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工业控制网络安全防御体系的关键技术研究

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从工业控制网络特殊的安全防护要求出发,分析了工控网络安全防护存在的问题以及危害,针对目前亟待解决的工控网络通信的协议安全性、工控网络的风险评估与预测以及工控网络的态势分析的关键技术进行了详尽分析,对于丰富工业控制网络的安全防护理论体系,指导工业控制网络的安全防护建设工作有着重要的现实意义.

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2019年1月

Jan．，2019

中国管理信息化

China

Informationization

第22卷第1期

Management

V01．22，No．1

工控制网安全防御体系的关技研究

李平1，李程程2

(1．山

星石油化工集有限公司，山广 257335；

程控制技股份有限公司，山青 266101)

2．青海天

[摘

要】从工控制网特殊的安全防要求出。分析了工控网安全防存在的

工控网通信的安全性、工控网估与以及工控网分析的关

控制网的安全防体系，指控制网的安全防工作有着重要的

]工控制；网安全：

以及危害，

目前亟待解决的

的

技

意

行了尽分析。于丰富

工

理

工

建

。

[关

估

doi：10．39691]．i8sn．1673— 0194．2019．01．080

[中号】TN915．08

分

[文献

】A

[文章号]1673— 0194(2019)01— 0186--04

工

控制网的安全防御体系的概述

正面着日

性

重的安全威。由于流程工控制网 (0T)的

近期

工

控制网的有

、有目的的攻事件的

、运行可靠性要求高．使得工控制网的安全防御

繁出，如“震网”及

克

网攻事件等[1“，工控制网

技

超

作

的I，r信息安全保

80％的关信息基施依靠工控制网

国家信息关

技

有

大不同阳】。另外，目前

来

自化

．工控制网

已

成

基

施的重要

[收稿日期]2018— 08— 10

数字j燹案

构

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工

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人^靠■·

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．．— Illl■■— — — — ■■●■■■■■■■I■

⋯

㈣’

