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1 引言

新發(fā)布的等級保護(hù)基本要求（等級保護(hù)2.0）在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化、分類和加強(qiáng)，將重要基礎(chǔ)設(shè)施、重要系統(tǒng)及“云、移、物、工控、大”納入等級保護(hù)管理；名稱由原來的《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)基本要求》變更為《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求》。等級保護(hù)上升到了網(wǎng)絡(luò)空間安全的層面，意味著等級保護(hù)的對象全面升級：不再是傳統(tǒng)意義上的計算機(jī)信息系統(tǒng)，而是包含網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)設(shè)施、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)安全等對象的網(wǎng)絡(luò)空間安全。在等級保護(hù)2.0時代，如何建立健全有效的工控安全體系是每一個工業(yè)企業(yè)、工控制造商、工控安全企業(yè)都應(yīng)該思考的問題。

2 等級保護(hù)發(fā)展歷程

上世紀(jì)，西方發(fā)達(dá)國家制定了一系列強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)信息安全建設(shè)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，其核心就是將不同重要程度的信息系統(tǒng)劃分為不同的安全等級，以便于對不同領(lǐng)域的信息安全工作進(jìn)行指導(dǎo)。鑒于此，相關(guān)部門和專家結(jié)合我國實(shí)際情況進(jìn)行多年的研究，逐步形成了我們國家的信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)制度。

1994年，國務(wù)院頒布《中華人民共和國計算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》；2003年，中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳頒發(fā)《國家信息化領(lǐng)導(dǎo)小組關(guān)于加強(qiáng)信息安全保障工作的意見》，明確提出“實(shí)行信息安全等級保護(hù)”。

2004年至2006年期間，公安部聯(lián)合四部委開展信息系統(tǒng)等級保護(hù)基礎(chǔ)調(diào)查和等級保護(hù)試點(diǎn)工作。

2007年6月，《信息安全等級保護(hù)管理辦法》出臺；同年7月四部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于開展全國重要信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)定級工作的通知》，并于7月20日召開了全國重要信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)定級工作部署專題電視電話會議，標(biāo)志著我國信息安全等級保護(hù)制度正式開始實(shí)施。

2010年4月，公安部出臺《關(guān)于推動信息安全等級保護(hù)測評體系建設(shè)和開展等級測評工作的通知》，提出等級保護(hù)工作的階段性目標(biāo)；12月，公安部和國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會聯(lián)合出臺《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)中央企業(yè)信息安全等級保護(hù)工作的通知》，標(biāo)志著我國信息安全等級保護(hù)工作全面展開。

3 等級保護(hù)2.0分析

3.1 等級保護(hù)2.0與1.0對比

隨著云計算、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，等級保護(hù)2.0針對新技術(shù)以及國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全（工業(yè)控制系統(tǒng)）等提出了全面、深入、細(xì)化的準(zhǔn)則。

在內(nèi)容上，等級保護(hù)2.0調(diào)整分類為物理環(huán)境、安全通信網(wǎng)絡(luò)、安全區(qū)域邊界、安全計算環(huán)境、安全管理中心、安全管理制度、安全管理機(jī)構(gòu)、安全管理人員、安全建設(shè)管理、安全運(yùn)維管理；調(diào)整各個級別的安全要求為通用要求、云計算安全擴(kuò)展要求、移動互聯(lián)安全擴(kuò)展要求、物聯(lián)網(wǎng)安全擴(kuò)展要求和工業(yè)控制系統(tǒng)安全擴(kuò)展要求；取消了原來安全控制點(diǎn)的S、A、G標(biāo)注，增加一個附錄A描述等級保護(hù)對象的定級結(jié)果和安全要求之間的關(guān)系，說明如何根據(jù)定級結(jié)果選擇安全要求；調(diào)整了原來附錄A和附錄B的順序，增加了附錄C描述網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)總體框架，并提出關(guān)鍵技術(shù)使用要求。

