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1　煙草行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景

工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力也體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力，隨著德國(guó)的工業(yè)4.0、美國(guó)的先進(jìn)制造以及我們中國(guó)的智能制造等國(guó)家戰(zhàn)略政策的推出，以及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，IT領(lǐng)域的一些安全問(wèn)題逐漸進(jìn)入工業(yè)系統(tǒng)。我們從廣義上來(lái)理解工業(yè)安全，是指整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的信息安全，涉及到整個(gè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)環(huán)節(jié)，從保護(hù)對(duì)象上來(lái)看，它不僅僅保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)信息系統(tǒng)，還需要保護(hù)工業(yè)控制系統(tǒng)，保護(hù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這是相對(duì)來(lái)講對(duì)工業(yè)安全比較廣泛的一個(gè)定義。

2　煙草行業(yè)工業(yè)安全現(xiàn)狀

2.1　先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用

從事煙草行業(yè)工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)的工作之前，我個(gè)人理解煙草行業(yè)類(lèi)似農(nóng)副產(chǎn)品加工，自動(dòng)化程度應(yīng)該不是特別高。但是真正進(jìn)入行業(yè)后，發(fā)現(xiàn)煙草企業(yè)不僅自動(dòng)化程度水平相對(duì)較高，而且對(duì)新技術(shù)的接收程度也相當(dāng)高。很多國(guó)際領(lǐng)先的自動(dòng)化技術(shù)和工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已率先在煙草制造業(yè)中應(yīng)用，據(jù)我了解，大多數(shù)的煙草企業(yè)希望將新技術(shù)融入新廠建設(shè)中，比如基于人工智能的排查仿真系統(tǒng)，已經(jīng)在很多煙草企業(yè)落地使用了。

2.2　工業(yè)安全面臨挑戰(zhàn)，在矛盾中尋找方向

新技術(shù)在煙草企業(yè)應(yīng)用既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在提升煙草企業(yè)生產(chǎn)力的同時(shí)也埋下了安全隱患，帶來(lái)了大量的工業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。在煙草企業(yè)做安全，如同在矛盾中尋找方向，我認(rèn)為矛盾主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：

（1）應(yīng)用互通與安全隔離的矛盾；

（2）威脅來(lái)源多樣化與防護(hù)手段單一的矛盾；

（3）實(shí)時(shí)性、可靠性需求與安全部署的矛盾。所以，一定要在可用性和安全之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，達(dá)到一個(gè)合適的度，從而降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3　煙草行業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)介紹

煙草行業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般由以下三個(gè)部分組成：

3.1　統(tǒng)一規(guī)劃的私有云信息中心

（1）采用虛擬化私有云架構(gòu)，集中部署企業(yè)的 OT和IT應(yīng)用。

（2）OT與IT各有獨(dú)立資源池，按需安全互通。

3.2　生產(chǎn)、辦公、安防并存的多網(wǎng)架構(gòu)

擁有生產(chǎn)、辦公、安防等多張網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)間原則上需要進(jìn)行訪問(wèn)隔離。

3.3　工業(yè)系統(tǒng)分層架構(gòu)

（1）管理協(xié)同層：負(fù)責(zé)系統(tǒng)整體管理，任務(wù)制定。

（2）生產(chǎn)執(zhí)行層：負(fù)責(zé)生產(chǎn)任務(wù)的分解下達(dá)。

（3）過(guò)程控制層：負(fù)責(zé)接收下發(fā)任務(wù)并轉(zhuǎn)化為具體操作指令。

（4）現(xiàn)場(chǎng)控制層：負(fù)責(zé)根據(jù)操作指令指揮各個(gè)執(zhí)

行器件完成具體動(dòng)作。煙草行業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

圖1 煙草行業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

4　煙草行業(yè)工控系統(tǒng)面臨的安全問(wèn)題

煙草行業(yè)工控系統(tǒng)面臨的安全問(wèn)題一般可分為技術(shù)和管理兩類(lèi)，在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題是由技術(shù)和管理兩方面因素共同導(dǎo)致的。

4.1　技術(shù)問(wèn)題

從入侵威脅來(lái)看: 通過(guò)震網(wǎng)病毒以及后續(xù)的變種病毒分析可知，工業(yè)控制領(lǐng)域中的惡意代碼混合了大量0DAY，大部分為專(zhuān)業(yè)攻擊破壞人員編寫(xiě)，傳統(tǒng)的防病毒和入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的能力有限，幾乎無(wú)法有效的實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警。

從安全防護(hù)手段來(lái)看: 煙草行業(yè)大部分工業(yè)控制系統(tǒng)在防護(hù)、監(jiān)測(cè)、運(yùn)維審計(jì)等方面的嚴(yán)重不足（主機(jī)、服務(wù)器無(wú)防護(hù)，邊界無(wú)防護(hù)等），極大地阻礙了整體安全防護(hù)能力的提升。尤其在煙草行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，工控網(wǎng)是可以通過(guò)管理網(wǎng)間接連接到互聯(lián)網(wǎng)的。