消防盛瓤

13系流程

田公司的急救援工作来高效的响

基．在今后的急救

从

急救援工作的重要性和期性来看．系

在必

方式的管理存在

案系

案如何数字化行了

援工作中．其用价将得以体．同也将推本行向更高

的方向展．

行。随着国内各行安全工作的不断深化，

重大缺陷．不利于有效响和快速置．必

施

急

的数字化建

与

用．因此本文

急

主要参考文献

有效的探索，从理上构建了数字化案的构模型、系功能

模型．描述了基于数字化案的急系的决策流程．探了构

[1]翟丹妮．急平台中数字化案系

2008(1)．

建

的研究[J]．中国公共安全，

建系体系框架中

案数字化管理的目的。

目前．新疆油田公司开展了数字化案管理系的研

案

的形式化表方式．从而

急

[2] 新，汪永明．数字化火救援

境学，2004(1)．

案制及用技研究[J]．安全与

工

作。相信随着数字化案管理系的建成用．必定会新疆油

186|cHlNA MANAGEMENT INFORMATIONIZATION

万方数据

信息技与用

成部分，其安全已关系到国家的略安全。随着信息化与工

化

．如Modbus／】陀P、Profinet、DNP3、OPC等可能存在漏洞，攻

者可利用漏洞送非法控制命令．又由于通信程不具加密、

功能和完成情况保．存在被窃听、装、改、抵和重放

深度融合以及物网的快速展．工控制网品越来越多

地采用通用

公共网

、通用硬件和通用件．以各种方式与互网等

接．致病毒、木等威正在向工控制网

的

15】．可

工

控制网及其有通信

及

的安全性

散，其网安全

日益突出。由于工控制系厂家其通信

亟待解决。在我国关

OPC通信服．而大量的OPC Server往往使用弱安全

制．以及．因此。 OPC安全研究具有一定

基

施的大型DCS中，普遍采用

是封的．其安全性直接威我国的“中国制造2025”国家

机

划的安全性．因此．

研究得更加迫切。

工

控制网安全防御的一些关

技

的

授服

的意

．

工

控制网的安全防御体系的状与亟待解决的

按照工信部338号文件(-r 控制网安全防指南》的指

．工采用指令防火．其要求不可以

我国的工化与信息化在正在深度融合段．工

控

建

工

制网在保需求、响

与更新周期等方面的要求之信

深度解析OPC

OPC客端之

到指令

商的

．而且可以跟踪OPC服器和

端口．最小化开放生控制网的端

息网存在大的不同．使得目前面向信息网的安全防御理

与技不能直接用到工控制网的安全防御之中．目前

D．同

OPC客端与OPC服器之的指令

求

行

在工控制网的安全防御建工作中．以下几方面的

亟

．

于不符合安全要求的操作指令行截和警．并

待解决：

OPC 行写入控制．

OPC 向只控制．些安全措施

的工控制网的网安全．

可以极大提升了基于OPC

(1)与工控制网相关的安全防御理体系有待一步

的完善。国家控制网的安全防御的相关准、解决

的理与体系亟待完善。

面

工

指令

工

防火

(1) 控OPC网和服器：在通信

器分配的通信所需要的TCP端口号．尽可能少地打开防火

OPC

的安全性．采取的关

技

：

，

跟踪OPC

(2)缺乏

控制网

工控制网安全防御的相关技手段。由于

服

工

于运行的

性与响

等方面的要求

的端口．允数据接通的同尽可能关所有未使用的

高．有于信息网的要求．研究

及技非常必要．

工

控制网的安全防御

端口。

理

(2) OPC客端与OPC服器之

，同 OPC可行写入控制．

的指令求

(3) 于来自工控制网内部的各

攻

行

的防范能

来自

行

OPC 向只

力仍不足．有的工控制网安全防御防范主要

控制．

网

外部的攻

行

．

于来自网内部的威缺乏安全保

(3)使用OPC— UA：OPC— UA

的数据是可加密的。并

机制。

通信接和数据本身都可

以保从原始

安全控制。种新的安全种可

(4) 于工控制网

的管理与控能力不足。目

到MES、ERP系的各种数据的可靠

。

前

大多数的工控制网中并没有于其

控机制．容易受到攻

(5)缺乏于工控制网运行状

正在生的攻制止攻者的最佳机。

(6)缺乏于工控制网事件做出及

的能力。尽管相关部国家关

急指南．一些危害需要用判断。耽了工控制网恢复

正常运行所需要的．造成大。

在我国，构建一个工控网境可信、网

运行可控的工控制网防御体系．于工控制网

安全保工作来具有至关重要的理

安全防御体系的关研究

的管理与

(4)采取增安全措施：可将OPC服器隔离到只包含授

的唯一分区中，并采用“分区加固、身份 ”技．达到

深防御的目的。

。

的

感知：无法

行

．

(5)通信内容加密技：所有通信的内容都被加密后

防火收到的信息行解密后再行通信

容的深度

3．2工控制网

，

攻

响

与反制

工

和内

基

施的安全事故制定

。

的

估技

了

失

目前“工控制网安全是一

工控界的广泛的可和接受．作

估也越来越受到大家的重．但在

需要正和解决一些模糊概念和

(1)目前国内缺乏具有自主知

系

工程”的点已得到了

状

可知、网

工程的基和前提的

作

的

域的研究、

展

程中

工

建

与

意

。

：

技

、比

系

地

控制网

系

安全

估准和体系．

根据工信部布的《工控制网安全防指南》的建

．

在工控安全体系建中．需要建一个完整的工控系安全防

体系，包括：工控信息安全管理、工控安全估、工控网

安全防以及相的管理制度等．确保工控制网信息的安

(2)工控网

个相当重要而又是最解决的方面．目前缺乏系性的指南。

(3) 工控网估工具比缺乏．市上关于信息

估比成熟的品很少．工控网

估

程的主性是影响

估

果的一

全。其中．有几

3．1工控制网

关

技

亟待研究并践。

安全

估相关的

安全性研究

工具更是乏。

工

目前工控制网一直使用着

复

的

有封通信

控制网

的

估目前尽管有GB／T33009一

CHINA MANAGEMENT INFORMATIONIZATION，1

万方数据

信息技与用

生

数据失。

渗透

2016(-I-

自

化和控制系

