工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問題分析及對策探討

應(yīng)鴻暉

【摘要】? ? 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)屬于現(xiàn)代信息技術(shù)、制造業(yè)融合發(fā)展的新型應(yīng)用結(jié)構(gòu)，屬于開放性全球化網(wǎng)絡(luò)，利用互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)智能交互，促進(jìn)工業(yè)升級更新。此次研究深入分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)存在的問題，同時探究現(xiàn)存問題的內(nèi)在原因，提出科學(xué)合理的解決措施，以此維護(hù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行安全與穩(wěn)定。

【關(guān)鍵詞】? ? 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)? ? 安全問題? ? 解決對策

前言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要為工業(yè)泛在網(wǎng)絡(luò)，包含計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，涉及到工藝領(lǐng)域、設(shè)計(jì)領(lǐng)域及生產(chǎn)材料領(lǐng)域，例如工業(yè)APP、互聯(lián)、計(jì)算與智能機(jī)器等，能夠?qū)⑦B接對象延伸到工業(yè)服務(wù)、工業(yè)產(chǎn)品與機(jī)器設(shè)備中，以此實(shí)現(xiàn)車間、機(jī)器、人等主體，涵蓋服務(wù)、管理、研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)等要素的泛在互聯(lián)，確保數(shù)據(jù)流通與順暢。工業(yè)生產(chǎn)泛在互聯(lián)能夠生產(chǎn)效率，加強(qiáng)創(chuàng)新能力，同時可以減少資源和能源消耗，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)模式升級轉(zhuǎn)型。此外，由于互聯(lián)所致網(wǎng)絡(luò)安全問題，工業(yè)控制系統(tǒng)頻繁遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊，對國家安全威脅影響非常大。

一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)對策

1.1建立檢測和響應(yīng)機(jī)制

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展期間，極易受到不法分子或黑客攻擊，因此必須積極應(yīng)對攻擊，采用攻擊檢測機(jī)制，對各方攻擊進(jìn)行監(jiān)測。建立和完善應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，遭受攻擊后必須迅速作出響應(yīng)，采取科學(xué)方式抵御攻擊，以此降低惡意攻擊所致?lián)p害影響。

首先，通過多種檢測模型建立異常檢測機(jī)制，以此補(bǔ)充防火墻保護(hù)機(jī)制。利用異常代碼檢測、入侵檢測和病毒查殺等方式，對各類潛在攻擊行為進(jìn)行監(jiān)測。通過模型入侵檢測法、非參數(shù)累積檢測法、差分自回歸移動平均模型法、場景指紋異常檢測法，可以準(zhǔn)確預(yù)測攻擊事件和不法入侵，盡早準(zhǔn)備好安全防護(hù)措施。其次，注重建立快速攻擊響應(yīng)機(jī)制，對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)入侵事件，在較短時間內(nèi)做出響應(yīng)動作。攻擊響應(yīng)機(jī)制必須迅速分類入侵事件，同時按照不同入侵事件啟動不同響應(yīng)動作，采取對應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)策略，在最短時間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。

1.2合理應(yīng)用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)辦法

盡管互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在安全防護(hù)方面存在差異，然而二者也具備關(guān)聯(lián)性和相似性。通過比較分析可知，互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)發(fā)展速度快，出現(xiàn)大量現(xiàn)代化先進(jìn)的安全防護(hù)方法，以此保障互聯(lián)網(wǎng)安全。各類防護(hù)方法必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后，才可以應(yīng)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)防護(hù)中，以此減少工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全隱患。比如，企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)開始廣泛應(yīng)用態(tài)勢感知技術(shù)，同時提出科學(xué)的解決方案，建立態(tài)勢感知與未知威脅發(fā)現(xiàn)平臺。通過應(yīng)用上述技術(shù)，有助于提升互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)水平。所以，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)可以應(yīng)用態(tài)勢感知技術(shù)，不僅可以處理工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與協(xié)議多樣性問題，還可以充分發(fā)揮出互聯(lián)網(wǎng)態(tài)勢感知技術(shù)的作用，準(zhǔn)確評估工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全狀態(tài)，同時對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全變化趨勢進(jìn)行預(yù)測，通過可視化方式呈現(xiàn)，能夠?yàn)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供高效的安全防護(hù)措施，積極應(yīng)對安全挑戰(zhàn)。