從支撐軟件來(lái)看: WInCC、PCS7、ITA以及OPC等編程和組態(tài)軟件，其基于傳統(tǒng)的WIn32位操作系統(tǒng)構(gòu)建，自身程序代碼和工作環(huán)境極易觸發(fā)安全問(wèn)題。同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部大多采用通用WInDOWS操作系統(tǒng)，其自身存在很多安全漏洞，及其容易被攻擊者利用，造成安全事故。

從運(yùn)維習(xí)慣來(lái)看: 工業(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員往往缺少信息安全的技術(shù)支撐和職業(yè)敏感度，在日常維護(hù)過(guò)程中，缺乏足夠的安全意識(shí)和安全操作規(guī)程，容易因人為操作原因?qū)е掳踩珕?wèn)題。尤其是在運(yùn)維的過(guò)程中移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)濫用現(xiàn)象。

從底層設(shè)備看：PLC設(shè)備和工業(yè)交換機(jī)都存在安全漏洞，容易被利用，直接影響工業(yè)控制系統(tǒng)安全性。

從全局監(jiān)控預(yù)警來(lái)看: 缺乏能夠?qū)I(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控，及時(shí)預(yù)警，快速響應(yīng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)。

4.2　管理問(wèn)題

從組織結(jié)構(gòu)上看:組織結(jié)構(gòu)人員職責(zé)不完善，專(zhuān)業(yè)人員缺乏，工控系統(tǒng)信息安全是一個(gè)跨部門(mén)跨學(xué)科領(lǐng)域，在卷煙生產(chǎn)企業(yè)中工控系統(tǒng)有生產(chǎn)部門(mén)負(fù)責(zé)，信息安全一般由信息部門(mén)負(fù)責(zé)；生產(chǎn)部門(mén)對(duì)于信息安全知之甚少，而信息部門(mén)對(duì)于工控系統(tǒng)的理解也不夠深。

從培訓(xùn)方面看：多數(shù)參與工控系統(tǒng)日常運(yùn)維的車(chē)間系統(tǒng)管理員缺乏信息安全技術(shù)和管理培訓(xùn)；關(guān)鍵崗位人員也很少去關(guān)注工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性，日常工作僅僅是保障系統(tǒng)的可用性。

從應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制上看:由于響應(yīng)機(jī)制不夠健全，缺乏應(yīng)急響應(yīng)組織和標(biāo)準(zhǔn)化的事件處理流程，發(fā)生信息安全事件后人員反應(yīng)不夠迅速，通常依靠經(jīng)驗(yàn)判斷安全事件發(fā)生的設(shè)備和影響范圍，逐一進(jìn)行排查，響應(yīng)能力不強(qiáng)。

5　煙草行業(yè)工業(yè)安全痛點(diǎn)

工業(yè)控制系統(tǒng)安全是傳統(tǒng)IT系統(tǒng)安全的延伸，同時(shí)又具有自身的特點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）資產(chǎn)狀況不清楚

煙草企業(yè)普遍對(duì)自身的資產(chǎn)不清楚，包括資產(chǎn)數(shù)量、資產(chǎn)類(lèi)型、資產(chǎn)分布等都不清楚，在這種狀況下如何能做好防護(hù)呢？

（2）安全威脅不清楚

基于資產(chǎn)狀況不清楚，導(dǎo)致安全威脅不清楚。資產(chǎn)目前有沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)，有沒(méi)有被攻擊過(guò)，一旦發(fā)生攻擊會(huì)產(chǎn)生什么樣的后果，這些都不是很清晰。

（3）生產(chǎn)故障難定位

當(dāng)設(shè)備斷線、停機(jī)時(shí)，我們很難定位，不知道是什么原因?qū)е碌模窍到y(tǒng)的原因是應(yīng)急能力還是安全問(wèn)題？

6　安全體系建設(shè)的基本思路

綜上所示，在煙草行業(yè)應(yīng)如何做安全？我認(rèn)為首先要合規(guī)，從根上來(lái)講有三條特別重要：（1）網(wǎng)絡(luò)安全法，國(guó)家的法律一定要遵守。（2）在實(shí)施的時(shí)候，需要參照具體的技術(shù)要求。（3）一定要結(jié)合行業(yè)，行業(yè)跟行業(yè)之間做安全有很大的差別，在煙草行業(yè)要遵照煙草行業(yè)的基本要求去做安全。

安全是一個(gè)動(dòng)態(tài)安全，我們的外界環(huán)境也在不斷變化，所以，整個(gè)安全體系的建設(shè)也是一個(gè)動(dòng)態(tài)建設(shè)過(guò)程。安全體系建設(shè)一般遵循安全規(guī)劃——安全建設(shè)——建后評(píng)估——安全運(yùn)營(yíng)的基本思路。

