控制系统信息安全精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇控制系统信息安全范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：火电厂；控制系统；信息安全；策略

1我国工业控制系统信息安全发展态势

从2011年底起，国家各部委了一系列关于工业控制系统信息安全的文件，把工控信息安全列为“事关经济发展、社会稳定和国家安全”的重要战略，受到国家层面的高度重视。在国家层面的推动下，工控信息安全工作轰轰烈烈展开，大批行政指令以及标准应运而生；在行政和市场双重动力的推动下，安全信息产业如雨后春笋般发展，工控信息安全产业联盟迅速壮大。这种形势下，我国电力、石化、钢铁等各大行业的集团和公司面临着如何迅速研究工控信息安全这个新课题，学习这一系列文件精神和标准，加强工控信息安全管理，研究采取恰当的信息安全技术措施等，积极稳妥地把工控信息安全工作踏踏实实地开展起来这一系列紧迫任务。但是，当前面临的困难是，从事信息安全产业的公司大多不太熟悉特点各异的各行业工控系统，有时还不免把工控系统视作一个互联网信息系统去思考和防护,而从事工控系统应用行业的人们大多还来不及了解信息安全技术，主导制定本行业的相关标准和本行业控制系统信息安全的工作策略，并推动两支力量的紧密配合。这正是当前面临的困境和作者力图要与同仁们一起学习和探讨的问题。

2从工控系统特点出发正确制定信息安全发展策略

火电厂控制系统与传统信息系统相比，相对来说，与外部完全开放的互联网联系极少，分布地域有限，接触人员较少，而对实时性、稳定性和可靠性却要求极高。这正是我们制定火电厂控制系统信息安全工作策略的基本出发点。为了形象起见，我们以人类抵抗疾病为例。人要不生病，一方面要自身强壮，不断提高肌体的免疫系统和自修复能力；另一方面，要尽可能营造一个良好的外部环境（不要忽冷忽热，空气中污染物少，无弥漫的病菌和病毒）。人类积累了丰富的经验，根据实际情况采取非常适当的保护措施。例如，对于一般人来说，他们改变环境的可行性较差。因此，确保自身强壮以及发现病兆及时吃药修复等是其保护自己的主要手段。但是，对于新生儿，因为自身免疫系统还比较脆弱，短时间也不可能马上提高。刚出生时医生也有条件将其暂时置于无菌恒温保护箱中哺养，以隔绝恶劣的环境。信息安全与人类抵抗病十分相似。对于一般互联网信息系统，分布地域极广，接触人员多而杂，因此信息安全策略重点，除了在适当地点采取一些防火墙等隔离措施外，主要依靠提高自身健壮性，以及查杀病毒等措施防御信息安全。对于工控系统，特别是火电厂控制系统，它与外部互联网联系较少，分布地域有限，接触人员较少。因此，对火电厂应该首先把重点放在为控制系统营造一个良好环境上。也就是说，尽可能与充斥病毒和恶意攻击的源泉隔离，包括从互联网进来的外部入侵，以及企业内外人员从内部的直接感染和入侵。前者可采取电力行业中证明行之有效的硬件网络单向传输装置（单向物理隔离装置）等技术手段；后者则主要通过加强目前电厂内比较忽视和薄弱的信息安全管理措施。火电厂控制系统采取这种信息安全策略可以达到事半功倍的效果。从当前国内外出现的不少工控系统遭受恶意攻击和植入病毒导致的严重事故来看，几乎大多数是没有或者隔离措施非常薄弱经互联网端侵入，或者通过企业内外人员从内部直接植入病毒导致。当然，我们不能忽视提高控制系统自身健壮性的各种努力和措施，以便万一恶意攻击和病毒侵入的情况下仍能万无一失确保安全。但是，开展这方面工作，特别是在已经投运的控制系统上进行这方面工作要特别慎重，这不仅因为这些工作代价较高，而且在当前信息安全产业中不少公司还不太熟悉相关行业工控系统特点，有些产品在工控系统中应用尚不成熟，而火电厂控制系统厂家对自身产品信息安全状态研究刚刚开始，或者由于种种原因没有介入和积极配合的情况下风险较高。这不是耸人听闻，实践已经发生，有的电厂为此已经付出了DCS停摆，机组误跳的事故代价。

3火电厂控制系统供应侧和应用侧两个信息安全战场的不同策略及相互协调

火电厂控制系统，主要是DCS，不仅是保证功能安全的基础，也是提高自身健壮性，确保信息安全的关键，它包括供应侧和应用侧两个信息安全战场。在DCS供应侧提高自身健壮性，并通过验收测收，确保系统信息安全有许多明显的优点。它可以非常协调地融入信息安全策略，可以离线进行危险性较大的渗透性测试，发现的漏洞对应用其控制系统的电厂具有一定的通用性等。此外，DCS供应侧在提高信息安全方面积累的经验和措施，培养起来的队伍，也将有助于现有电厂DCS的测试评估，以及安全加固等直接升级服务或配合服务。与信息安全产业的公司提供服务扩大了公司的市场不同，DCS供应侧提高其信息安全水平增加了DCS成本。因此，为了推动DCS供应侧提高信息安全水平，除了目前已经在发挥作用的行政手段外，我们还必须加强市场手段的动力。为此，当前我们电力行业应尽快从信息安全角度着手制定DCS准入标准，制定火电厂DCS信息安全技术标准和验收测试标准，以及招标用典型技术规范书等。火电厂DCS应用侧，是当前最紧迫面临现实信息安全风险，而且范围极广的战场，必须迅速有步骤地点面结合提高信息安全，降低风险。具体意见如下：