為了確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行安全性，必須深入研究安全防護(hù)技術(shù)，掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品組件存在的安全隱患，注重探究控制設(shè)備與傳感器軟件的安全問題，加大實(shí)踐探索力度。確保測試合格后制定測試標(biāo)準(zhǔn)，并且派遣專業(yè)人員評估系統(tǒng)安全。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常問題時，必須做好調(diào)整整改，高度重視互聯(lián)網(wǎng)攻防演練，以此加強(qiáng)應(yīng)急處理能力。由于技術(shù)人員能力水平也會影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全，管理人員安全意識薄弱、技術(shù)能力不足。已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大安全問題。企業(yè)必須注重技術(shù)人員安全知識與技能水平培訓(xùn)，加大考核力度，只有確?？己撕细袢藛T才可上崗工作。企業(yè)還應(yīng)當(dāng)提升人員招聘標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)招聘技術(shù)人員，以此維護(hù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全。

1.3采用整體防御的策略

由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備開放性特點(diǎn)，因此網(wǎng)絡(luò)攻擊源于各層面和各環(huán)節(jié)，無法針對某個特殊點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)，因此必須建立整體防御機(jī)制，以此減少攻擊行為與入侵事件。第一，采用持續(xù)響應(yīng)措施。建立相應(yīng)措施時，首先應(yīng)當(dāng)滿足應(yīng)急響應(yīng)需求。當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遭到破壞影響時，應(yīng)當(dāng)滿足持續(xù)監(jiān)測與修復(fù)要求，建立聯(lián)合防御與多點(diǎn)防御，以此滿足響應(yīng)需求。第二，基于數(shù)據(jù)實(shí)行整體防御。建立安全數(shù)據(jù)倉庫，結(jié)合云端威脅情報，以此檢測和防御已知威脅、高級威脅與各類型攻擊，同時可實(shí)現(xiàn)過程回溯。第三，組建安全防護(hù)團(tuán)隊(duì)。成立安全運(yùn)維中心，優(yōu)化組織流程，充實(shí)人員結(jié)構(gòu)，全面落實(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)職責(zé)。

例如，在應(yīng)用整體防御策略時，可以建立自適應(yīng)防護(hù)架構(gòu)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用戶解決各類安全問題。系統(tǒng)組成包括六個過程閉環(huán)，技術(shù)人員需要參與到全過程中。第一，信息感知。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，信息感知屬于重要內(nèi)容，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的溫度物理量、摩擦力物理量與壓力，物理量實(shí)行數(shù)字化感知和存儲，確保工業(yè)現(xiàn)場分析和預(yù)防異常情況時，能夠參考準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。第二，數(shù)據(jù)匯集。主要是匯集分布式數(shù)控、數(shù)控系統(tǒng)、系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生的信息。該過程并非單一采集數(shù)據(jù)，而是實(shí)踐全生命周期信息數(shù)據(jù)的同步化收集、管理與存儲，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。對于網(wǎng)絡(luò)層來說，可以有效監(jiān)聽和存儲全網(wǎng)流量，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建立安全數(shù)據(jù)倉庫。第三，轉(zhuǎn)化分析。該環(huán)節(jié)主要是提取和篩選數(shù)據(jù)特征，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，以此提升信息安全性。信息涉及到內(nèi)容與情境，內(nèi)容主要是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備信號處理結(jié)果、監(jiān)測傳輸特性與健康情況。情境主要是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員操作信息、維護(hù)管控記錄與生產(chǎn)任務(wù)目標(biāo)，可以分析計(jì)算單個設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。第四，網(wǎng)絡(luò)融合。關(guān)聯(lián)融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備集群與跨域運(yùn)維，結(jié)合環(huán)境、操作與機(jī)理等內(nèi)容，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析橫向數(shù)據(jù)，借助群體經(jīng)驗(yàn)預(yù)測設(shè)備運(yùn)行安全性，確保實(shí)體網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)的相互映射，合理應(yīng)用綜合模型。此外，聯(lián)合歷史情況分析網(wǎng)絡(luò)異常狀態(tài)。第五，認(rèn)知預(yù)測。技術(shù)人員在網(wǎng)絡(luò)層能夠認(rèn)知工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景與異常問題，以此確保機(jī)械安全，通過大數(shù)據(jù)可視化平臺找尋安全隱患。第六，相應(yīng)決策。按照認(rèn)知結(jié)果，準(zhǔn)確識別和確認(rèn)事件，啟動相關(guān)策略，隔離搜索系統(tǒng)或異常賬戶。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的實(shí)踐分析

