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★李兆崇寧波和利時信息安全研究院有限公司

★郝堅勇杭州和利時自動化有限公司

★付海州寧波和利時信息安全研究院有限公司

★楊康杭州和利時自動化有限公司

★胡永鐘寧波和利時信息安全研究院有限公司

關鍵詞：信息安全；等級保護；私有協議；深度融合

1　項目概況

1.1　項目背景

某油田輕烴回收廠將油田生產的天然氣中含有的乙烷組分進行回收，使該廠石油液體年產量從45萬噸級躍升至120萬噸級，成為該油田經濟增長的新“引擎”。其中乙烷回收裝置設計處理規模為每年100億立方米天然氣，是國內單列規模最大的乙烷回收裝置之一。

1.2　項目簡介

該油田輕烴回收廠廠內網絡分為生產網與辦公網，生產網主要承載與生產相關的控制系統的正常運行與流轉，辦公網主要承載信息化系統與日常辦公的正常流轉。生產網的乙烷回收工程控制系統均采用國產化系統，其分別采用和利時DCS/SIS系統實現乙烷回收工程自動化控制和采用和利時HiaPlantSCADA作為油氣生產網/辦公網數據庫，并且為辦公網信息化系統提供流程圖的Web發布。

隨著業務的不斷發展，不僅需要對傳統的辦公網實現安全防護，還需要依據等保要求和現場業務實際需求對生產網的工控系統進行安全防護，并且隨著智慧油田的逐步發展，生產網與辦公網之間的交互逐步從單純的數據交互轉變到業務交互，也對跨網交互中的邊界安全性提出了更高的防護要求。

1.3　項目目標

本項目為了實現對乙烷回收工程控制系統的安全保護，采用和利時全系列工控安全設備實現安全防護，按照等保三級要求進行建設，具體完成對乙烷回收控制系統的主機終端防護、邊界隔離、流量審計、日志審計以及安全管理等方面的設計、安裝、調試和投運工作，并且針對現場實際需求，與和利時HiaPlantSCADA數據庫系統采取定制化協同開發實現了生產網辦公網數據庫同步的私有協議解析，將該功能模塊嵌入到現場網閘中，實現了安全防護的同時，又解決了業務同步的問題。

2　項目實施

該項目整體按照等保三級建設，滿足一個中心、三重防護的合規要求，首先對乙烷回收工程的相關控制系統實現了安全防護。為了給控制系統穿上“安全鎧甲”，另外針對生產網與辦公網之間的業務交互，本項目創新性地提出了“業務+安全”的防護理念，針對生產網與辦公網之間的業務交互，定制開發了相關私有協議的深度解析，并將其嵌入到工業安全隔離網閘中，與國產化控制系統和國產化數據庫實現協同防護，使得生產網與辦公網真正實現了“業務安全交互”，推動了以往國外數據庫的國產化替代，節省了大量的投資成本，項目建成后減少了部分維護人員，并且組織多次相關安全培訓，幫助企業提升了維護人員的安全運維能力。

其中生產網與辦公網安全交互部分功能示意圖如圖1所示。

圖1 生產網與辦公網安全交互部分功能示意圖

整個項目中硬件平臺部分包括：

（1）工業防火墻；

（2）工業安全網閘（內嵌私有協議解析模塊）；

（3）工業網絡審計系統（含入侵檢測功能）；

（4）工業日志審計系統；

（5）工業安全管理平臺。

軟件平臺部分包括：

（1）工業終端安全防護軟件；

（2）主機加固軟件。

具體實現方式如下：

（1）工業防火墻接入

通過工業防火墻產品的部署，建立DMZ區，在DMZ區部署防火墻，對生產網與辦公網之間的網絡邊界進行邏輯隔離防護，實現web發布的同步。

（2）工業隔離網閘系統接入

通過工業隔離網閘的部署，在生產網數據庫服務器與辦公網數據庫服務器之間部署工業安全網閘，采取定制化的私有協議深度解析，實現生產網與辦公網的數據自動同步，解決了石油化工企業的一個難點，真正做到業務與安全的深度融合。

（3）工業網絡審計系統接入

通過網絡審計產品的部署，實現對工業網絡流量狀態的集中監測，實現了對各種工業協議的DPI，同時可以對安全事件進行追溯與查證，提供了強有力的事后分析，并且配備入侵檢測模塊，系統內置豐富的規則庫，可通過對網絡流量數據的分析，發現網絡異常行為或攻擊行為。

