工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查方法

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摘要：工業(yè)控制系統(tǒng)是涉及到國家重要關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，其信息安全問題關(guān)系到經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展、社會和諧穩(wěn)定及國家安全的各個方面。由于是信息化與工業(yè)化的深度融合，使得工業(yè)控制系統(tǒng)正逐步使用通用協(xié)議、通用操作系統(tǒng)、通用硬件和軟件，通過多種方式與管理網(wǎng)、因特網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)連接，甚至整個工業(yè)控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程終端可以進(jìn)行互連互通，使得工業(yè)控制系統(tǒng)極易遭受攻擊者的入侵，并帶來病毒、木馬等威脅，增加了工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全風(fēng)險(xiǎn)?；诠I(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作實(shí)踐，對檢查方法進(jìn)行新的研究。

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制系統(tǒng)，信息安全檢查，內(nèi)外結(jié)合順序，生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程

1按內(nèi)外結(jié)合順序檢查

現(xiàn)階段，在現(xiàn)場開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作時，按照相關(guān)的檢查表單逐一地對每項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行檢查，未對工業(yè)控制系統(tǒng)安全情況按照內(nèi)外結(jié)合的方式系統(tǒng)性地開展安全檢查工作，不能有效地發(fā)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)中存在的安全隱患以及可能造成的其他安全威脅?！皟?nèi)外結(jié)合順序”的檢查方式方法可以根據(jù)需求借鑒ISO／IEC62264－2013的層次結(jié)構(gòu)模型中的企業(yè)資源層、生產(chǎn)管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場控制層和現(xiàn)場設(shè)備層的內(nèi)容按照內(nèi)外結(jié)合順序開展安全檢查。在工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查中，首先需要進(jìn)行的是從外到內(nèi)的檢查，通過模擬攻擊者的行為對工業(yè)控制系統(tǒng)中涉及的企業(yè)資源層、生產(chǎn)管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場控制層和現(xiàn)場設(shè)備層實(shí)施模擬攻擊，以發(fā)現(xiàn)各個模型層中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)和從外到內(nèi)可能存在的攻擊路徑。同時，還需從工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)部開始，模擬攻擊者的行為對各個模型層開展安全檢查并實(shí)施安全測試，以發(fā)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)部中所存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。從外到內(nèi)開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作，類似于“黑盒”測試，它是通過測試來檢查每個模型層中的系統(tǒng)功能是否都能正常使用。在檢查中，把模型層看作是一個不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，對工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、防護(hù)設(shè)備、安全配置等進(jìn)行檢查測試，檢查系統(tǒng)的程序功能是否按照管理要求的規(guī)定正常使用，是否能夠適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息。從外到內(nèi)檢查是以外來者的角度，從輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系出發(fā)進(jìn)行檢查。由此，通過此種檢查方法發(fā)現(xiàn)各個模型層的安全要求是否存在不完善之處，是否能夠?qū)ν鈦碚叩陌踩珷顩r進(jìn)行仔細(xì)、全面地排查。從內(nèi)到外開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作，類似于“白盒”測試。它是通過了解工業(yè)控制系統(tǒng)現(xiàn)有的安全環(huán)境，對各個模型層中的系統(tǒng)功能進(jìn)行檢查。在檢查中，需要結(jié)合生產(chǎn)中的內(nèi)部環(huán)境和內(nèi)部特性，對工業(yè)控制系統(tǒng)的管理規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、防護(hù)設(shè)備、安全配置、物理環(huán)境等進(jìn)行檢查測試，檢查系統(tǒng)的各項(xiàng)安全要求是否按照管理要求規(guī)定進(jìn)行正常操作，是否對正常檢查的數(shù)據(jù)產(chǎn)生正常的輸出信息。從內(nèi)到外檢查是以內(nèi)部人員的角度，從日常生產(chǎn)操作流程中對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的合規(guī)性進(jìn)行檢查。通過此種檢查方法發(fā)現(xiàn)各個模型層中現(xiàn)有的工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全要求是否存在不合規(guī)之處，是否能夠?qū)?nèi)部人員的安全操作進(jìn)行檢查。在內(nèi)外結(jié)合的方式下，檢查企業(yè)資源層是否建立工廠基本生產(chǎn)制度、材料使用記錄、運(yùn)輸監(jiān)測、庫存數(shù)量以及人員操作管理等；檢查生產(chǎn)管理層是否有工作流程控制生產(chǎn)期望的產(chǎn)品、維護(hù)記錄和優(yōu)化生產(chǎn)過程、調(diào)度生產(chǎn)、細(xì)化調(diào)度過程等，以保證生產(chǎn)的可靠性；檢查過程監(jiān)控層是否對管理控制和自動控制生產(chǎn)過程、使用的軟件和設(shè)備進(jìn)行了監(jiān)控；檢查現(xiàn)場控制層是否利用控制單元對數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)過程進(jìn)行安全控制；檢查現(xiàn)場設(shè)備層是否對設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和操作過程進(jìn)行安全監(jiān)控。在開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查時，需要明確檢查各個模型層中的工業(yè)控制系統(tǒng)對象是哪些，檢查場所、范圍是如何界定，檢查時間是否符合生產(chǎn)的安全要素，檢查人員是否具備相關(guān)能力實(shí)施檢查，檢查方式是否會對原有生產(chǎn)線產(chǎn)生其他影響等。在對工業(yè)控制系統(tǒng)檢查工作調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對檢查過程中涉及的檢查內(nèi)容、檢查人員、檢查地點(diǎn)、檢查時間、檢查方式逐一進(jìn)行確認(rèn)，以達(dá)到企業(yè)開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查的目標(biāo)。同時，在檢查過程中，對發(fā)現(xiàn)能夠排除的某道管理或生產(chǎn)上的工序進(jìn)行取消；對發(fā)現(xiàn)的多道重復(fù)工序進(jìn)行合并以改善生產(chǎn)安全并提高效率；對發(fā)現(xiàn)的管理流程和生產(chǎn)流程順序是否滿足安全要求進(jìn)行重排，使其能有最佳的順序、除去重復(fù)；對復(fù)雜的管理和生產(chǎn)流程進(jìn)行簡化，在滿足安全要求的前提下，采用最簡單的方法及設(shè)備，以節(jié)省人力、時間及費(fèi)用，并能提高效率。工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作通過內(nèi)外結(jié)合的方式方法，能夠全方位地詳盡發(fā)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)和管理中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，促使企業(yè)能夠安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