3.1应迅速全面开展下列三方面工作

（1）全面核查DCS与SIS及互联网间是否真正贯彻落实了发改委2014年14号令和国家能源局2015年36号文附件中关于配置单向物理隔离的规定，没有加装必须尽快配置，已配置的要检查是否符合要求。（2）迅速按照《工业控制系统信息安全防护指南》加强内部安全管理，杜绝内部和外部人员非法接近操作、介入或在现场总线及其它接入系统上偷挂攻击设备等，并适度开展一些风险较小的安全测评项目。上述两项工作，在已投运系统上实施难度较低，实施风险相对较低，但是却能起到抵御当前大部分潜在病毒侵袭和恶意攻击的风险。（3）通过试点，逐步开展对已运DCS进行较为深入的安全测评，适度增加信息安全技术措施，待取得经验后，再组织力量全面推广，把我国火电厂控制系统信息安全提高到一个新的水平。为了提高这项工作的总体效益，建议针对国内火电厂应用的各种型号的DCS品牌出发，各大电力集团互相协调，统筹规划，选择十个左右试点电厂，由应用单位上级领导组织，国家级或重点的测评机构、实验室技术指导，相关DCS供应商、优秀信息安全产品生产商以及电厂负责DCS的工程师一起成立试点小组。这样不仅可以融合DCS厂家的经验，包括他们已经开展的信息安全测评和信息安全加强措施，减少不必要的某些现场直接工作带来的较大风险。也有利于当前复合人才缺乏的情况下，确保工控系统技术和工控系统信息安全技术无缝融合，防止发生故障而影响安全生产（目前已经有电厂在测试和加入安全措施导致DCS故障而停机的事件）。

4DCS信息安全若干具体问题的建议

4.1关于控制大区和管理大区隔离的问题

根据国家发改委2014年14号令颁发的《电力监控系统安全防护规定》，以及国家能源局36号文附件《电力监控系统安全防护总体方案》的要求：（1）生产拉制大区和管理信息大区之间通信应当部署专用横向单向安全隔离装置，是横向防护的关键设备。（2）生产控制大区内的控制区与非控制区之间应当采取具有访问功能的设施，实现逻辑隔离。2016年修订的电力行业标准《火电厂厂级监控信息系统技术条件》（DL/T 924-2016）对隔离问题做了新的补充规定：（1）当MIS网络不与互联网连接时，宜采用SIS与MIS共用同一网络，在生产控制系统与SIS之间安装硬件的网络单向传输装置（单向物理隔离装置）。（2）当MIS网络与互联网连接时，宜采用SIS网络独立于MIS网络，并加装硬件的网络单向传输装置（单向物理隔离装置），而在生产控制系统与SIS之间安装硬件防火墙隔离。根椐当前严峻的网络安全形势，应当重新思考单向物理隔离装置这个行之有效的关键安全措施的设置点问题。建议无论是刚才提到的哪一种情况，单向物理隔离装置均应设置在生产控制系统（DCS）与SIS之间，理由是：（1）生产控制系统（DCS）对电厂人身设备危害和社会影响极大，而且危险事件瞬间爆发。因此，一定要把防控恶意操作、网络攻击和传播病毒的区域限制在尽可能小的范围内，这样可以最大限度提高电厂控制系统应对网络危害的能力。（2）SIS是全厂性的，涉及人员相对广泛，跟每台机组均有联系。因此，一旦隔离屏障被攻破，故障将是全厂性的，事故危害面相对较大。

4.2DCS信息安全认证和测试验收问题

火电厂在推广应用DCS的30年历史中，从一开始就适时提出了供编制招标技术规范书参考的典型技术规范书，进而逐步形成了标准， 明确规定了功能规范、性能指标以及验收测试等一系列要求。随后又根据发展适时增加了对电磁兼容性和功能安全等级认证的要求。当前，为确保得到信息安全的DCS产品，历史经验可以借鉴。笔者认为，宜首先对控制系统供应侧开展阿基里斯认证（Achilles Communications Certification，简称ACC）作为当前提高DCS信息安全的突破口。众所周知，ACC已得到全球前十大自动化公司中八个公司的确认，并对其产品进行认证；工业领域众多全球企业巨头，均已对其产品供应商提供的产品强制要求必须通过ACC认证。目前，ACC事实上已成为国际上公认的行业标准。国内参与石化和电厂市场竞争的不少外国主流DCS均已通过了ACC一级认证。至于国产主流DCS厂家，他们大多也看到了ACC认证是进入国际市场的门槛，也嗅到了国内市场未来的倾向，都在积极为达到ACC一级认证而努力（紧迫性程度明显与行业客户对ACC认证紧迫性要求有关）。此外，我国也已建立了进行测试认证的合格机构，具备了国内就地认证的条件。根据调查判断，如果我们电力行业侧开始编制技术规范书将ACC一级认证纳入要求，相信在行政推动和市场促进双重动力下，国产主流DCS在一年多时间内通过ACC一级认证是可以做到的。除ACC认证外，如前所述，当前还急需编制招标用火电厂信息安全技术规范和验收测试标准，使用户在采购时对其信息安全的保障有据可依。从源头抓起，取得经验，必将有利于在运DCS信息安全工作，少走弯路。

5结语

篇(2)

【关键词】 工业控制系统 信息安全 存在问题 解决方案

按照工业控制系统信息安全的相关要求及防范手段的特点，当前工业控制系统对信息安全提出了解决方案，在控制系统内部建立防火墙、安装入侵检测系统及建立连接服务器的验证机制，能够在控制系统内部实现网络安全设备交互信息的目的，以此可以提升工业控制系统的整体防御能力[1]。在此情况下，工业控制系统现已成为信息安全领域愈来愈受关注的话题与重点之一，对其中存在的问题加以解决是迫不可待的[2]。

