工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全探究

時間:2022-04-24 03:44:55

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工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全探究

摘要:近年來,隨著人工智能及互聯(lián)網(wǎng)技術的高速發(fā)展,信息化與工業(yè)化的融合速度越來越快。企業(yè)規(guī)模越大,工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全越關鍵。但是,受到網(wǎng)絡環(huán)境和計算機技術的影響,工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全也面臨著更多的安全隱患,只有采取更多安全可靠的技術和行之有效的管理手段,才能確保工業(yè)控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行?;诖?,文章著重分析了工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的隱患,并提出了幾點有效的管理策略,希望為相關的管理人員提供一定的幫助,促進工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的有序發(fā)展。

關鍵詞:工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全;安全與管理;安全隱患;策略

工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡中應用了TCP/IP技術,加強了與企業(yè)辦公網(wǎng)絡的聯(lián)系,同時也將傳統(tǒng)的目標系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為全新的開放系統(tǒng),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互連互通,提高了控制系統(tǒng)的運行效率,為管理決策提供了更好的數(shù)據(jù)支持。目前,無論是工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡還是企業(yè)辦公網(wǎng)絡,都缺少足夠的安全防護措施,從而導致網(wǎng)絡安全隱患問題嚴峻,急需得到有效的控制和管理,避免由于網(wǎng)絡安全問題而導致工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡運行癱瘓。

1工業(yè)控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)主要包括分布式控制系統(tǒng)(DCS)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)可編程邏輯控制(PLC)和消防火災報警系統(tǒng)等四個不同類型的控制系統(tǒng)[1]。工業(yè)控制系統(tǒng)被廣泛應用到各個領域,例如電力、交通、水利以及工業(yè)領域等,實現(xiàn)對重點生產(chǎn)設備的運行控制。工業(yè)控制系統(tǒng)一旦受到網(wǎng)絡攻擊遭到破壞,就會導致工業(yè)生產(chǎn)受阻,直接影響產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展,也會對國家的安全和經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重影響[2]。所以,在工業(yè)領域?qū)嵤┛刂葡到y(tǒng)的時候,必須對可能發(fā)生的網(wǎng)絡系統(tǒng)安全問題進行有效的排查,并且進行科學的管理,進而提高工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的運行可靠性和安全,確保工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全隱患

2.1系統(tǒng)被入侵。工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡在沒有授權的情況下被入侵是最為常見的安全隱患問題,入侵者在沒有得到授權的情況下可以非法使用工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡中的計算機,并且可以隨意查看和下載各種網(wǎng)絡資源和數(shù)據(jù),對工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的安全運行造成巨大影響。入侵者如果對工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的運行參數(shù)進行修改,同時網(wǎng)絡管理者又沒有及時發(fā)現(xiàn)入侵問題的話,工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的運行很可能進入癱瘓狀態(tài),進而造成工業(yè)生產(chǎn)的間斷。城市的供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及供氣系統(tǒng)均可能發(fā)生運行故障,會對城市經(jīng)濟和人們的生命安全造成嚴重威脅[3]。2.2拒絕服務攻擊。隨著計算機技術的普遍應用,工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的功能越來越多,受到的服務請求種類也逐漸增多。在此情況下,如果工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡受到拒絕服務攻擊,系統(tǒng)的各項功能則會在短時間內(nèi)受到影響而無法實現(xiàn),從而使得網(wǎng)絡帶寬、計算機處理能力或者連接數(shù)等基礎的服務請求得不到回應,導致工作網(wǎng)絡控制系統(tǒng)癱瘓。拒絕服務攻擊是一種十分難以防范的網(wǎng)絡安全問題,因為它的攻擊目標十分多,而且攻擊途徑多種多樣,例如服務器、交換機、防火墻以及其它網(wǎng)絡設備都可能受到拒絕服務攻擊。2.3病毒攻擊。病毒攻擊是利用工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的漏洞,通過編寫的病毒代碼對系統(tǒng)中的某些驅(qū)動程序進行數(shù)字簽名的偽造,從而入侵到工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中并進行全面的傳播。病毒攻擊是一種影響最大的安全隱患問題,病毒可以突破工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的局域網(wǎng)物理限制,對系統(tǒng)的功能和運行造成嚴重破壞,惡意損壞工業(yè)基礎設施。所以,針對病毒攻擊的安全與管理是最為重要的一環(huán),是確保工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全運行的關鍵,應該得到相關部門的重視,并且采取積極、有效的應對措施進行防護,降低病毒攻擊的概率。