2按生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程檢查

業(yè)務(wù)流程的基本構(gòu)成單元是業(yè)務(wù)活動，不同的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化將對業(yè)務(wù)活動狀態(tài)產(chǎn)生不同的影響。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作逐漸深入，對工業(yè)控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)目標(biāo)、性能、功能、成本、安全性等因素的詳細(xì)了解，對每一個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，精確度量工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)，使其在一定程度上能直接反映信息安全對業(yè)務(wù)的影響；同時，結(jié)合業(yè)務(wù)的發(fā)展，確定未來的安全需求，包括安全策略、安全體系結(jié)構(gòu)、安全管理、安全功能和安全設(shè)備等方面的改進(jìn)需求，更能促進(jìn)檢查的作用和效果。按照生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的先后順序、內(nèi)容、方式、責(zé)任等，在不同活動在不同崗位角色之間進(jìn)行防護(hù)的工業(yè)控制系統(tǒng)是否符合安全要求，從執(zhí)行者、管理者、決策者之間共同發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，從采購、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)保障工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全，以降低企業(yè)的運(yùn)營成本，提高對安全需求的響應(yīng)速度?；诠I(yè)控制系統(tǒng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)的考慮，檢查工作可以通過安全分級重點(diǎn)檢查、監(jiān)測平臺常態(tài)化檢查、仿真測試深層次檢查等方式進(jìn)行，以在日常運(yùn)維中和重要敏感時期有針對性地通過檢查工作保障工業(yè)控制系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3安全分級重點(diǎn)檢查