一、当前工业控制系统信息安全存在问题分析

工业控制系统，一般来说可以分为三个层面，即现场控制层面、监控管理层面与生产控制层面。现场控制层面由生产设备、DCS及PLC等相关控制器组成，用来通讯的工具主要是工业以太网及现场总线；监控管理层面基本由上位机、数据服务器、监控设备及数据采集机等组成，用来通讯的工具为工业以太网及OPC；生产控制层面由管理终端组成，比如：供应链、质检与物料等相关的管理服务器，主要用以太网来进行通讯。当前工业控制系统的信息安全问题来自以下方面：1、工业控制系统通讯方案较为落后守旧。大多数的工业控制系统通讯方案都具有一定的历史，是由技术人员在多年前便已设计好的，基本上都是在串行连接的基础上访问网络，设计时考虑的主要因素便是工业控制系统的可靠性与实用性，而忽视了控制系统的安全性，加之通讯方案对于用户的身份认证、信息数据保密等这些方面存在考虑不足的问题[3]。2、接入限定点不够明确。接入限定点不够明确的问题主要体现在系统终端与计算机接口等，不同版本、不同安全要求及通讯要求的设备都可以直接或者间接连接互联网，加上访问的策略管理工作存在松散与懈怠的情况，能够在一定程度上增加工业控制系统内部病毒感染的几率[4]。3、工业控制系统信息安全的关注降低。现阶段网络安全方面很少有黑客攻击工业网络的情况发生，故工业控制系统技术人员对于工业控制系统信息安全的关注逐渐降低，也没有制定科学化与合理化的工业控制系统安全方案、管理制度，也没有加强培养操作人员与设计人员的安全意识，随着时间的推移，人员的安全意识愈来愈淡薄，操作管理的实际技术能力与安全思想观念存在差异，极容易出现违规操作与越权访问的情况，给工业控制系统的生产系统埋下安全隐患[5]。4、在信息科学技术及工业技术的高速融合下，现代企业的物联程度与信息化程度不断提升，这样便促使更多更智能的仪器设备将会在市场上出现，也将带来更多的安全问题。

二、当前工业控制系统信息安全的相关特点分析

传统计算机信息系统信息安全的要求主要有：保密性、可用性与完整性，而现代工业控制系统信息安全首要考虑的是可用性。工业控制系统的控制对象为不同方面的生产过程，如物理、生物与化学，系统终端设备与执行部位能够严格设定生产过程中的实际操作，故在对安全措施进行调整与试行之前必须要将生产设备保持停机状态，对工业控制系统采取的安全措施必须查看其是否具有一定的准确性及时效性，并要在停机状态下对其进行测试与调整，但这些程序势必会给企业带来一定程度的经济影响[6]。

根据相关的研究报告显示，在已公布于社会与民众的工业控制系统漏洞中，拒绝服务类与控制软件类等漏洞造成系统业务停止的比重，分别占据了百分之三十三与百分之二十，这样的情况，便给工业控制系统的实用功能带来了巨大的威胁，不但会在信息安全方面造成信息丢失，增加工业生产过程中生产设备出现故障的几率，而且会在最大程度上造成操作人员的意外伤亡情况及设备损坏情况，造成企业经济利益严重亏损。

三、当前工业控制系统信息安全解决方案分析

1、主动隔离式。主动隔离式信息安全解决方案的提出，来自于管道与区域的基本概念，即将同样性能与安全要求的相关设备安置在同一个区域内，通讯过程主要靠专门管道来完成，并利用管道管理工作来起到抵制非法通信的作用，能够集中防护网络区域内或者外部的所有设备。这种方案，相对来说具有一定的有效性，可以按照实际需求来灵活运用工业控制系统，并为其实施信息安全防护工作，但在实施这种解决方案之前，必须先确定防护等级与安全范围，并寻找出一种适度的防护与经济成本折中办法。

2、被动检测式。被动检测式解决方案是一种以传统计算机系统为基础的新型网络安全保护方案，因为计算机系统本身便具有结构化、程序化及多样化等特点，故除了采取对用户的身份认证与加密数据等防护技术之外，还添设了查杀病毒、检测入侵情况及黑名单匹配等手段，以此有助于确定非法身份，并结合多方面的部署来提升网络环境的安全。这种方案的硬件设备除了原部署的系统之外，还能利用终端的白名单技术来实现主机的入侵抵制功能，这些措施能够减少对原来系统具备性能的负面影响，达到工业控制系统实用的目标。但网络威胁的特征库无法及时更新，故黑名单技术对于新出现的违法入侵行为不能做出实时回应，故对于工业控制系统来说还是带来了一定的危害。

结束语：总而言之，本文主要对当前工业控制系统信息安全存在的问题展开分析，针对工业控制系统通讯方案较为落后守旧、接入限定点不够明确及工业控制系统信息安全的关注降低等问题，研究了当前工业控制系统信息安全的特点，最后对当前工业控制系统信息安全解决方案展开剖析，即主动隔离式与被动检测式。当然，要完全解决工业控制系统存在的问题，还得要求我国政府机关及相关部门提高网络安全的意识，构建并不断完善一个有效、科学且合理的安全机制，以此来推动我国工业控制系统的发展。

参 考 文 献

[1]朱世顺，黄益彬，朱应飞，张小飞.工业控制系统信息安全防护关键技术研究[J].电力信息与通信技术，2013，11：106-109.

[2]张波.西门子纵深防御DCS信息安全方案在青岛炼化项目的应用[J].自动化博览，2015，02：42-45.

[3]陈绍望，罗琪，陆晓鹏.海洋石油平台工业控制系统信息安全现状及策略[J].自动化与仪器仪表，2015，05：4-5+8.

[4]张波.基于纵深防御理念的DCS信息安全方案在青岛炼化项目的应用[J].中国仪器仪表，2014，02：30-35.