（1）安全規(guī)劃（PLAn）

安全規(guī)劃是針對(duì)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有體系的安全問(wèn)題，設(shè)定安全建設(shè)目標(biāo)并制定針對(duì)性的改進(jìn)方案，此過(guò)程中可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”、“安全咨詢(xún)”等服務(wù)。

（2）安全建設(shè)（DO）

安全建設(shè)是根據(jù)安全規(guī)劃所制定的改進(jìn)方案，有步驟的進(jìn)行安全改造。

（3）建后評(píng)估（CHECK）

建后評(píng)估是在安全建設(shè)完成后，評(píng)估已建成的安全體系進(jìn)行是否達(dá)到安全規(guī)劃中所設(shè)定的安全目標(biāo)（比如通過(guò)相應(yīng)的等保測(cè)評(píng)）。

（4）安全運(yùn)營(yíng)（ACTIOn）

安全運(yùn)營(yíng)是在安全體系投入使用后，不間斷地運(yùn)營(yíng)整個(gè)安全體系并發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。

7　建設(shè)從“終端”到“云端”的分層縱深安全防護(hù)體系

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是安全建設(shè)的切入點(diǎn)，是安全規(guī)劃的先決條件，其目的在于識(shí)別和評(píng)估系統(tǒng)中各類(lèi)資產(chǎn)所面臨的危害和風(fēng)險(xiǎn)。 風(fēng)險(xiǎn)分析優(yōu)先做資產(chǎn)識(shí)別，對(duì)自身的資料有了清晰的了解，再根據(jù)資產(chǎn)的脆弱性分析可能面臨的威脅，從而按照風(fēng)險(xiǎn)的級(jí)別排序，成為后期做安全建設(shè)的依據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的典型內(nèi)容一般包括：識(shí)別可能受到威脅的目標(biāo)、分析價(jià)值和潛在損失、威脅和弱點(diǎn)分析、識(shí)別已有的安全防護(hù)措施等。

在做安全規(guī)劃時(shí)，主要基于PPDR模型對(duì)我們的安全技術(shù)體系和安全管理體系做統(tǒng)籌規(guī)劃，在規(guī)劃的過(guò)程中始終堅(jiān)持一條，“零信任的安全策略”。“零信任”是指什么？即：不可管即不可控、不可控即不安全，值得信任的不是人，而是讓人不會(huì)犯錯(cuò)誤的技術(shù)&管理體系，沒(méi)有技術(shù)手段支撐的安全管理是低效的，并且常常失效。在煙草行業(yè)建立完整的安全技術(shù)管理體系十分必要，具體如圖2所示。

圖2 安全技術(shù)管理體系

圖2安全技術(shù)體系中基于“應(yīng)用級(jí)白名單”的零信任安全防護(hù)，主要分為兩方面：

（1）接入認(rèn)證：實(shí)現(xiàn)接入可信

·只允許授信的人或設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于未通過(guò)認(rèn)證的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)阻斷，不允許其接入網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)告警。

·對(duì)必要的設(shè)備進(jìn)行安全基線檢查，只有符合安全策略的設(shè)備才能接入網(wǎng)絡(luò)。

（2）應(yīng)用控制：實(shí)現(xiàn)行為可控

·識(shí)別合法設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)行為，只允許其傳輸與預(yù)先確定的應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)一概阻斷。

總的來(lái)看，煙草行業(yè)要建設(shè)從“終端”到“云端”的分層縱深安全防護(hù)體系需要做好以下三點(diǎn)：

（1）分層縱深安全防護(hù)結(jié)構(gòu)

由于工業(yè)系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，每一層的接入都是下層的匯聚節(jié)點(diǎn)，不能采用扁平化安全分區(qū)方法，而應(yīng)采用分層式的縱深安全防護(hù)結(jié)構(gòu)。

（2）應(yīng)用級(jí)白名單訪問(wèn)控制

對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)采用應(yīng)用級(jí)白名單訪問(wèn)控制，做到接入可信、行為可控。

（3）應(yīng)用級(jí)威脅抵御

除了應(yīng)用級(jí)白名單訪問(wèn)控制能力外，還應(yīng)包括有應(yīng)用級(jí)的威脅抵御能力，可以阻斷已知的漏洞攻擊行為、病毒木馬的傳播與網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)行為等。

網(wǎng)絡(luò)安全體系整體架構(gòu)模型如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)安全體系整體架構(gòu)模型

工控信息安全與生產(chǎn)緊密相關(guān)，要解決安全問(wèn)題，一定要根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)狀況的問(wèn)題，分別去做不同的規(guī)劃，從而達(dá)到不同的目標(biāo)。

本文內(nèi)容根據(jù)作者在“2019工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家計(jì)劃論壇”中所做報(bào)告整理。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年12月刊