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全分級檢查是基于工業(yè)控制系統(tǒng)存在的信息安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行劃分，根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)資產(chǎn)重要程度、受侵害后潛在影響程度、需抵御的信息安全威脅程度等三個要素進(jìn)行分級。檢查工業(yè)控制系統(tǒng)資產(chǎn)重要程度，其可以反映工業(yè)控制系統(tǒng)所在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域的重要性，工業(yè)控制系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)過程中業(yè)務(wù)使命的重要性，工業(yè)控制系統(tǒng)及其相關(guān)生產(chǎn)裝置以及相關(guān)生產(chǎn)總值等資產(chǎn)綜合價(jià)值；檢查工業(yè)控制系統(tǒng)受侵害后潛在影響程度，其可以反映工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全受到侵害后產(chǎn)生的直接損失和間接損失，包括對工業(yè)控制系統(tǒng)及其相關(guān)生產(chǎn)裝置的影響，檢查其對工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行安全的影響，以及對其他受侵害對象的影響，如公民、企業(yè)、其他組織的合法權(quán)益及重要財(cái)產(chǎn)安全，環(huán)境安全、社會秩序、公共利益和人員生命安全，國家安全、國家經(jīng)濟(jì)安全等；檢查工業(yè)控制系統(tǒng)需抵御的信息安全威脅程度，其可以反映對工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全可能進(jìn)行侵害的主要威脅及其強(qiáng)度；在工業(yè)控制系統(tǒng)客觀存在的眾多威脅中，依據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)、相關(guān)生產(chǎn)裝置以及所屬企業(yè)或行業(yè)本身的固有脆弱性及其可利用性，信息安全事件發(fā)生的可能性，檢查確定實(shí)際需要抵御的信息安全威脅，并選擇其中最高的威脅程度。對工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行信息安全分級重點(diǎn)檢查，其對象既可以是一個具體的完整的工業(yè)控制系統(tǒng)，也可以是工業(yè)控制系統(tǒng)中相對獨(dú)立的一部分。一個具體的完整的工業(yè)控制系統(tǒng)包括：應(yīng)以企業(yè)工業(yè)自動化生產(chǎn)過程為基礎(chǔ)，屬于企業(yè)的一個自動化生產(chǎn)全過程或一個工業(yè)自動化生產(chǎn)裝置的工業(yè)控制系統(tǒng)；工業(yè)控制系統(tǒng)中相對獨(dú)立的一部分包括：以企業(yè)工業(yè)自動化生產(chǎn)過程的局部環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，屬于企業(yè)的一個自動化生產(chǎn)全過程或一個工業(yè)自動化生產(chǎn)裝置的工業(yè)控制系統(tǒng)中的相對獨(dú)立的且物理邊界清晰的某個安全區(qū)域或通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。通常，對一個具體的、完整的工業(yè)控制系統(tǒng)分級檢查可偏重于信息安全管理的需要，對工業(yè)控制系統(tǒng)中相對獨(dú)立的一部分進(jìn)行分級檢查可偏重于信息安全技術(shù)防護(hù)設(shè)計(jì)的需要。根據(jù)具體需要可對一個具體的、完整的工業(yè)控制系統(tǒng)和其中相對獨(dú)立的一部分分別進(jìn)行分級。一般情況下，工業(yè)控制系統(tǒng)中相對獨(dú)立的一部分的信息安全等級不應(yīng)高于其整體的工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全等級。對工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全分級重點(diǎn)檢查能夠在國家重大時期及敏感時間有針對性地開展安全檢查工作，以保障重要工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全，為國家安全和人民生活安全提供保障。