篇(3)

江苏省根据工信部的相关文件精神，按照江苏经信委领导的有关要求，结合工作实际，就加强工业控制系统信息安全管理问题谈点看法。

（一）1、情况不明。绝大部分省市从事信息安全工作的管理人员，目前既不知道本地区工业控制系统的数量，也不清楚工业控制系统的类型，更不了解重要工业控制系统的运营单位和设备、组网情况以及重要程度。

2、 联系不紧。工业控制系统涉及各行各业，建设规模大小不一、技术水平参差不齐、经济效益差别不小，建设单位既有政府组成部门或国务院国有资产监督管理委员会等专设直属机构，又有企事业单位。投资主体不但有中国大陆的，又有外资及港澳台投资企业。以上建设单位或投资主体各自为政，与信息安全主管部门目前在工业控制系统规划、建设、运营等工作方面基本上没有什么联系。

3、 管理不顺。各级网络与信息安全协调小组是辖区内信息安全工作的主要协调机构，其具体办事的办公室设在当地经信部门。由于各级经信部门成立时间不长，工作头绪多、压力大，加上各地、各部门和各单位在工业控制系统建设上的经费投入、建设运维等方面的自主性，减弱了信息安全主管部门目前对工业控制系统信息安全管理的力度。

（二）1、开展调查。一是思想认识不到位，重视不够，存在该报的不报；二是工业控制系统应列为重要工业控制系统；三是具体办事人员对数据采集与监控系统、分布式控制系统和可编程控制器等工业控制系统的类型了解不多，理解不透，也较难于正常填写上报。

加强对重要工业控制系统运营单位和设备、组网情况以及事故可能导致后果等调查内容的整理汇总，统计出产品的品牌、系统国产化率等综合数据，并建立江苏重要工业控制系统数据库。

2、 管理试点。在对重要工业控制系统基本情况调查分析的基础上，开展信息安全管理试点工作，摸索行之有效的管理办法。

3、 安全检查。建立工业控制系统信息安全检查制度，定期开展信息安全检查活动。检查内容以工信部提出的连接、组网、配置、设备选择与升级、数据和应急六个管理项为准。

（三）1、制定审查规范，明确安全控制。应采用基于漏洞库的匹配技术、插件技术等进行漏洞扫描，开展信息安全风险评估，并采取纵深防御的安全策略。在此基础上，结合日常管理的内容、方法、程序等，制定工业控制系统信息安全管理审查规范，明确管理、技术和运行控制的目标。

2、 出台管理办法，实行备案制度。随着计算机和网络技术的快速发展，特别是近年来两化融合的深化和物联网的推进，工业控制系统的产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件，并以各种方式与互联网等恶意代码威胁着工业控制系统。

篇(4)

 

1美国电力行业信息安全的战略框架

 

为响应奥巴马政府关于加强丨Kj家能源坫础设施安全(13636行政令，即ExecutiveOrder13636-ImprovingCriticalInfrastructureCybersecurity)的要求，美国能源部出资，能源行业控制系统工作组(EnergySec*torControlSystemsWorkingGroup,ESCSWG)在《保护能源行业控制系统路线图》(RoadmaptoSecureControlSystemsintheEnergySector)的基础上，于2011年了《实现能源传输系统信息安全路线阁》。2011路线图为电力行业未来丨0年的信息安全制定了战略框架和行动计划，体现了美国加强国家电网持续安全和可靠性的承诺和努力%

 

路线图基于风险管理原则，明确了至2020年美国能源传输系统网络安全目标、实施策略及里程碑计划，指导行业、政府、学术界为共丨司愿景投入并协同合作。2011路线图指出：至2020年，要设计、安装、运行、维护坚韧的能源传输系统(resilientenergydeliverysystems)。美国能源彳了业的网络安全目标已从安全防护转向系统坚韧。路线图提出了实现目标的5个策略，为行业、政府、学术界指明了发展方向和工作思路。(1)建立安全文化。定期回顾和完善风险管理实践，确保建立的安全控制有效。网络安全实践成为能源行业所有相关者的习惯,，(2)评估和监测风险。实现对能源输送系统的所有架构层次、信息物理融合领域的连续安全状态监测，持续评估新的网络威胁、漏洞、风险及其应对措施。(3)制定和实施新的保施。新一代能源传输系统结构实现“深度防御”，在网络安全事件中能连续运行。(4)开展事件管理。开展网络事件的监测、补救、恢复，减少对能源传输系统的影响。开展事件后续的分析、取证以及总结，促进能源输送系统环境的改进。(5)持续安全改进。保持强大的资源保障、明确的激励机制及利益相关者密切合作，确保持续积极主动的能源传输系统安全提升。为及时跟踪2011路线图实施情况，能源行业控制系统工作组(ESCSWG)提供了ieRoadmap交互式平台。通过该平台共享各方的努力成果，掌握里程碑进展情况，使能源利益相关者为路线图的实现作一致努力。

 

2美国电力行业信息安全的管理结构

 

承担美国电力行业信息安全相关职责的主要政府机构和组织包括：国土安全部(DHS)、能源部(1)0£)、联邦能源管理委员会(FEUC)、北美电力可靠性公司(NERC)以及各州公共事业委员会(PUC)。2.1国土安全部美国国土安全部是美国联邦政府指定的基础设施信息安全领导部I'j'负责监督保护政府网络安全，为私营企业提供专业援助。2009年DHS建立了国家信息安全和通信集成中心(NationalCyhersecurityandCommunicationsIntegrationCenter,NCCIC),负责与联邦相关部门、各州、各行业以及国际社会共享网络威胁发展趋势，组织协调事件响应。

 

2.2能源部

 

美国能源部不直接承担电网信息安全的管理职责，而是通过指导技术研发和协助项目开发促进私营企业发展和技术进步能源部的电力传输和能源可靠性办公室(Office(>fElectricityDelivery<&EnergyReliability)承担加强国家能源基础设施的可靠性和坚韧性的职责，提供技术研究和发展的资金，推进风险管理策略和信息安全标准研发，促进威胁信息的及时共享，为电网信息安全战略性综合方案提供支撑。

 

能源部2012年与美国国家标准技术研究院、北美电力可靠性公司合作编制了《电力安全风险管理过程指南》(ElectricitySubsectorCybersecurityRiskManagementProcess)151;2014年与国土安全部等共同协作编制完成了《电力行业信息安全能力成熟度模型》(ElectricitySubsectorcybersecurityCapabilityMaturityModel(ES-C2M2)丨6丨，以支撑电力行业的信息安全能力评估和提升;2014年资助能源行业控制系统工作组(ESCSWG)形成了《能源传输系统网络安全采购用语指南》(CybersecurityProcurementlanguageforEnergyDeliverySystems)171,以加强供应链的信息安全风险管理。