除去對內(nèi)容的整合修改外，也對標(biāo)準(zhǔn)名稱進(jìn)行了修改，由《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)基本要求》改為《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求》，使之與《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》中的相關(guān)法律條文保持一致。

3.2 等級保護(hù)2.0工控安全擴(kuò)展要求

工控安全是網(wǎng)絡(luò)空間領(lǐng)域的另一種安全，不同于傳統(tǒng)計算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)等虛擬空間防信息竊取的安全。工控安全是物理世界安全，是保護(hù)重要基礎(chǔ)設(shè)施所使用的工業(yè)控制系統(tǒng)（簡稱工控系統(tǒng)）免遭惡意操控，從而保障物理設(shè)施的正常運(yùn)行，并防止發(fā)生生產(chǎn)停頓、經(jīng)濟(jì)停擺、環(huán)境污染乃至社會動蕩、國家癱瘓等重大災(zāi)難事故的安全。

等級保護(hù)2.0專門提出了工控安全擴(kuò)展要求，如表1所示。

表1工業(yè)控制系統(tǒng)安全擴(kuò)展要求

4 等級保護(hù)2.0工控安全思考

由表1可以發(fā)現(xiàn)，等級保護(hù)2.0在工控安全方面突出強(qiáng)調(diào)了控制設(shè)備安全，需要采用技術(shù)和管理兩個手段確保工控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.1 什么是工控系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)是指由計算機(jī)與工業(yè)過程控制部件組成的自動控制系統(tǒng)，它是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或者生產(chǎn)裝備等基礎(chǔ)設(shè)施按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，以保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，同時還不會引發(fā)災(zāi)難事故。按應(yīng)用行業(yè)和特點(diǎn)分，主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA，Supervisory Control And DataAcquisition）、分布式控制系統(tǒng)（DCS，DistrbutedControlSystem）、可編程邏輯控制器（PLC，Programmable LogicController）、遠(yuǎn)程終端（RTU，Remote TerminalUnit）等。這些工控系統(tǒng)在系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)層次上是一樣的，都是由運(yùn)行在工程師站、操作員站的SCADA軟件、控制器、現(xiàn)場儀表，以及上層監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場低速總線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。只是由于它們的應(yīng)用場合和應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)不同，如表2所示，導(dǎo)致在不同的行業(yè)會有不同的叫法。

表2 SCADA、DCS、PLC、RTU的區(qū)別

4.2 工控系統(tǒng)安全防護(hù)的本質(zhì)要求

2010年，伊朗發(fā)生了震驚世人的“震網(wǎng)”（Stuxnet）事件，針對特定控制系統(tǒng)進(jìn)行攻擊，破壞了大量鈾濃縮離心機(jī)和布什爾核電站發(fā)電機(jī)組，導(dǎo)致伊朗核計劃至少被延遲2年。“震網(wǎng)”雖然利用了RPC遠(yuǎn)程執(zhí)行漏洞（MS08-067）、快捷方式文件解析漏洞（MS10-046）、打印機(jī)后臺程序服務(wù)漏洞（MS10-061）、內(nèi)核模式驅(qū)動程序漏洞（MS10-073）、任務(wù)計劃程序漏洞（MS10-092）等操作系統(tǒng)的漏洞，但這些漏洞只是被用于“震網(wǎng)”惡意代碼的傳播；而“震網(wǎng)”的核心代碼，它利用了控制系統(tǒng)自身的特征，結(jié)合伊朗鈾濃縮離心機(jī)和核電站的生產(chǎn)工藝、特征參數(shù)，通過向核心組件——PLC發(fā)起攻擊，使PLC一方面向離心機(jī)、核電設(shè)備發(fā)送惡意操控指令使之超負(fù)荷運(yùn)行，直至損壞；另一方面向操作站發(fā)送“正常”的生產(chǎn)工況數(shù)據(jù)，使操作人員誤以為生產(chǎn)正常。

