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工业制造网络安全

发布时间: 2025-01-13 04:45:50

Ⅰ 工业互联网安全包括什么

工业互联网安全防护内容包括:
设备安全
设备安全包括工厂内单点智能器件、成套智能终端等智能设备的安全,以及智能产品的安全,具体涉及操作系统 / 应用软件安全与硬件安全两方面。
工业互联网的发展使得现场设备由机械化向高度智能化转变,并产生了嵌入式操作系统微处理器应用软件的新模式,这就使得未来海量智能设备可能会直接暴露在网络中,面临攻击范围扩大、扩散速度增加和漏洞影响扩大等威胁。
工业互联网设备安全具体应分别从操作系统 / 应用软件安全与硬件安全两方面出发部署安全防护措施,可采用的安全机制包括固件安全增强、恶意软件防护、设备身份鉴别、访问控制和漏洞修复等。
控制安全
控制安全包括控制协议安全、控制软件安全及控制功能安全。
工业互联网使得生产控制由分层、封闭、局部逐步向扁平、开放、全局方向发展。其中在控制环境方面表现为 IT 与 OT 融合,控制网络由封闭走向开放;在控制布局方面表现为控制范围从局部扩展至全局,并伴随着控制监测上移与实时控制下移。上述变化改变了传统生产控制过程封闭、可信的特点,造成安全事件危害范围扩大、危害程度加深,以及网络安全与功能安全问题交织等。
对于工业互联网控制安全,主要从控制协议安全、控制软件安全及控制功能安全三个方面考虑,可采用的安全机制包括协议安全加固、软件安全加固、恶意软件防护、补丁升级、漏洞修复和安全监测审计等。
网络安全
网络安全包括承载工业智能生产和应用的工厂内部网络、外部网络及标识解析系统等的安全。
工业互联网的发展使得工厂内部网络呈现出 IP 化、无线化、组网方式灵活化与全局化的特点,工厂外部网络呈现出信息网络与控制网络逐渐融合、企业专网与互联网逐渐融合、产品服务日益互联网化的特点。这就使得传统互联网中的网络安全问题开始向工业互联网蔓延,具体表现为以下几方面:工业互联协议由专有协议向以太网(Ethernet)或基于 IP 的协议转变,导致攻击门槛极大降低;现有的一些工业以太网交换机(通常是非管理型交换机)缺乏抵御日益严重的 DDoS 攻击的能力;工厂网络互联、生产、运营逐渐由静态转变为动态,安全策略面临严峻挑战等。此外,随着工厂业务的拓展和新技术的不断应用,今后还会面临由于 5G/SDN 等新技术引入、工厂内外网互联互通进一步深化等带来的安全风险。
网络安全防护应面向工厂内部网络、外部网络及标识解析系统等方面,具体包括网络结构优化、边界安全防护、接入认证、通信内容防护、通信设备防护、安全监测审计等多种防护措施,构筑全面高效的网络安全防护体系。
应用安全
工业互联网应用主要包括工业互联网平台与软件两大类,其范围覆盖智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等方面。目前工业互联网平台面临的安全风险主要包括数据泄露、篡改、丢失、权限控制异常、系统漏洞利用、账户劫持和设备接入安全等。对软件而言,最大的风险来自安全漏洞,包括开发过程中编码不符合安全规范而导致的软件本身的漏洞,以及由于使用不安全的第三方库而出现的漏洞等。
相应地,应用安全也应从工业互联网平台安全与软件安全两方面考虑。对于工业互联网平台,可采取的安全措施包括安全审计、认证授权和 DDoS 攻击防护等。对于软件,建议采用全生命周期的安全防护,在软件的开发过程中进行代码审计,并对开发人员进行培训,以减少漏洞的引入;对运行中的软件定期进行漏洞排查,对其内部流程进行审核和测试,并对公开漏洞和后门加以修补;对软件的行为进行实时监测,以发现可疑行为并进行阻止,从而降低未公开漏洞带来的危害。
数据安全
数据安全包括生产管理数据安全、生产操作数据安全、工厂外部数据安全,涉及采集、传输、存储、处理等各个环节的数据及用户信息的安全。工业互联网相关的数据按照其属性或特征,可以分为四大类:设备数据、业务系统数据、知识库数据和用户个人数据。根据数据敏感程度的不同,可将工业互联网数据分为一般数据、重要数据和敏感数据三种。随着工厂数据由少量、单一和单向向大量、多维和双向转变,工业互联网数据体量不断增大、种类不断增多、结构日趋复杂,并出现数据在工厂内部与外部网络之间的双向流动共享。由此带来的安全风险主要包括数据泄露、非授权分析和用户个人信息泄露等。
对于工业互联网的数据安全防护,应采取明示用途、数据加密、访问控制、业务隔离、接入认证、数据脱敏等多种防护措施,覆盖包括数据采集、传输、存储和处理等在内的全生命周期的各个环节。