 

在201丨路线图的指导下，能源部启动了能源传输系统的信息安全项目，资助爱达荷国家实验室建立SCADA安全测试平台，发现并解决行业面临的关键安全漏洞和威胁;资助伊利诺伊大学等开展值得信赖的电网网络基础结构研究。

 

2.3联邦能源管理委员会

 

联邦能源管理委员会负责依法制定联邦政府职责范围内的能源监管政策并实施监管，是独立监管机构。2005年能源政策法案(EnergyPolicyActof2005)授权FERC监督包括信息安全标准在内的主干电网强制可靠性标准的实施。2007年能源独立与安全法案(EnergyIndependenceandSecurityActof2007(EISA))赋予FERC和国家标准与技术研究所(National丨nstituteofStandardsan<丨Technology，NIST)相关责任以协调智能电网指导方针和标准的编制和落实。2011年的电网网络安全法案(GridCyberSecurityAct)要求FKRC建立关键电力基础设施的信息安全标准。

 

2007年FERC批准由北美电力可靠性公司制定的《关键基础设施保护》(criticalinfrastructprotection，CIPW标准为北美电力可靠性标准之中的强制标准，要求各相关企业执行，旨在保护电网，预防信息系统攻击事件的发生。

 

2.4北美电力可靠性公司

 

北美电力可靠性公司是非盈利的国际电力可靠性组织。NERC在FERC的监管下，制定并强制执行包括信息安全标准在内的大电力系统可靠性标准，开展可靠性监测、分析、评估、信息共享，确保大电力系统的可靠性。

 

NERC了一系列的关键基础设施保护(CIP)标准181作为北美电力系统的强制性标准;与美国能源部和NIST编制了《电力行业信息安全风险管理过程指南》，提供了网络安全风险管理的指导方针。

 

归属NERC的电力行业协凋委员会(ESCC)是联邦政府与电力行业的主要联络者，其主要使命是促进和支持行业政策和战略的协调，以提高电力行业的可靠性和坚韧性'NERC通过其电力行业信息共享和分析中心(ES-ISAC)的态势感知、事件管理以及协调和沟通的能力，与电力企业进行及时、可靠和安全的信息共享和沟通。通过电网安全年会(GridSecCon)、简报，提供威胁应对策略、最佳实践的讨论共享和培训机会;组织电网安全演练(GridEx)检查整个行业应对物理和网络事件的响应能力，促进协调解决行业面临的突出的网络安全问题。

 

2.5州公共事业委员会

 

美国联邦政府对地方电力公司供电系统的可靠性没有直接的监管职责。各州公共事业委员会负责监管地方电力公司的信息安全，大多数州的PUC没有网络安全标准的制定职责。PUC通过监管权力，成为地方电力系统和配电系统网络安全措施的重要决策者。全国公用事业监管委员协会(NationalAssociationofRegulatoryUtilitycommissioners,NARUC)作为PUC的一■个联盟协会，也采取措施促进PUC的电力网络安全工作，呼吁PUC密切监控网络安全威胁，定期审查各自的政策和程序，以确保与适用标准、最佳实践的一致性

 

3美国电力行业信息安全的硏究资源

 

参与美国电力行业信息安全研究的机构和组织主要有商务部所属的国家标准技术研究院及其领导下的智能电网网络安全委员会、国土安全部所属的能源行业控制系统工作组，重点幵展电力行业信息安全发展路线图、框架以及标准、指南的研究。同时，能源部所属的多个国家实验室提供网络安全测试、网络威胁分析、具体防御措施指导以及新技术研究等。

 

3.1国家标准技术研究院(NIST)

 

根据2007能源独立与安全法令，美_国家标准技术研究院负责包括信息安全协议在内的智能电网协议和标准的自愿框架的研发能电网互操作标准的框架和路线图》(NISTFrameworkaridRoadmapforSmartGridInteroperabilityStandard)1.0、2.0和3.0版本，明确了智能电网的网络安全原则以及标准等。2011年3月，NIST了信息安全标准和指导方针系列中的旗舰文档《NISTSP800-39，信息安全风险管理》丨叫(NISTSpedalPublication800—39,ManagingInformationSecurityRisk)，提供了一系列有意义的信息安全改进建议。2014年2月，根据13636行政令，了《提高关键基础设施网络安全框架》第一版，以帮助组织识别、评估和管理关键基础设施信息安全风险。

 

NIST正在开发工业控制系统(ICS)网络安全实验平台用于检测符合网络安全保护指导方针和标准的_「.业控制系统的性能，以指导工业控制系统安全策略最佳实践的实施。

 

3.2智能电网网络安全委员会

 

智能电网网络安全委员会其前身是智能电网互操作组网络安全工作组(SGIP-CSWG)ra。SGCC一直专注于智能电网安全架构、风险管理流程、安全测试和认证等研究，致力于推进智能电网网络安全的发展和标准化。

 

在NIST的领导下，SGCC编制并进一步修订了《智能电网信息安全指南》(NISTIR7628,GuidelinesforSmartGridCybersecurity),提出了智能电网信息安全分析框架，为组织级研究、设计、研发和实施智能电网技术提供了指导性T.具。

 

3.3国家电力行业信息安全组织(NESC0)

 

能源部组建的国家电力行业信息安全组织(NationalElectricSectorCybersecurityOrganization,NESCO)，集结了美国国内外致力于电力行业网络安全的专家、开发商以及用户，致力于网络威胁的数据分析和取证工作⑴。美国电力科学研究院(EPRI)作为NESC0成员之一提供研究和分析资源，开展信息安全要求、标准和结果的评估和分析。NESCO与能源部、联邦政府其他机构等共同合作补充和完善了2011路线图的关键里程碑和目标。

 

3.4能源行业控制系统工作组(ESCSWG)

 