需要指出的是，“震網(wǎng)”所發(fā)出的惡意操控指令、虛假的“正常”生產(chǎn)工況數(shù)據(jù)，都是利用控制系統(tǒng)本身的“合法”協(xié)議、“合法”指令（如控制離心機(jī)的轉(zhuǎn)速減少或增加指令）、“合法”數(shù)據(jù)，并沒有利用其核心控制器的任何漏洞。之所以這些“合法”指令能夠?qū)е乱晾屎嗽O(shè)施損毀，就在于這些“合法”指令與正常的生產(chǎn)工藝、操作流程不符合。由此可見，針對工控系統(tǒng)核心部件的攻擊才是真正的工控系統(tǒng)安全威脅，它能夠?qū)е禄A(chǔ)設(shè)施災(zāi)難性的物理損毀。

鑒于此，對工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)和保護(hù)需要著眼以下幾個方面：

（1）需要覆蓋工控系統(tǒng)軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)等所有部件

要針對攻擊者可能利用的途徑、可能利用的手段以及可能引發(fā)的后果等多個方面，對工控系統(tǒng)所有的主機(jī)、主機(jī)應(yīng)用軟件、進(jìn)程，甚至是關(guān)鍵軟件代碼進(jìn)行有效保護(hù)和防護(hù)；對工控網(wǎng)絡(luò)所有的協(xié)議、服務(wù)以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、操作指令進(jìn)行保護(hù)和防護(hù)；對DCS控制器、PLC控制模塊、RTU控制模塊等嵌入式代碼進(jìn)行保護(hù)和防護(hù)。

（2）需要結(jié)合生產(chǎn)工藝與操作流程而開展

“震網(wǎng)”惡意代碼之所以能夠引發(fā)伊朗鈾濃縮離心機(jī)和核電站機(jī)組的物理損毀，關(guān)鍵在于通過操控工控系統(tǒng)，使鈾濃縮離心機(jī)和核電站機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)偏離其設(shè)計的正常工況，使之超負(fù)荷、非正常工況運(yùn)轉(zhuǎn)，直至最后物理損毀。因此，針對工控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，必須對基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)裝置運(yùn)行的關(guān)鍵工藝參數(shù)、關(guān)鍵工況、關(guān)鍵控制方案等進(jìn)行保護(hù)和防護(hù)。

（3）需要貫穿基礎(chǔ)設(shè)施及其工控系統(tǒng)的全生命周期

對工控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)和保護(hù)，僅僅靠安裝一些安全產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須覆蓋工控系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試、工程實(shí)施、維修、運(yùn)行維護(hù)等全生命周期的所有環(huán)節(jié)，既要從技術(shù)上進(jìn)行防護(hù)和保護(hù)，也需要從管理措施上阻斷惡意代碼的帶入。

4.3 工控系統(tǒng)安全防護(hù)建議

（1）重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的工控系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)自主可控

等級保護(hù)2.0工業(yè)控制系統(tǒng)安全擴(kuò)展要求部分要求的控制設(shè)備安全在逐漸實(shí)現(xiàn)自主可控的情況下可實(shí)現(xiàn)工控系統(tǒng)核心部件——控制設(shè)備安全。這就要求：控制設(shè)備內(nèi)置安全設(shè)計，實(shí)現(xiàn)通信與控制隔離，確保在遭到外部攻擊時不影響控制回路的正常運(yùn)行；控制網(wǎng)絡(luò)通信采用加密和完整性保護(hù)手段；控制設(shè)備內(nèi)核自主可控（硬件、嵌入式系統(tǒng)、控制算法、協(xié)議棧等）；控制設(shè)備具備對組態(tài)和用戶數(shù)據(jù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性和正確性檢測功能，故障時進(jìn)行報警和記錄等。

（2）重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施必須部署工控網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)