Ⅱ 工业互联网解决方案核心4项内容

工业互联网解决方案核心4项内容分别是:数据采集与分析、工业网络安全、智能化生产流程、远程监控与维护。

首先,数据采集与分析是工业互联网的基础。在现代工业生产中,大量的传感器和执行器被部署在各种设备上,实时收集温度、压力、流量等数据。这些数据经过分析后,能够提供有关设备状态、生产效率等关键信息。例如,在一条自动化生产线上,通过收集各个节点的数据,可以精准地判断哪些环节存在瓶颈,从而进行优化,提高生产效率。

其次,工业网络安全是确保工业互联网稳定运行的关键。随着工业系统的网络化,数据安全和网络安全问题日益凸显。工业互联网解决方案需要提供强大的安全防护措施,包括数据加密、访问控制、入侵检测等,以保护工业控制系统免受恶意攻击。比如,在电力行业中,电网的稳定运行直接关系到国民经济的命脉,因此电网的工业互联网解决方案必须包含高级别的安全防护措施。

再者,智能化生产流程是工业互联网的核心价值之一。通过引入先进的算法和人工智能技术,工业互联网能够实现对生产流程的智能化管理和优化。例如,在汽车制造业中,通过工业互联网实现的智能化生产流程可以自动调整机器人臂的工作路径,以减少不必要的移动,提高装配效率。

最后,远程监控与维护是工业互联网解决方案的重要组成部分。借助互联网技术,工程师可以远程监控设备的运行状态,甚至在设备出现故障前进行预防性维护。这不仅降低了维护成本,还大大提高了设备的运行效率和寿命。例如,风力发电机组通常位于偏远地区,通过工业互联网技术,维护人员可以在控制中心远程监控机组的运行状态,及时发现并解决问题,从而减少了现场维护的频率和成本。

Ⅲ 零信任网络助力工业互联网安全体系建设

随着云计算、大数据、物联网、5G、边缘计算等IT技术的快速发展,支撑了工业互联网的应用快速落地。作为“新基建”的重点方向之一,工业互联网发展已经进入快轨道,将加速“中国制造”向“中国智造”转型,并推动实体经济高质量发展。

新型 IT 技术与传统工业 OT 技术深度融合,使得工业系统逐步走向互联、开放,也加剧了工业制造面临的安全风险,带来更加艰巨的安全挑战。CNCERT 发布的《2019 年我国互联网网络安全态势综述》指出,我国大型工业互联网平台平均攻击次数达 90 次/日。

工业互联网连接了大量工业控制系统和设备,汇聚海量工业数据,构建了工业互联网应用生态、与工业生产和企业经营密切相关。一旦遭入侵或攻击,将可能造成工业生产停滞,波及范围不仅是单个企业,更可延伸至整个产业生态,对国民经济造成重创,影响 社会 稳定,甚至对国家安全构成威胁。

近期便有重大工业安全事件发生,造成恶劣影响,5 月 7 日,美国最大燃油运输管道商 Colonial Pipeline 公司遭受勒索软件攻击,5500 英里输油管被迫停运,美国东海岸燃油供应因此受到严重影响,美国首次因网络攻击而宣布进入国家紧急状态。

以下根据防护对象不同,分别从网络接入、工业控制、工业数据、应用访问四个层面来分析 5G 与工业互联网融合面临的安全威胁。

01

网络接入安全

5G 开启了万物互联时代,5G 与工业互联网的融合使得海量工业终端接入成为可能,如数控机床、工业机器人、AGV 等这些高价值关键生产设备,这些关键终端设备如果本身存在漏洞、缺陷、后门等安全问题,一旦暴露在相对开放的 5G 网络中,会带来攻击风险点的增加。

02

工业控制安全

传统工业网络较为封闭,缺乏整体安全理念及全局安全管理防护体系,如各类工业控制协议、控制平台及软件本身设计架构缺乏完整的安全验证手段,如数据完整性、身份校验等安全设计,授权与访问控制不严格,身份验证不充分,而各类创新型工业应用软件所面临的病毒、木马、漏洞等安全问题使原来相对封闭的工业网络暴露在互联网上,增大了工控协议和工业 IT 系统被攻击利用的风险。

03

数据传输及调用安全

云计算、虚拟化技术等新兴IT技术在工业互联网的大规模应用,在促进关键工业设备使用效率、提升整体制造流程智能化、透明化的同时,打破原有封闭自治的工业网络环境,使得安全边界更加模糊甚至弱化,各种外来应用数据流量及对工厂内部数据资源的访问调用缺乏足够透明性及相应监管措施,同时各种开放的 API 接口、多应用的的接入,使得传统封闭的制造业内部生产管理数据、生产操作数据等,变得开放流动,与及工厂外部各类应用及数据源产生大师交互、流动和共享,使得行业数据安全传输与存储的风险大大增加。