2.1方案概述

A電子制造企業(yè)的制造基地有大量工廠與外協(xié)工廠，外協(xié)工廠分布于多個國家。A企業(yè)獨(dú)立建設(shè)私有云，以此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理系統(tǒng)云和云辦公。企業(yè)生產(chǎn)園區(qū)通過專網(wǎng)通信，生產(chǎn)基底與外協(xié)工廠利用租借專網(wǎng)通信，廠內(nèi)按照不同應(yīng)用場景，采用不同的通信方式。不僅包含有線通信，同時包含無線通信方式。工廠與外協(xié)工廠利用私有云實(shí)現(xiàn)協(xié)同生產(chǎn)。

企業(yè)具備較高的IT化水平與智能化水平，制造業(yè)務(wù)面臨安全威脅高，所以制造業(yè)務(wù)部門聯(lián)合IT安全部署與安全管理，提出獨(dú)立的安全管理機(jī)制與防護(hù)體系。聯(lián)合技術(shù)措施與管理約束措施，立足于生產(chǎn)實(shí)際需求，實(shí)行全新的安全防護(hù)理念，結(jié)合主動防御和靜態(tài)防御部署，以此為生產(chǎn)基地建設(shè)防護(hù)圍墻。同時應(yīng)用主動防御工具，彌補(bǔ)攻防不對等問題，以此加強(qiáng)預(yù)警能力及攻防反應(yīng)能力。

此外，愜意結(jié)合反病毒機(jī)制、安全加固機(jī)制、安全測試措施，應(yīng)對多次安全攻擊事件，比如在ARP攻擊與勒索病毒事件中，能夠及時預(yù)警和反應(yīng)。

2.2典型安全問題

A企業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)生產(chǎn)園區(qū)安全防護(hù)體系時，兼顧以下安全問題：第一，不同業(yè)務(wù)平面實(shí)施網(wǎng)絡(luò)隔離，以此減少網(wǎng)絡(luò)安全事件，然而卻導(dǎo)致風(fēng)險橫向擴(kuò)展，引發(fā)大面積業(yè)務(wù)癱瘓。第二，歷史原因影響，車間工控系統(tǒng)防護(hù)能力低下，工控協(xié)議未兼顧安全問題，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)落后，且軟件升級與補(bǔ)丁更新緩慢，多數(shù)設(shè)備無法安裝殺毒軟件。第三，生產(chǎn)管理系統(tǒng)需要對工廠與外協(xié)工廠開放，黑客會攻擊生產(chǎn)管理系統(tǒng)，辦公區(qū)設(shè)備也會被病毒侵害，從而導(dǎo)致生產(chǎn)管理系統(tǒng)存在安全隱患。第四，需要加強(qiáng)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)邊界管理，避免采用ACL隔離。車間生產(chǎn)設(shè)備需要采用固定IP地址，用戶可以無限次訪問生產(chǎn)設(shè)備。第五，針對新型病毒隱患，靜態(tài)防護(hù)與單點(diǎn)防護(hù)效果不佳，只有攻擊事件爆發(fā)后，才可以制定安全措施。

2.3安全解決措施

對于A企業(yè)存在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患，需要制定科學(xué)的安全部署策略：