隶属国土安全部的能源行业控制系统工作组由能源领域安全专家组成，在关键基础设施合作咨询委员会框架下运作。在能源部的资助下，ESCSWG编制了《实现能源传输系统信息安全路线图》、《能源传输系统网络安全釆购用语指南》。3.5能源部所属的国家实验室

 

3.5.1爱达荷国家实验室(INL)

 

爱达荷W家实验室成立于1949年，是为美国能源部在能源研究、国家防御等方面提供支撑的应用工程实验室。近十年来，INL与电力行业合作，加强了电网可靠性、控制系统安全研究。

 

在美国能源部的资助下，INL建立了包含美国国内和国际上多种控制系统的SCADA安全测试平台以及无线测试平台等资源，目的对SCADA进行全面、彻底的评估，识別控制系统脆弱点，并提供脆弱点的消减方法113】。通过能源部的能源传输系统信息安全项目，INL提出了采用数据压缩技术检测恶意流量对SCADA实时网络保护的方法hi。为支持美国国土安全部控制系统安全项目，INL开发并实施了培训课程以增强控制系统专家的安全意识和防御能力。1NL的相关研究报告有《SCADA网络安全评估方法》、《控制系统十大漏洞及其补救措施》、《控制系统网络安全：深度防御战略》、《控制系统评估中常见网络安全漏洞》%、《能源传输控制系统漏洞分析>严|等。

 

3.5.2太平洋西北国家实验室(PNNL)

 

太平洋西北国家实验室是美国能源部所属的阔家综合性实验室，研究解决美国在能源、环境和国家安全等方面最紧迫的问题。

 

PNNL提出的安全SCADA通信协议(secureserialcommunicationsprotocol,SSCP)的概念，有助于实现远程访问设备与控制中心之间的安全通信。的相关研究报告有《工业控制和SCADA的安全数据传输指南》等。PNNL目前正在开展仿生技术提高能源领域网络安全的研究项。

 

3.5.3桑迪亚国家实验室(SNL)

篇(5)

工业控制系统面临新威胁

就烟草行业而言，为了实现管理与控制的一体化，提高企业信息化和综合自动化水平，实现生产和管理的高效率、高效益，行业引入了生产执行系统MES ，实现了管理信息网络与生产控制网络之间的数据交换，生产控制系统不再是一个独立运行的系统，可以与管理系统进行互通、互联。与此同时，行业实现了实时数据采集与生产控制，满足了“两化融合”的需求和管理的方便，通过逻辑隔离的方式，使工业控制系统和企业管理系统可以直接进行通信。然而，企业管理系统一般直接连接互联网，在这种情况下，工业控制系统接入的范围扩展到了企业网，也不断面临着来自互联网的威胁。

成都卷烟厂工控安全项目正式项目名称是“川渝中烟工业有限责任公司信息安全三期建设项目”，其目标是根据行业政策要求，结合川渝中烟成都卷烟厂的实际情况，建立川渝中烟四川子公司成都分厂的工业控制系统（ICS）安全防护体系，为川渝中烟成都卷烟厂建立行之有效的工业控制系统安全管理制度， 其范围覆盖厂级MES系统、制丝车间、卷包车间、高架库、能源车间的工业控制系统，这是在全行业都具有完整意义的工控安全体系建设项目，意义重大。

启明星辰在承建该项目之前就已经在烟草行业做过大量的关于工控安全问题的调查和研究，并为国家烟草局起草全行业相关规范和标准提供主要技术支撑，并在接手项目前后进行了细致的现场踏勘调研和沟通。2014年1月份项目启动，经过详细方案设计、安装调试 、系统测试、上线试运行、解决初验时的遗留问题、对系统的稳定性和功能进行改善和优化等阶段，系统运行良好并投入了使用，并于2015年10月10日通过终验。

由于此项目的开创性和现场环境的复杂性，本项目在实施期间遇到了包括技术方面的诸多困难，启明星辰增派技术人员，聘请专家到现场加班加点，反复研究、调整提高设计和实施方案，对全部工业防火墙设备进行了升级，从而使项目顺利完成。在完成标书与合同承诺的同时，启明星辰还配合川渝中烟项目组成员完成了烟草工业企业工业控制系统安全防护部分规范标准的制定，完成了三篇相关科研论文，为成都分厂以及整个川渝中烟工控安全体系下一步建设的思路和做法做了科学有益的探索。

开辟工控安全建设新道路

川渝中烟工业有限责任公司信息安全三期建设项目”的成功验收具有两大意义：

篇(6)

【 关键词 】 工控设备；风险评估；安全隐患；安全防护

Security Risk Assessment and Practice for Industrial Equipment

Xie Bin He Zhi-qiang Tang Fang-ming Zhang Li

（Institute of Computer Application， China Academy of Engineering Physics SichuanMianyang 621900）

【 Abstract 】 Security information incidents occur recently shows， industrial system has become the main target of foreign information security attacks， safety protection for industrial control system must be strengthen. Industrial control system， is not office system， it has many intelligent devices、embedded operating system with various special protocols， especially intelligent equipments which has more high integration、specialty-industry， private kernel and lack efficient control technology for data interface， security risk assessment method and standard for industrial control system has not informed. In this paper， security confidential risk assessment model and process for industrial equipment is proposed. For 840D industrial system， security risk assessment method is given to assess the full life of 840D.Last，some safety protections for confidential security is advised to adopted to protect industrial system.