4監(jiān)測平臺常態(tài)化檢查

通過工業(yè)控制系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺對暴露在互聯(lián)網(wǎng)上的工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時掃描檢查，能夠及時發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。全天候全方位監(jiān)測暴露在互聯(lián)網(wǎng)上工業(yè)控制系統(tǒng)，主動檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，對工業(yè)控制系統(tǒng)信息進(jìn)行深度挖掘，收集與整合互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)的威脅情報(bào)，結(jié)合威脅情報(bào)，通過整合分析攻擊信息，有針對性地提出指導(dǎo)性建議和整改措施；結(jié)合國家工業(yè)控制系統(tǒng)漏洞庫，對互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)安全進(jìn)行評估、預(yù)警，對重點(diǎn)區(qū)域、企業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)安全態(tài)勢進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)視檢查，并指導(dǎo)其做好安全防護(hù)措施，降低工業(yè)控制系統(tǒng)被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。通過互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全監(jiān)測平臺，實(shí)現(xiàn)7*24全天候聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、重點(diǎn)企業(yè)工控生產(chǎn)現(xiàn)場開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查等各類在線或離線的安全監(jiān)測和檢查，通過在線采集、主動預(yù)警工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和安全風(fēng)險(xiǎn)情況，深度挖掘現(xiàn)有的搜索引擎主要針對常規(guī)路由器、服務(wù)器等Web設(shè)備，搜索接入互聯(lián)網(wǎng)的工控設(shè)備，對工控信息進(jìn)行深度挖掘分析，掌握更多工控相關(guān)信息；檢查多數(shù)搜索引擎對工控協(xié)議、工控廠商的支持?jǐn)?shù)目，查找接入互聯(lián)網(wǎng)的工控設(shè)備。對平臺檢查掃描到的工控系統(tǒng)、設(shè)備做出威脅態(tài)勢評估，提出指導(dǎo)性整改意見，做到事先預(yù)警、有效防護(hù)，提升對關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施工控安全事件的監(jiān)管和應(yīng)急響應(yīng)能力，加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)安全保護(hù)，提高安全監(jiān)管效率，保障工業(yè)控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5仿真測試深層次檢查

在現(xiàn)場實(shí)際工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作中，經(jīng)常會遇到企業(yè)正在運(yùn)行的工業(yè)控制生產(chǎn)系統(tǒng)不能深入地進(jìn)行檢查或安全測試，存在的安全風(fēng)險(xiǎn)無法被及時發(fā)現(xiàn)。通過構(gòu)建完整的貼合生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境的工業(yè)控制系統(tǒng)環(huán)境，合理規(guī)劃以實(shí)現(xiàn)不同品牌、型號工控設(shè)備的互聯(lián)，并提供組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作的任務(wù)環(huán)境，建立針對不同廠家、不同工業(yè)控制協(xié)議和設(shè)備的專業(yè)的漏洞挖掘系統(tǒng)，協(xié)助工作人員開展工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)。通過工業(yè)控制系統(tǒng)仿真環(huán)境的搭建，能夠?qū)ιa(chǎn)系統(tǒng)中存在的漏洞進(jìn)行深度檢查和測試，包括防火墻規(guī)則、訪問控制、網(wǎng)絡(luò)配置、密碼強(qiáng)度、人員意識等安全。搭建仿真測試環(huán)境能夠直觀體現(xiàn)工控、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性和整體檢測分析工控設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)的性能，在整合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上對復(fù)雜工業(yè)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行安全測試研究，深入發(fā)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)安全威脅，并對其進(jìn)行及時排查和修復(fù)，保障工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全。

6結(jié)束語

我國的工控信息安全檢查工作還處于起步階段，安全落后于建設(shè)，檢查管理機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、評價(jià)機(jī)制、技術(shù)對策、安全產(chǎn)品等亟待加強(qiáng)。結(jié)合國外的做法和國內(nèi)的實(shí)際情況，通過完善檢查管理體系、加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)揮產(chǎn)業(yè)力量等方面著手，逐步提高我國工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查能力，更細(xì)致更深入地發(fā)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)中潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行及時排除。工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作需建立在融合實(shí)際業(yè)務(wù)特征與工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)的特性基礎(chǔ)上，同時滿足業(yè)務(wù)運(yùn)行保障的需求，并符合實(shí)際工業(yè)環(huán)境特點(diǎn)，才能真正保障工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全。

參考文獻(xiàn)

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作者：楊帆 高瑞 李俊 魏玉峰 楊睿超 單位：陜西省網(wǎng)絡(luò)與信息安全測評中心