第一，多層次安全隔離措施：在企業(yè)大專網(wǎng)內(nèi)劃分生產(chǎn)專網(wǎng)，分開生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)，同時將生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)劃分為若干子網(wǎng)。按照設(shè)備與業(yè)務(wù)特點(diǎn)，將生產(chǎn)區(qū)劃分為不同安全區(qū)域，且每個區(qū)域?qū)?yīng)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)。采用安全隔離措施，可以彌補(bǔ)工控系統(tǒng)防護(hù)能力不足問題。

第二，建立網(wǎng)絡(luò)訪問機(jī)制。在每一個子網(wǎng)中分配私有IP地址段，子網(wǎng)通信利用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)訪問控制。設(shè)備連接到生產(chǎn)大專網(wǎng)時，必須應(yīng)用設(shè)備與用戶雙鑒權(quán)機(jī)制，設(shè)備利用云技術(shù)進(jìn)行殺毒檢測，云平臺統(tǒng)一管理各生產(chǎn)子網(wǎng)訪問權(quán)限，全局訪問和監(jiān)控。

第三，部署智能主動防御系統(tǒng)。利用網(wǎng)絡(luò)誘捕系統(tǒng)、安全策略智能管理系統(tǒng)與安全態(tài)勢系統(tǒng)，建立全方位主動防御體系，準(zhǔn)確預(yù)測未知威脅，全面加強(qiáng)安全響應(yīng)能力。

第四，合理劃分安全域。安全域劃分屬于安全隔離的基礎(chǔ)措施，可以有效承載防火墻與網(wǎng)絡(luò)隔離等安全部署。同一個安全區(qū)域內(nèi)，設(shè)備與子網(wǎng)安全保護(hù)需求基本相同，互信關(guān)系高，且邊界安全訪問控制策略基本一致。在隔離安全區(qū)域和網(wǎng)絡(luò)安全區(qū)域時，主要采用安全網(wǎng)關(guān)、VPN+VLAN進(jìn)行隔離。

第五，部署主動防御系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括的關(guān)鍵組件如下：安全分析器：具備文件分析與數(shù)據(jù)安全分析能力，綜合分析文件、日志與流量，聯(lián)合威脅情報能夠?qū)ξ粗{進(jìn)行識別，聯(lián)動安全控制器發(fā)出安全策略。安全控制器：該組件主要是接收分析器安全處理措施，將其編寫為具備可行性的策略，自動發(fā)送并執(zhí)行。安全執(zhí)行器：其一，為分析器提供安全分析數(shù)據(jù)輸入。其二，接收控制器發(fā)送指令，科學(xué)部署安全業(yè)務(wù)，實(shí)行安全處置閉環(huán)。對接地理信息系統(tǒng)，升級本地信譽(yù)。網(wǎng)絡(luò)誘捕系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以向攻擊者提供虛假資料，將攻擊引入到蜜罐中，利用技術(shù)手段確認(rèn)攻擊意圖。

三、結(jié)語

綜上所述，在社會發(fā)展進(jìn)程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為企業(yè)融合發(fā)展的重要途徑，貫徹落實(shí)國家發(fā)展戰(zhàn)略，正確認(rèn)知工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全重要性，加大安全管理與控制力度，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并予以處理，維護(hù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)應(yīng)用效果。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]綜合《人民日報》《經(jīng)濟(jì)日報》《中國電子報》、新華網(wǎng)、中國網(wǎng)、人民政協(xié)網(wǎng)、大河網(wǎng).加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)為制造業(yè)賦能升級——兩會代表、委員談工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全[J].保密科學(xué)技術(shù)，2019，28（03）：4-7.

[2]張昌福，楊靈運(yùn).“新基建”背景下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略研究[J].中國信息化，2020，16（06）：73-74.

[3]康雙勇，胡萬里.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)研究及我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況分析[J].保密科學(xué)技術(shù)，2020，28（05）：27-31.

[4]倪光南.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系三維度：技術(shù)、市場和制度——《加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作的指導(dǎo)意見》解讀[J].網(wǎng)絡(luò)安全和信息化，2019，16（12）：23-24.

[5]楊建軍.筑盾工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全護(hù)航高質(zhì)量發(fā)展大計(jì)——《加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作的指導(dǎo)意見》系列解讀之二[J].網(wǎng)絡(luò)安全和信息化，2019，28（11）：22-24.