【 Keywords 】 industrial equipment； risk assessment； security threat； safety protection

1 引言

近年来，越来越多的数控设备和工控系统应用到工业生产中，它们更多地采用了开放性和透明性较强的通用协议、通用硬件和通用软件，并通过各种方式与企业管理网、互联网等公共网络连接。根据CNNVD搜集的漏洞数据和CNCERT的网络安全态势报告，这些工控系统中存在的各种漏洞、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问题日益突出。

近期披露的信息安全事件表明，信息安全问题已经从软件延伸至硬件，从传统的网络信息系统延伸至工业控制系统、大型科研装置、基础设施等诸多领域。对于工控系统以及工控设备的安全性测试和风险评估也变得重要起来。

工控系统与办公系统不同，系统中使用智能设备、嵌入式操作系统和各种专用协议，尤其是智能设备具有集成度高、行业性强、内核不对外开放、数据交互接口无法进行技术管控等特点，工控系统的安全风险不能直接参照办公系统的风险评估标准，其评估方法、标准还在不断研究和探索中。

2 工控设备风险评估模型和流程

2.1 工控设备风险评估模型

工控设备安全保密风险需求主要涉及到三大方面：一是工控设备所处的物理环境安全，如防偷窃、非授权接触、是否有窃听窃视装置等；二是工控设备自身的安全，主要分析包括硬件、软件、网络和电磁等方面的安全；三是工控设备的安全保密管理问题，包括其管理机构、人员、制度、流程等。在对工控设备安全保密需求分析的基础上，本文结合工控设备安全检测的需求，提出了工控设备安全风险评估框架，如图1所示。

2.2 工控设备安全保密风险评估流程

针对上述评估模型，本文按照检测对象、风险分析、检测方案、结果评估的流程开展工控设备安全保密风险评估，如图2所示。

1）检测对象：确定设备用途，分析基本组成；

2）风险分析：根据不同设备类型，按照风险评估模型进行风险分析；

3）检测方案：依据根据风险分析结果制定检测方案，准备检测工具、环境，明确检测项目、要求和方法；

4）结果评估：依据检测方案执行检测，完成所有检测项，依据检测结果进行评估，对发现的可疑风险点进行深入检测，修订检测方案，综合评估。

3 数控设备安全保密风险评估实践

3.1 检测对象

数控机床主要用于各种零部件的生产加工，机床包括机床主体和核心控制系统。840D控制系统是西门子公司推出的一款功能强大、简单开放的数控系统，本次数控设备安全保密风险评估的主要内容也是针对该控制系统。

840D sl将数控系统（NC、PLC、HMI）与驱动控制系统集成在一起，可与全数控键盘（垂直型或水平型）直接连接，通过PROFIBUS总线与PLC I/O连接通讯，基于工业以太网的标准通讯方式，可实现工业组网。其各部分硬件组成结构、拓扑结构、软件系结构统如图3、4、5所示。

3.2 风险分析及评估

3.2.1 物理安全

通过对840D数控机床设备所处的房间进行物理安全检查，区域控制符合要求；窃听窃照检测，未发现有窃听窃照装置；通过对房间的进行声光泄漏检测，符合相关安全要求。

3.3.2 系统自身安全

1） 操作系统

脆弱点分析：

* 基本情况

> SINUMERIK 840D PCU采用Windows XP平台

> 一般不会对Windows平台安装任何补丁

> 微软停止对Windows XP的技术服务

> NCU系统为黑盒系统

* PCU

> RPC远程执行漏洞（MS08-067）

> 快捷方式文件解析漏洞（MS10-046）

> 打印机后台程序服务漏洞（MS10-061）

> 系统未安装任何防火墙软件和杀毒软件

* NCU（CF卡）

> SINUMERIK 840D系统的NCU采用的西门子自有的内嵌式Linux系统，该系统在编译时经过特殊设计，只能在SINUMERIK系统环境下运行；

> 可以对CF卡进行映像和重建，而且新建的CF卡可以在SINUMERIK 840D系统上成功启动；

> NCU系统中设定了不同的用户及权限，但内置的用户及口令均以默认状态存在系统存在默认用户及口令；

> SNMP服务存在可读口令，远程攻击者可以通过SNMP获取系统的很多细节信息。密码可暴力猜解，snmp服务密码为弱口令“public”。

风险：

* 攻击者可以利用漏洞入侵和控制SINUMERIK 840D系统的PCU，获取到相应操作权限，对下位机下达相应指令；

* 由于在CF卡上有用户数据的存放、HMI应用程序显示的数据以及系统日志文件，因此通过对CF卡的复制和研究可还原用户存放数据、PLC加工代码等信息；

* 只要通过PCU或者直接使用PC安装相应的管理软件，通过网络连接到NCU，即可使用以上用户和口令进行各类操作；

* 攻击者一旦得到了可写口令，可以修改系统文件或者执行系统命令。

2） 应用系统

* 基本情况

> 应用软件多种多样，很难形成统一的防范规范；

> 开放应用端口，常规IT防火墙很难保障其安全性；

> 利用一些应用软件的安全漏洞获取设备的控制权。

* 重要应用――Winscp

脆弱点分析：是一款远程管理软件，其可通过ssh、SCP、SFTP等加密协议对下位机进行一定权限的系统命令操作； 通过winscp软件可以对NCU进行远程管理，需要相应的用户账户和密码。账户和密码可通过协议漏洞获取，如表1所示。

风险评估：攻击者机器上直接登录winscp远程控制NCU。进一步，可对下位机NCU进行信息的窃取（G代码等相关数据均存于此）、系统破坏、上传病毒、木马、后门等作进一步攻击。

* 重要应用――VNC Viewer

脆弱点分析：VNC是一款功能强大的远程管理软件。可接受管理人员键盘、鼠标等几乎全部本地的控制操作；840d工控系统上位机所采用的VNC远程管理软件为通用软件，不需要登录认证。