网

安全》系列准，但是工控网

系

的敏感性和效性都要求比高．因此技性的

估

作

估的有效工具方法．其直

性

而易

．但是正所凡事有利就有弊．渗透

估中尤其重要。如果渗透人

的程控制在工控系

在使用程中．需要做好充分的

描原上不能直接用于工控系．而是通

者停上漏的方式行。工控系行在漏洞

和

置

案．如漏洞

在

用系

或

描

工控系了解不足，在

系

渗透程中有操作行

．将成了攻

控制网

生．那么很可能来直接的安全

。

生

灾

很可能造成生异常．在方面是有很多真案例：某一安全厂

商受邀国内某著名火的工控系估．由于使

集

做

工

估的特殊性．比

用的流程模

型

1所示。

用在的漏洞描方式．致数据采集服器宕机，从而造成关

分析

段

算

1工控制网

研究

估的流程

3．3工控网安全事件关分析与

随着工控网模的迅速增大．网的异构性和复性日

益增．黑客技的快速展。使得工控网的安全

巨大的挑了保障工控网的安全．就需要已有的工控网

信息行分析．将来的网．根据

果作出的策略．减少因网安全而造成的失[6]。

了保控制网的安全运行．在工控制网

中广泛使用了工防火、IDS、漏洞描系、安全

技

理．合考

网

安全事件的关性。相同的和相近的网

警和漏警概率，有利于

的准确性和高效性。常的关

方法有告警关、因果关、属性关等。

事件行合并。去掉冗余。减少

提高网安全状估和

面

着

．

工控网安全

分析技首先要各种

网

安全性有

状

行

影响的网要素

行

和

得。影响网安全的要素非常广

工

系

泛，既有

上的，也有空上的。要素行采集和得之后，

系

等

要

些安全信息均采用分、合并、关等信息分析手段

行

得

安全

。每种网安全

在使用中都能生很多的安全事

信息融合．然后融合后的安全信息

行合分析与估．

当前网的整体安全状信息．最后根据已有的网安全

件信息．由于

些

存在功能一，各自政。不能同工作

的特点．所以生的些安全事件信息中含有大量的重复

警

信息

网

未来的安全

行

。

和

警。同由于工控网的异构性和复性．网安全事件

生的网安全数据由于来源不同、采集方式不同。

安全分析工作，主要由以下关部分构成：

多种多

。

(1)

要素的取：采集和取相关境中的重要信息和

具有不确定性、不完整性、异性和模糊性的特点。了更好地

安全事件行分析和理．就需要安全数据

索．得原始

数据．

是

行

估和

的前提和

网

行

基

．

188}CHINA MANAGEMENT INFoRMATIONlzATloN

万方数据

2019年1月

Jan．，2019

中国管理信息化

China

Informationization

第22卷第1期

V01．22．No．1

Management

石化

平台升方案的施及故障浅析

茜．魏博

(

石化公司，西成阳712000)

[摘要]

石化公司信息

基于SPS、WSS平台行升改造，本文介了平台的体架构和核心功能，分析了

均衡、双机等几个关行了介了信息平台运行中出的故障，并

平

出

台的相关技

。

DIV+CSS、

技

，

了

理方法。

】信息

[关

：DIV+CSS：故障

9．01．081

doi：10．3969／j．issn．1673— 0194．201

[中

分

号]7IP311

[文献

[文章号]1673— 0194(2019)01— 0189-04

前言

RPS

量

200GB．

文档

上

32400篇／年，其平均每13

石化公司信息

据量逐年上升，在生

系

建成用以来．用数量和数

800次，高峰段的

随着用深入．系

800次。

件平台、部分用功能已不适

、

、管理等方面

着13益重要的作

展和运行

用的

要求．出越来越多的

，如没有容灾份、

用。截至2010年6月，主

的日

量接近800次／13，数据

无

服

器、部分网

速度比慢等。此需要

平台升工作。

[收稿日期]2018— 08— 10

行升改造．于2012年启

才能有效地行危

策略安全．否将不能

的安全。

估．才能在危

估基上采取有效的

(2)

之

理解：整合采集到的原始的

的相关性。

估：根据已确定的指体系，定性定量的分析

数据和信息，分析

它

网

施“深度防御”。保

网

(3)

当前的安全状

(4)

。

找薄弱

，并出相的解决方案。

：根据

境相关原始信息的理解和分析，

工

控制网

作

关系到国民生的关

基

施的重要

支柱．其控制网安全

一直受关注。本文从工控制网

了工控制网安全的通信的

事物的未来展状

和

．

是网

研究的极目

。

的安全

出

．重点

估以及

安全性、

分析等关

技

，

一步保障工

控制网安全的研究展了思路。

主要参考文献

[1]王玉敏．工控制系信息安全防能力介 [J]．自化博，2015

(11)：58— 60．

[2]伊

工

，戴中，彭勇，等．化行工控制系信息安全分析[J]．

控制算机，2014，27(10)：1-3．

[3]魏可承，李斌，易文，等．工控制系信息安全防体系划研究

[J]．自化及表，2015，36(2)：49— 52．

2工控制网

网

分析体系中．由网

分析察、理解和

估．最后将

安全分析体系

[4]邸清，高洋，丰．国内外工控制系信息安全准研究[J]．信息

安全研究，2016，2(5)：435— 441．

在如 2所示的

感器收集网

境信息。网安全

行

，然后根据

[5] 展，潘衡，蒋．OPC

APROS与DCS半物仿真系的

分析的

果

行网

威

估

果提供决策

通信[J]．化工自化及表，2017，44(4)：392— 396．

．分散控制系信息安全方案探 [J]．石油化工自化，2017，53

行决策的行。因此，网安全

分析在

网

安全防

分析，

[6]

体系中起着非常重要的作用。只有通

、准确的

(3)：1--4．

CHINA MANAGEMENT INFORMATIONIZATION|189

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