重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部署的工控網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：①針對內(nèi)置預(yù)埋代碼，切斷危害，進(jìn)行應(yīng)急處置；在安全區(qū)域、系統(tǒng)出口，加強(qiáng)預(yù)警防范；②以不影響生產(chǎn)和生產(chǎn)安全為前提，注意數(shù)據(jù)保護(hù)和操作保護(hù)；③對系統(tǒng)重要性識別、系統(tǒng)資產(chǎn)識別、系統(tǒng)脆弱性識別、系統(tǒng)威脅識別及系統(tǒng)風(fēng)險識別等維度進(jìn)行安全防護(hù)；④采用軟件防護(hù)、邊界維護(hù)、PLC嵌入式代碼防護(hù)、控制異常監(jiān)測與阻斷等措施進(jìn)行立體防護(hù)；⑤對工控系統(tǒng)進(jìn)行無擾動實(shí)時在線修復(fù)，并啟動安全應(yīng)急系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境中工業(yè)企業(yè)的工控信息安全。

（3）針對行業(yè)建設(shè)工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全測試床

國家、企業(yè)（包括工業(yè)企業(yè)、工控安全企業(yè)、相關(guān)測評單位）應(yīng)加快建設(shè)其所在領(lǐng)域行業(yè)的工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測試床，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下目的：在上線部署前，測試控制設(shè)備其自身的安全性；對上線部署的工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品其功能、可用性、安全性、可靠性及對工控系統(tǒng)是否有影響等進(jìn)行測試；結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景的控制方案、業(yè)務(wù)邏輯等進(jìn)行未知威脅的生成，建設(shè)未知威脅庫，增強(qiáng)工控系統(tǒng)及其安全產(chǎn)品的主動防御能力；對上線部署的工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品進(jìn)行訓(xùn)練，提升其自主學(xué)習(xí)能力等。

（4）建設(shè)工控網(wǎng)絡(luò)安全人才隊伍，完善或制定工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系

工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全攻防技術(shù)研究攻防兼顧，以攻促防。人才隊伍不僅要懂工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、體系架構(gòu)、嵌入式軟件、私有協(xié)議等，還要懂使用工業(yè)控制系統(tǒng)的具體對象的工藝、設(shè)備技術(shù)，只有這樣才能做到定點(diǎn)攻擊或精確防護(hù)。構(gòu)建一支工控網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)研究團(tuán)隊，將有助于增強(qiáng)針對國家重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)能力。

另外，不同于普通安全產(chǎn)品，工控系統(tǒng)安全需緊密聯(lián)系工控現(xiàn)場環(huán)境，性能穩(wěn)定，滿足實(shí)時性與準(zhǔn)確性等需求；可用性大于機(jī)密性、完整性。針對相關(guān)安全產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，需要完善或制定工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系。

5 結(jié)束語

在等級保護(hù)2.0時代，工控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)和保護(hù)回歸到了控制系統(tǒng)的本質(zhì)。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全、計算機(jī)安全領(lǐng)域有效的手段和產(chǎn)品對工控系統(tǒng)不一定有效。對工控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)和保護(hù)，需同時從工控系統(tǒng)的軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)以及生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)裝置等角度進(jìn)行，才能夠防護(hù)得住有組織的專業(yè)團(tuán)隊的攻擊，也才能保護(hù)我們國家重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。

作者簡介：

還約輝（1986-），男，江蘇鹽城人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)任浙江國利網(wǎng)安科技有限公司副總經(jīng)理，研究方向是工控網(wǎng)絡(luò)安全。

王　迎（1981-），男，浙江杭州人，工程師，學(xué)士，工控網(wǎng)絡(luò)安全，現(xiàn)任浙江國利網(wǎng)安科技有限公司總經(jīng)理，研究方向是工控網(wǎng)絡(luò)安全。

薛金良（1987-），男，浙江紹興人，高級工程師，學(xué)士，現(xiàn)任浙江國利網(wǎng)安科技有限公司安全研究中心主任，研究方向是工控網(wǎng)絡(luò)安全。

摘自《自動化博覽》2019年10月刊