3工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全與管理策略

3.1實施分區(qū)分層級管理。在對工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡進行全面管理的過程中,除了要清晰界定互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)以及工業(yè)控制網(wǎng)絡的邊界以外,還應該對工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡實施分區(qū)分層級管理,將其按照功能的不同分為若干的分區(qū),從而可以使用不同的網(wǎng)絡安全與管理技術對分區(qū)進行安全防護[4]。另外,工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中不同分區(qū)的電腦主機之間也需要進行訪問的限制,以免其中一臺主機受到外來攻擊后擴大攻擊范圍,有效的將網(wǎng)絡安全問題控制在小范圍內(nèi),有助于安全問題的篩查和處理,減少了工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)安全與管理的成本,提高了管理效率。3.2合理使用白名單技術。隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展,基于網(wǎng)絡安全問題的各種主動防御技術也獲得了良好的發(fā)展,并且在工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡中獲得了廣泛的應用。其中,白名單主動防御技術是比較常見的一種,該技術的工作原理是利用提前寫好的協(xié)議規(guī)則去限制了不同網(wǎng)絡之間的信息交互,通過分析約定協(xié)議的特征和端口限制的方式,在根源上制止了未知來源軟件的安裝與運行,從而加強了對工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全防護。白名單主動防御技術在應用的過程中不但涉及到防火墻軟件的設置,而且對網(wǎng)絡的操作者身份也做出了嚴格的規(guī)定。例如,網(wǎng)絡設備操作者需要使用指定的U盤、電腦設備等,同時在使用網(wǎng)絡的時候還需要認定管理人員的身份信息,任何沒有得到過授權的行為都將會被白名單所拒絕。3.3充分利用物理隔離技術安全生產(chǎn)。物理隔離技術最早的應用是解決涉密網(wǎng)絡和非涉密網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)安全傳輸問題,該技術誕生時間比較早,應用經(jīng)驗比較豐富,因此具有很高的應用價值,被廣泛的應用在電力、金融、保險以及稅務等多個行業(yè)或者部門中,擁有較好的安全防護作用。物理隔離技術在工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡中的應用主要是采用“2+1”的三模塊結構,通過一個隔離單元連接兩個主機系統(tǒng),在總線技術的支持下建立一條數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩ǖ?。物理隔離技術僅僅為工業(yè)控制系統(tǒng)提供了通信功能,而沒有提供上網(wǎng)功能,因此比較適合內(nèi)部辦公網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡控制的應用[5]。3.4通用防火墻軟件。工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡可以通過使用防火墻軟件來制定不同的安全防護規(guī)則,從而對系統(tǒng)之間、控制設備之間的數(shù)據(jù)傳遞進行有效控制。防火墻軟件的使用需要建立在網(wǎng)絡連通的前提下,通過更改規(guī)則和分析協(xié)議,將一些對管理較為敏感或者不安全的信息進行主動的過濾和限制,對未經(jīng)授權的行為進行訪問限制。工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡如果需要使用多個防火墻的時候,應該使用不同品牌的防火墻軟件,由于每個防火墻軟件的設計原理都是不同的,聯(lián)合使用會提高安全防護的有效性,對外部攻擊者造成較大的困難。3.5入侵預防系統(tǒng)。入侵預防系統(tǒng)簡稱“IPS”,是一種比較先進的計算機網(wǎng)絡安全防護系統(tǒng),同時也是對防火墻和殺毒軟件的有效補充[6]。它可以對網(wǎng)絡或者網(wǎng)絡設備中的資料傳輸行為進行實時監(jiān)視,可以對一些異常的或者具有攻擊性的網(wǎng)絡資料傳輸行為進行及時的中斷和隔離,以此減少網(wǎng)絡安全問題的發(fā)生。與防火墻和殺毒軟件相比,入侵預防系統(tǒng)側(cè)重于網(wǎng)絡安全的前期預警,無需網(wǎng)絡管理者對其進行定期的維護和更新,是一種比較有效的應對措施。除此之外,私有云、遠程訪問限制以及應急響應機制等也是應用效果較好的入侵預防機制,均可以起到防護網(wǎng)絡安全的作用。

4結語

總之,工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全與管理措施有很多種,在具體應用的過程中要結合企業(yè)規(guī)模、系統(tǒng)運行現(xiàn)狀和網(wǎng)絡環(huán)境而定,同時也要采用多種管理措施聯(lián)合應用的模式,提高安全防護的等級,進而全面加強工業(yè)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的運行安全與管理,保證其運行穩(wěn)定。

參考文獻:

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[3]施驊.工業(yè)控制系統(tǒng)安全管理和技術防護策略[J].城市建設理論研究(電子版),2017(02):212.

[4]何歡.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代工業(yè)控制系統(tǒng)安全現(xiàn)狀與策略研究[J].卷宗,2017(19).

[5]柏東明,曾麗花,馮梅,等.工業(yè)控制網(wǎng)絡安全防護探究[J].信息系統(tǒng)工程,2019,304(04):152-153+155.

[6]龔海霞.對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全及防護策略的研究[J].數(shù)字化用戶,2019,025(013):101,111.

作者:王紅崗 單位:蒲城清潔能源化工有限公司