当前，工业控制系统与物联网、互联网呈现出深度融合的态势，这既大幅提升了工业控制系统的智能化、信息化程度，也引发了一系列新的安全挑战。针对工控系统的各类新型攻击技术和手段层出不穷，对国家安全、经济发展和社会稳定等产生了严重影响，引起了世界各国政府的高度重视。例如，震网病毒、火焰病毒、BlackEnergy等病毒已具有明确靶向攻击特征。在全球信息化背景下，网络空间政治化、军事化、经济化进程明显加快，网络空间已成为国际战略竞争的新制高点、经济发展的新支撑、国家主权的新疆域和军事斗争的新战场。

工控系统网络安全威胁分析

工控网络安全高危漏洞层出不穷。当前，工控安全漏洞类型呈现出多样化特征，对于业务连续性、实时性要求高的工控系统，无论是利用这些漏洞造成业务中断、获得控制权限还是窃取敏感生产数据，都将对工控系统造成极大的安全威胁。同时，由于工控漏洞的修复进度较为迟缓，全球新增的工控漏洞数量显著高于修复漏洞数量。究其原因，一方面在于供应商漏洞修复工作的优先级别较低，还要受到软件开发迭代周期的限制；另一方面在于工业企业出于维持业务连续性的考虑，及时更新和安装补丁的积极性不高。

工控安全漏洞呈逐年增加态势。根据美国工业控制系统网络紧急响应小组（ICS-CERT）统计报告，2015年漏洞总数为486个，2016年漏洞总数为492个。近年来，所收录的安全漏洞数量也持续走高。2018年1月至2018年5月，根据我国国家信息安全漏洞共享平台（CNVD）统计，信息安全漏洞总数达6730个，工业控制系统漏洞总数为190个，主要分布在能源、制造、商业设施、水务、市政等重点领域，涉及20多个工业相关产品。

暴露在互联网上的工控系统及设备有增无减。工业与IT的高度融合，信息技术（IT）和操作技术（OT）一体化迅速发展，越来越多的工业控制系统采用通用硬件和通用软件，并与企业网中运行的管理信息系统（如MES、ERP）之间实现了互联、互通、互操作，甚至可以通过互联网、移动互联网等直接或间接地访问，这就导致了从研发端、管理端、消费端、生产端等任意一端都有可能实现对工控系统的网络攻击或病毒传播，给工业控制系统（ICS）、数据采集与监视控制系统（SCADA） 等工业设施带来了更大的攻击面。工业控制系统涉及我国电力、水利、冶金、石油化工、核能、交通运输、制药以及大型制造行业，尤其是能源行业，一旦遭受攻击会带来巨大的损失。与传统IT系统相比较，II/OT一体化的安全问题把安全威胁从虚拟世界带到现实世界，可能会对人的生命安全和社会的安全稳定造成重大影响。

工控系统网络攻击难度逐渐降低。随着越来越多的工控系统暴露在互联网上，工控系统日益成为“众矢之的”，黑客有目的地探测并锁定攻击目标变得更加容易。加上针对工控系统的漏洞挖掘和发布与日俱增，大量工控系统安全漏洞、攻击方法可以通过互联网等多种公开或半公开渠道扩散，极易被黑客等不法分子获取利用。此外，某些网络武器库遭泄露埋下重大工业信息安全隐患。

工控系统自身安全不足。一是工业设备资产的可视性严重不足。工业设备资产可视性不足严重阻碍了安全策略的实施。要在工业互联网安全的保护中取胜，“知己”是重要前提。许多工业协议、设备、系统在设计之初并没有考虑到在复杂网络环境中的安全性，而且这些系统的生命周期长、升级维护少也是巨大的安全隐患。二是很多工控设备缺乏安全设计。在各类机床数控系统、PLC、运动控制器等所使用的控制协议、控制平台、控制软件等方面，在设计之初未考虑完整性、身份校验等安全需求，存在身份鉴别、访问控制不严格、配置维护不足、弱加密算法等安全隐患。三是设备联网机制缺乏安全保障。工业控制系统中的设备与网络相连，工业网络与办公网络连接，企业内部网络又与外面的云平台、第三方等进行网络连接，由此产生了网络数据传输安全、网络传输链路中软硬件设备安全、网络防护边界安全等安全需求。四是生产数据面临丢失、泄露、篡改等安全威胁。智能制造工厂内部生产管理数据、生产操作数据以及工厂外部数据等各类数据，不管是通过大数据平台存储、还是分布在用户、生产终端、设计服务器等多种设备上，都将面临数据丢失、泄露、被篡改等安全威胁。

工控系统网络安全防护

由于工控系统具有特殊性，相比传统信息系统具有5个方面的特性需求：一是可靠性需求，工控系统的可靠稳定运行是确保工业生产安全的基础；二是实时性需求，工控系统从过程数据的实时采集、传输到控制指令的下达执行，周期短，实时性要求较高；三是安全性需求，工业控制系统大量采用计算机及通信技术，在保障生产过程安全的同时，还需要能够抵御网络安全威胁；四是分布性需求，工控系统具有实时闭环控制的特性，采集、传输、控制等业务模块采用地理或空间位置上的分散布置方式，生产过程的实时性越高分布性越强；五是系统性需求，工控系统在时间上应具有时变性和连续性，在空间上具有分布参数和分布处理的特性，在技术上涉及技术领域和设备系统较多，在管理上涉及业务部门和层级较多，对系统性要求很高。

因此，实现工控系统的网络安全，应重点进行6个方面的安全防护：

一是建立体系、不断发展。要逐步建立工业控制系统网络安全防护体系，主要包括基础设施安全、体系结构安全、系统本体安全、可信安全免疫、安全应急措施、全面安全管理等，形成多维栅格状架构，并随着技术进步而不断动态发展完善。

二是分区分级、保护重点。根据工业控制系统的业务特性和业务模块的重要程度，遵循国家网络安全等级保护的要求，准确划分安全等级，合理划分安全区域，重点保护生产控制系统核心业务的安全。

三是网络专用、多道防线。工业控制系统应采用专用的局域网络（LAN）和广域网络（WAN），与外部因特网和企业管理信息网络之间进行物理层面的安全隔离，在与本级其他业务系统相连的横向边界，以及上下级工业控制系统相连的纵向边界，应部署高强度的网络安全防护设施，并对数据通信的七层协议采用相应安全措施，形成多道立体安全防线。

四是全面融入安全生产。应将安全防护技术融入工业控制系统的采集、传输、控制等各个环节各业务模块，融入工业控制系统的设计研发和运行维护；应将网络安全管理融入企业安全生产管理体系，对全体人员、全部设备、全生命周期进行全方位的安全管理。

五是管控风险、保障安全。工业控制系统安全直接影响生产过程安全，关乎国家安全和社会稳定，应全面加强网络安全风险管控，保障工业控制系统安全，确保工业控制系统安全稳定运行。

六是坚持“同步规划、同步建设、同步使用”原则。工业控制系统的建设应当确保其具有支持业务稳定、持续运行的性能，并保证安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用。

（来源：《保密科学技术》，作者： 李冰 / 国家信息技术安全研究中心；图片来源：百度图库）

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