04

访问安全

工业互联网核心的各类创新型场景化应用,带来了更多的参与对象基础网络、OT 网络、生产设备、应用、系统等,通过与 5G 网络的深度融合,带来了更加高效的网络服务能力,收益于愈发灵活的接入方式,但也带来的新的风险和挑战,应用访问安全问题日益突出。

针对上面工业互联网遇到的安全问题,青云 科技 旗下的 Evervite Networks 光格网络面向工业互联网行业,提出了工业互联网 SD-NaaS(software definition network & security as a service 软件定义网络与安全即服务)解决方案,依托统一身份安全认证与访问控制、东西向流量、南北向流量统一零信任网络安全模型架构设计。工业互联网平台可以借助 SD-NaaS 构建动态虚拟边界,不再对外直接暴露应用,为工业互联网提供接入终端/网络的实时认证及访问动态授权,有效管控内外部用户、终端设备、工厂工业主机、边缘计算网关、应用系统等访问主体对工业互联网平台的访问行为,从而全面提高工业互联网的安全防护能力。帮助企业利用零信任网络安全防护架构建设工业互联网安全体系,让 5G、边缘计算、物联网等能力更好的服务于工业互联网的发展。

基于光格网络 SD-NaaS 架构的工业互联网安全体系大体可以分四个层面:

基于统一身份认证的网络安全接入

首先 SD-NaaS 平台引入零信任安全理念,对接入工业互联网的各类用户及工控终端,启用全新的身份验证管理模式,提供全面的认证服务、动态业务授权和集中的策略管理能力,SD-NaaS 持续收集接入终端日志信息,结合身份库、权限数据库、大数据分析,身份画像等对终端进行持续信任评估,并基于身份、权限、信任等级、安全策略等进行网络访问动态授权,有力的保障了 5G+ 工业互联网场景下的终端接入的安全。

最小权限,动态授权的工业安全控制

其次针对工业互联网时代下的工控网络面临的安全隐患,SD-NaaS 零信任网络平台提出全新的控制权限分配机制, 基于“最小化权限,动态授权”原则,控制权限判定不再基于简单的静态规则(IP 黑白名单,静态权限策略等),而是基于工控管理员、工程师和操作员等不同身份及信任等级,控制服务器、现场控制设备和测量仪表等不同终端的安全策略,不同工控指令权限,结合大数据安全分析进行动态评估及授权,实现工业边界最小授权,精细化的访问控制。以此避免工业控制网络受到未知漏洞威胁,同时还可以有效的阻止操作人员异常操作带来的危害。

端到端加密,精细化授权的数据防护

工业生产中会产生海量的工业数据包括研发设计、开发测试、系统设备资产信息、控制信息、工况状态、工艺参数等,平台各应用间有大量的数据共享与协同处理需求,SD-NaaS 平台提供更强壮的端到端数据安全保护方法,通过实时信任检测、动态评估访问行为安全等级,建立安全加密隧道以保障数据在应用间流动过程的安全可靠。同时生产质量控制系统、成本自动核算系统、生产进度可视系统等各类工业系统之间的 API 交互,数据库调用等行为,SD-NaaS 平台可实现细颗粒度的操作权限控制,对所有的增删改查等动作进行行为审计。

采用应用隐藏和代理访问的应用防护

最后 SD-NaaS 平台采用 SDP 安全网关和 MSG 微分段技术实现工业互联网平台的应用隐身和安全访问代理,有效管理工业互联网平台的网络边界及暴露面,并基于工程师、操作员、采购、销售、供应链等不同身份进行最细颗粒度的动态授权(如生产数据,库存信息,进销存管理等),对所有的访问行为进行审计,构建全方位全天候的应用安全防护屏障。

基于光格网络 SD-NaaS 解决方案,我们在工业视觉、智能巡检、远程驾驶、AI 视频监控等场景实现安全可靠落地;帮助企业在确保安全的基础上,打造支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台,利用工业互联网平台 探索 工业制造业数字化、智能化转型发展新模式和新业态。

SD-NaaS 最佳实践:

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Ⅳ 工业信息网络面临的威胁和解决办法

工业控制系统广泛运用于工业、能源、交通、水利以及市政等领域,用于控制生产设备的运行。一旦工业控制系统信息安全出现漏洞,将对工业生产运行和国家经济安全造成重大隐患。随着计算机和网络技术的发展,特别是信息化与工业化深度融合以及物联网的快速发展,工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件,以各种方式与互联网等公共网络连接,高度信息化的同时也减弱了控制系统及SCADA系统等与外界的隔离,病毒、木马等威胁正在向工业控制系统扩散,工业控制系统信息安全面临的威胁越来越大。
怎样解决工业信息网络安全面临的威胁我认为主要有以下几个方面
1:加强重视程度,严格管理,规范现场造作人员的使用细则。
2:在硬件方面加大投入,使用一些工业网络安全防护设备,例如力控工业安全网关
3:设计合理的网络架构