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。基于工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全檢查工作實踐，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)備層實施模擬攻擊，以發(fā)現(xiàn)各個模型層中存在的安全風(fēng)險和從外到內(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。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、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，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)險的考慮，檢查工作可以通過安全分級重點檢查、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)定運行。
3安全分級重點檢查
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)行實時掃描檢查，能夠及時發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險。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，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，結(jié)合威脅情報，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，對重點區(qū)域、企業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)安全態(tài)勢進(jìn)行重點監(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。通過互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全監(jiān)測平臺，實現(xiàn)7*24全天候聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、重點企業(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)定運行。
5仿真測試深層次檢查
在現(xiàn)場實際工業(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)場運行環(huán)境的工業(yè)控制系統(tǒng)環(huán)境，合理規(guī)劃以實現(xiàn)不同品牌、型號工控設(shè)備的互聯(lián)，并提供組態(tài)軟件實現(xiàn)實時監(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)ιa(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)運行保障的需求，并符合實際工業(yè)環(huán)境特點，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
