)的信息安全問(wèn)題俱增；而工業(yè)控制系統(tǒng)的規(guī)模龐大和復(fù)雜，使得實(shí)施信息安全防護(hù)的難度增大。因此，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)的重點(diǎn)是抵御黑客、木馬、病毒等通過(guò)各種形式對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的惡意破壞和攻擊，特別要保護(hù)實(shí)時(shí)閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全，防止由此引起的自動(dòng)控制系統(tǒng)故障。

記者：相比IT信息安全，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全具有哪些不一樣的特點(diǎn)？ 基于這樣的特點(diǎn)，使得保障工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的過(guò)程中存在哪些難度？

劉娜：工業(yè)控制系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，使用專用的控制協(xié)議，安裝特定的軟件和硬件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，加速了控制與管理一體化的進(jìn)程。使現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng)從以前的孤島狀態(tài)，逐漸增多了與外部世界的聯(lián)系，這也就增加了信息安全漏洞和信息事故的可能性。但與IT信息安全相比，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全具有不一樣的特點(diǎn)：

（1）可用性要求不同

工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬、信息處理量要求不高，但對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的要求較高，不允許關(guān)鍵信息的延遲和處理延誤，生產(chǎn)過(guò)程要求一年365天不間斷工作。與此相反，IT系統(tǒng)可以忍受很大程度上的延遲和抖動(dòng)，并且可以接受重新啟動(dòng)。

（2）信息安全焦點(diǎn)不同

IT系統(tǒng)最關(guān)注的是數(shù)據(jù)保密性和完整性，主要的關(guān)注點(diǎn)在于保護(hù)存儲(chǔ)或傳輸?shù)男畔ⅰ９I(yè)控制系統(tǒng)最關(guān)注的是可靠性和穩(wěn)定性，生產(chǎn)過(guò)程的一些客戶端（如PLC系統(tǒng)、DCS控制器、操作員站等）需要加以特別保護(hù)。

（3）系統(tǒng)維護(hù)管理不同

IT系統(tǒng)的軟件更新（包括信息安全的補(bǔ)丁）是及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行。工業(yè)控制系統(tǒng)的軟件更新通常不能及時(shí)實(shí)現(xiàn)，甚至在其生命周期內(nèi)不采取任何更改和升級(jí)措施，因?yàn)檫@些更新需要技術(shù)專家仔細(xì)評(píng)估，并進(jìn)行完全徹底的測(cè)試。

正是基于上述特點(diǎn)，使得保障工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全具有一定的難度：

（1）現(xiàn)有信息安全評(píng)估對(duì)非IT類設(shè)備缺乏漏洞庫(kù)和運(yùn)行腳本；評(píng)估工具和方法對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)及其相連的信息系統(tǒng)進(jìn)行在線評(píng)估可能會(huì)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成沖擊，甚至有可能造成安全生產(chǎn)事故。

（2）工業(yè)控制系統(tǒng)如何有針對(duì)性地進(jìn)行防護(hù),需要在大量行業(yè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上才能提煉出來(lái)。

記者：您認(rèn)為應(yīng)對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的挑戰(zhàn)，當(dāng)前最緊迫的問(wèn)題是什么？如何解決？

劉娜：（1）“雙料”人才的缺失

工業(yè)控制系統(tǒng)主要用于國(guó)家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中，這些企業(yè)有著非常嚴(yán)格的管理系統(tǒng)、規(guī)范的日常維護(hù)操作要求。由于分部門管理，嚴(yán)重存在著負(fù)責(zé)信息安全的人員了解信息安全相關(guān)知識(shí)，但不了解工業(yè)控制系統(tǒng)；而負(fù)責(zé)操作和維護(hù)工業(yè)控制系統(tǒng)的人員對(duì)信息安全知識(shí)的了解又很有限的現(xiàn)象。如果按照現(xiàn)行管理方式，由信息安全部門負(fù)責(zé)工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全防護(hù)，很可能出現(xiàn)害怕承擔(dān)影響生產(chǎn)的責(zé)任而使得工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)策略流于形式。因此，當(dāng)前最緊迫的問(wèn)題之一是需要既懂工業(yè)控制系統(tǒng)又懂信息安全的“雙料”人才。

（2）加強(qiáng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)

隨著信息化與自動(dòng)化的融合，工業(yè)控制系統(tǒng)缺乏自主可控技術(shù)的問(wèn)題凸顯，安全問(wèn)題受制于人。依靠現(xiàn)有的信息安全技術(shù)和產(chǎn)品，采用傳統(tǒng)的信息安全解決方案已不再適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。因此，加強(qiáng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)，以解決軟硬件依賴進(jìn)口問(wèn)題外，當(dāng)務(wù)之急在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要融入信息安全的理念，加強(qiáng)控制技術(shù)與信息安全技術(shù)融合的研究。

面對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的挑戰(zhàn)，最有效的辦法是：構(gòu)建高端產(chǎn)學(xué)研用合作平臺(tái)，以共同的愿望，落實(shí)協(xié)同創(chuàng)新。實(shí)行“政府推動(dòng)、企業(yè)為主、科研院所支持、用戶參與，市場(chǎng)化運(yùn)作、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合”的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。合作平臺(tái)中的企業(yè)要參與到高校人才培養(yǎng)方案的制定和培養(yǎng)過(guò)程中，從而將企業(yè)和社會(huì)對(duì)大學(xué)生素質(zhì)的實(shí)際需求提前反饋給學(xué)校。要以技術(shù)創(chuàng)新需求為基礎(chǔ)，主要解決整個(gè)產(chǎn)業(yè)信息安全關(guān)鍵技術(shù)和前沿技術(shù)，而不是個(gè)別企業(yè)的技術(shù)問(wèn)題。增加“用”的原因是技術(shù)創(chuàng)新根本目的是應(yīng)用，讓用戶參與技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程，有利于減少創(chuàng)新環(huán)節(jié)，降低創(chuàng)新成本，加快科技成果的應(yīng)用。

摘自《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全專刊（第一輯）》