（4）主機加固軟件

通過部署主機加固軟件以及加固服務，實現對主機終端系統的進一步安全加固。

（5）工業主機安全衛士

通過終端防護軟件產品的部署，實現了基本的主機終端防護，防止了惡意代碼的入侵，保護了計算環境的安全。

（6）工業日志審計系統接入

通過工業日志審計系統產品的部署，實現對安全設備、網絡設備、主機系統、數據庫等進行日志數據采集、分類和分析。

（7）工業安全管理平臺接入

通過工業安全管理平臺的部署，實現工控安全設備和集中管理系統的統一管控，實現對終端設備進行集中化的性能狀態監控和安全策略管理，實現對工業網絡安全態勢的全面掌控，連通了安全防護孤島，為安全管理者提供了決策依據，實現了工業信息安全處置閉環。

3　案例亮點及創新性

3.1應用效果

該項目針對油氣生產網與辦公網業務的特殊性，實現了工業隔離網閘定制研發數據庫私有協議的解析，實現了國外數據庫的國產化替代以及安全防護雙重應用效果，其中使該廠的原有國外數據庫替換為國產自主可控數據庫，投入成本下降百分之30以上。另外該項目輔助客戶實現了生產網與辦公網系統流程圖的同步，節約了維護成本，人力投入減小百分之40以上。

項目整體按照等保三級建設，滿足一個中心、三重防護的合規要求，從安全計算環境、安全通信網絡、安全區域邊界與安全管理中心各個維度實現了工控系統的安全防護，防止了辦公網的未知威脅入侵到工控網。

3.2案例亮點和創新點

該項目的實施與應用解決了油氣行業一直存在的兩個難點問題：

（1）生產網工控系統如何做好安全防護？

通過全系列工控安全防護設備的安全服務實現了對工控系統的體系化防護，滿足等保三級防護水平。

（2）生產網與辦公網之間如何實現業務的安全交互？

通過網閘定制功能實現了現場國產化私有協議的深度解析，使生產網與辦公網數據和畫面可以安全地進行交互，真正實現了“業務+安全”的防護理念，為石油化工行業類似應用場景做了成功示例。

3.3可復制推廣價值分析

（1）石油化工行業類似場景的探索

解決生產網與辦公網業務安全交互的問題，通過網閘定制功能實現現場國產化私有協議的深度解析，使生產網與辦公網數據和畫面可以安全地進行交互，真正實現了“業務+安全”的防護理念，為石油化工行業類似應用場景做了成功示例；

（2）經濟效益

該項目從商業價值來看，可以從兩個角度來說，首先依據合規，按照等保三級對現場工控系統進行了安全防護建設，輔助企業實現了安全生產，大大降低了被感染的風險和由此帶來的經濟損失。其次，該項目工控安全體系建設與現場工控系統實際情況進行了緊密結合，實現協同防護，網閘實現了現場國產實時數據庫的定制化私有協議的深度解析，幫助客戶實現了對以往PHD的國產化取代，大大節約了TCO成本。

（3）社會效益

乙烷回收工程是地方貫徹落實資源轉化戰略、增加石油液體產量、實現提質增效的一項重點工程，也是“十四五”轉方式、調結構的重點項目，將為下游乙烯項目提供優質的乙烷原料，實現天然氣資源的深度利用。

乙烷回收裝置采取和利時國產化DCS/SIS系統以及國產化數據庫HiaPlantSCADA數據庫系統，本次工控安全項目實現對相關控制系統的安全防護，保證了乙烷回收裝置控制系統的正常流轉，為該重點工程提供了安全保障。

作者簡介

李兆崇（1981-），男，河南平頂山人，高級工程師，學士，現就職于寧波和利時信息安全研究院有限公司，主要從事工業信息安全方面的研究。

郝堅勇（1990-），男，山西晉中人，中級工程師，學士，現就職于杭州和利時自動化有限公司，主要從事工業信息安全方面的研究。

付海州（1986-），男，陜西西安人，中級工程師，學士，現就職于寧波和利時信息安全研究院有限公司，主要從事工業信息安全方面的研究。

楊　康（1986-），男，陜西咸陽人，副高級工程師，學士，現就職于杭州和利時自動化有限公司，主要從事工業信息安全方面的研究。

胡永鐘（1987-），男，福建三明人，中級工程師，碩士，現就職于寧波和利時信息安全研究院有限公司，主要從事工業信息安全方面的研究。

摘自《自動化博覽》2024年1月刊