风险评估：在内网的攻击者只需一款普通VNC就可以实现对下位机的远程的、完全的控制。

* 重要应用――HMI

脆弱点分析：HMI（直接发出指令操控机器的计算机软件），可装在任何符合条件的PC上，通过工程调试模式（直连管理口）连接NCU，进行配置信息的查看修改。

风险评估：物理接触、调试，不仅存在信息泄露、甚至可能存在致使系统崩溃，或者植入软件后门的风险。也可通过网络配置实现对下位机的控制操作 。

3） 通信协议

> SINUMERIK 840D采用TCP/IP 协议和OPC 协议等通信，通信协议存在潜在威胁；

> 网络传输的信息是否安全；

> 容易读取到网络上传输的消息，也可以冒充其它的结点。

* 协议――MPI

脆弱点分析：MPI MPI是一种适用于少数站点间通信的多点网络通信协议，用于连接上位机和少量PLC之间近距离通信。MPI协议为西门子公司内部协议，不对外公开。

风险评估：尚未发现MPI多点通讯协议的安全问题。

* 协议――G代码传输协议

脆弱点分析：G代码是数控程序中的指令，它是数控系统中人与制造机床的最本质桥梁，是上位机对下位机及加工部件最直接最根本控制；G代码传输采用的是基于TCP/IP协议之上的自定义协议，其传输过程中的G代码装载、卸载，PC_Panel上按键操作等都是进行明文传输。

风险评估：攻击者不仅可以嗅探到完全的G代码及上位机操作信息。而且可以对传输过程中的G代码进行篡改、重放，致使下位机接收错误的命令和数据，从而使得工业控制系统不可控，生产制造不合格甚至带有蓄意破坏性的工件。

4） 其他部分

* 数据存储

脆弱点分析：生产加工数据明文存放于PCU上，缺少必要的安全增加及保护措施。

风险评估：数据存在被非法获取的隐患。

* 特定部件

脆弱点分析：G代码在CF卡上有临时备份，通过数据处理，有可能获取到加工参数。

风险评估：可通过非法拷贝等方式对加工数据进行获取。

* 硬件安全

脆弱点分析：是否存在危险的硬件陷阱，如逻辑锁等安全问题。

风险评估：目前尚未发现。

3.3.3 管理安全

1）人员安全意识 工业控制系统在设计时多考虑系统的可用性，普遍对安全性问题的考虑不足，缺乏相应的安全政策、管理制度以及对人员的安全意识培养。

2）安全审计 缺少对系统内部人员在应用系统层面的误操作、违规操作或故意的破坏性等方面的安全审计。

3）安全运维与管理 缺少对账号与口令安全、恶意代码管理、安全更新（补丁管理）、业务连续性管理等关键控制领域实施制度化/流程化、可落地的、具有多层次纵深防御能力的安全保障体系建设。

4）核心部件使用管理 缺乏对类似NCU的CF卡这些核心部件的使用、复制和保管进行安全管理，防止非信任人员的接触的管理规定。

4 工控设备安全防护建议

1）建立纵深防御安全体系，提高工控系统安全性； 2）针对核心部件加强安全管理，进行严格的访问控制；3）加强网络脆弱性的防护、采用安全的相关应用软件 、严格控制NCU服务； 4）加强对工业控制系统的安全运维管理； 5）建立有效的安全应急体系；6）从设备采购、使用、维修、报废全生命周期关注其信息安全，定期开展风险评估，工控系统全生命周期如图6所示。

5 结束语

随着信息技术的广泛应用，工控系统已经从封闭、孤立的系统走向互联体系的IT系统，安全风险在不断增加。做好工控系统安全保密风险评估非常重要，研究工控设备的风险评估模型、流程，开展数控设备的安全保密风险评估实践，可以为工控系统的安全保密风险评估奠定重要的基础。

参考文献

[1] CNNVD. China National Vulnerability Database of Information Security [Z/OL]. （2011205221）， http： //.cn/.

[2] CNCERT. 2010年中国互联网安全态势报告[Z/OL].（2011205221）， CERT. 2010 report on the Internet Security Situation of China [Z/OL]. （2011205221）， .cn.（in Chinese）.

[3] NIST SP800-30.Risk Management Guide for Information Technology Systems[S]. Gary Stoneburner， Alice Goguen， and Alexis Feringa. National Institute of Standards and Technology（NIST），2002.

[4] GB/T 20984―2007.信息安全技术信息安全风险评估规范[S].北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2007.

[5] GB/T 20984―2007. Information Security Technology―Risk Assessment Specification for Information Security [S].Beijing： General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the Peopleps Republic of China，2007. （in Chinese）

[6] 赵冬梅，张玉清，马建峰.网络安全的综合风险评估[J].计算机科学， 2004，31（7）： 66-69.

作者简介：

谢彬（1966-），女，四川安岳人，中国纺织大学，大学本科，副主任，高级工程师；长期从事信息系统软件测评、信息系统安全保密相关的技术研究，负责了多个项目的技术安全保密检测、安全保密防护方案设计以及相关技术研究工作；主要研究方向和关注领域：信息安全相关技术、信息系统安全、工控系统安全。

贺志强（1983-），男，四川绵阳人，四川大学，硕士，测评工程师，工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全技术、信息安全及相关技术。

篇(7)

第二，建立互联网内容与网络安全监控体系，以网站、论坛、贴吧等为监控重点，及时了解社情民意，掌握舆情引导的主动权，杜绝网上不良信息传播，及时删除和封堵有害信息，严厉打击网上违法犯罪活动；建设和部署公共互联网网络安全监控与预警平台，建立分级预警和定期上报机制，加强对基础电信企业、互联网接入服务商、重点互联网网站的日常监测与管理，实施信息实名制和IP地址黑名单制度，提高互联网络安全应对能力；建立政府部门互联网接入安全保障体系，规范政府部门互联网安全接入，对网络攻击、网站挂马、网页篡改等信息安全事件进行实时监测，实现全网可管、可控、可剥离。

第三，健全信息安全应急响应体系，建设和完善信息安全通报平台、信息安全应急支援平台和辅助决策系统，为全省重大信息安全事件提供应急指挥和辅助决策。

第四，建立网络信任体系，优化提升数字证书认证和密钥管理系统，普及数字证书在电子政务和电子商务中的应用，建立授权管理和责任认定平台，通过身份认证、访问控制和授权管理等手段，促进信息资源合理利用。

第五，建立信息安全管理体系，推广石家庄市信息安全管理体系试点经验，逐步建立信息安全工作的长效管理机制；探索电子政务信息系统建设模式，为全省各级党政机关开展应用创造条件。