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  《今日自動化》  上海工業(yè)自動化儀表研究院/繆學(xué)勤

   眾所周知，2010年6月伊朗布什爾核電廠遭到“Stuxnet（震網(wǎng)）”病毒的攻擊，該病毒利用Windows操作系統(tǒng)漏洞，透過USB傳播，專門攻擊西門子公司設(shè)計制造的供水、發(fā)電等基礎(chǔ)設(shè)施的工業(yè)控制系統(tǒng)。經(jīng)過大量數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)，“震網(wǎng)”蠕蟲病毒能夠?qū)ふ夷繕?biāo)設(shè)施的控制系統(tǒng)，并且只有在指定配置的工業(yè)控制系統(tǒng)中才會被激活，從而控制被攻擊核電設(shè)施的冷卻系統(tǒng)或渦輪機(jī)的運(yùn)作，最嚴(yán)重情況，病毒能控制關(guān)鍵過程并開啟一連串執(zhí)行程序，可讓設(shè)施失控，最終導(dǎo)致整個系統(tǒng)自我毀滅。因為這種Stuxnet病毒的目標(biāo)是攻擊核電站，所以被形容為全球首個“計算機(jī)超級武器”或“網(wǎng)絡(luò)炸彈”。受“Stuxnet”病毒的影響，同年8月，伊朗布什爾核電廠啟用后發(fā)生了一連串的故障。但由于發(fā)現(xiàn)早，并及時采取措施，沒有造成嚴(yán)重后果。但是，“震網(wǎng)”病毒事件，已充分反映出工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全面臨著嚴(yán)峻的形勢。

   伊朗遭遇第二輪網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)病毒攻擊

   最近，多家國際計算機(jī)病毒防控機(jī)構(gòu)先后發(fā)出警告，他們發(fā)現(xiàn)一種威力強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)病毒“火焰”(Flame)正在中東地區(qū)大范圍傳播。其中，伊朗受病毒影響最嚴(yán)重。新型網(wǎng)絡(luò)病毒的目的是收集伊朗石油行業(yè)工廠企業(yè)關(guān)鍵信息，以配合正在對伊朗進(jìn)行的石油戰(zhàn)。

   研究表明，“火焰”病毒利用“視窗”操作系統(tǒng)漏洞侵入,可借助局域網(wǎng)絡(luò)、打印網(wǎng)絡(luò)和USB接口等傳播。這一病毒呈現(xiàn)木馬病毒和蠕蟲病毒的部分特征, 不會中斷終端系統(tǒng),其目的只是收集情報。它實際是一個工具包，當(dāng)計算機(jī)感染最初的“火焰”病毒后，計算機(jī)就會被安裝特定的任務(wù)模塊。這些特定的任務(wù)模塊可捕捉鍵盤敲擊、竊取密碼、刪除硬盤數(shù)據(jù)、自動截取屏幕信息、激活語音系統(tǒng)竊聽網(wǎng)絡(luò)電話和聊天內(nèi)容，甚至利用藍(lán)牙功能竊取與被感染電腦相連的智能手機(jī)、平板電腦中的內(nèi)容。然后再將竊取到的這些資料發(fā)送給遠(yuǎn)程操控該病毒的服務(wù)器。病毒編寫者借助北美、歐洲和亞洲等地區(qū)大約80個服務(wù)器操控病毒，一旦完成搜集數(shù)據(jù)任務(wù)，這些病毒還可自行毀滅，不留蹤跡。以復(fù)雜程度和功能效力衡量,新現(xiàn)身的“火焰”病毒超過已知的任何一種計算機(jī)病毒。“火焰”是危險的間諜工具，可以用于攻擊關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施。盡管伊朗宣布病毒被發(fā)現(xiàn)并得到有效遏制，但是早在今年4月，火焰病毒就竊取了伊朗石油行業(yè)工廠企業(yè)系統(tǒng)的大量信息，石油出口貢獻(xiàn)伊朗財政收入的80%，對經(jīng)濟(jì)起至關(guān)重要作用。

   防患未然，早日建立縱深防御體系

   為了確保國家經(jīng)濟(jì)安全，加強(qiáng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全，工信部于2011年9月下發(fā)了（工信部協(xié)〔2011〕451號）《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知》。通知指出工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于工業(yè)、能源、交通、水利以及市政等領(lǐng)域，用于控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行，一旦工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全出現(xiàn)漏洞，將對工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行和國家經(jīng)濟(jì)安全造成重大隱患。隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是信息化與工業(yè)化深度融合以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品越來越多地采用通用協(xié)議、通用硬件和通用軟件，以各種方式與互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)連接，病毒、木馬等威脅正在向工業(yè)控制系統(tǒng)擴(kuò)散，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問題日益突出。

   為了提高工業(yè)控制系統(tǒng)及其工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的信息安全性，國際電工委員會從技術(shù)和管理兩個方面制定了IEC 62443 “用于工業(yè)過程測量和控制的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)信息安全”國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工業(yè)控制系統(tǒng)分成5層，每層都要采取信息安全防護(hù)措施，以構(gòu)成多層分布式縱深防御體系架構(gòu)，如圖1所示。從圖中看出，在第5（企業(yè)）層，工廠企業(yè)防火墻用于保護(hù)整個企業(yè)防御Internet的安全威脅；在第3/4 (監(jiān)控) 層，管理層到控制系統(tǒng)的具有DMZ隔離區(qū)的防火墻用于保護(hù)整個控制系統(tǒng)；在第1/2（現(xiàn)場設(shè)備）層，分布式安全組件則用于保護(hù)諸如PLC或DCS等關(guān)鍵設(shè)備。

   根據(jù)上述信息安全標(biāo)準(zhǔn)的概念，德國菲尼克斯電氣公司研發(fā)了FL MGUARD工業(yè)信息安全組件，該組件可以使用在這種分布式架構(gòu)中，它們保護(hù)部分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、每一個生產(chǎn)單元或一個單獨(dú)的自動化設(shè)備。FL MGUARD平臺是一個獨(dú)立的系統(tǒng)，該平臺可以直接集成到連接至工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)計算機(jī)，若有需要，也可以PCI卡的形式完成集成。工業(yè)信息安全組件基于硬件的安全協(xié)議的實現(xiàn)既不需要修改計算機(jī)的配置，也不需要定期進(jìn)行軟件升級，相對于被保護(hù)系統(tǒng)所使用的處理機(jī)和操作系統(tǒng)，它是完全獨(dú)立的系統(tǒng)，絕不會對系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

   由于采用的分布式安全系統(tǒng)架構(gòu)是為每個工業(yè)系統(tǒng)的中央計算機(jī)、控制計算機(jī)或生產(chǎn)機(jī)器人分配一個其自身的工業(yè)信息安全組件，因而它具有獨(dú)立的安全等級，并特地配置了訪問權(quán)和其它方面的中央管理功能。工業(yè)信息安全組件使用被其保護(hù)的計算機(jī)相同的IP地址，因而它不會被入侵者識別，使它很難被發(fā)現(xiàn)，從而避免了隨之而來的攻擊。同時，該組件配置了基于Kaspersky Lab技術(shù)的病毒掃描器，用于監(jiān)視數(shù)據(jù)源以識別協(xié)議中的病毒（如HTTP、SMTP和FTP），使得工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠全面防御DOS、DDOS以及網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊。

   目前，一些國家正在進(jìn)行進(jìn)攻性和防御性兩種網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)爭系統(tǒng)的研究。我國應(yīng)當(dāng)防患未然，從戰(zhàn)略高度考慮，按照國際標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求工廠企業(yè)在信息安全建設(shè)之初，即根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，明確風(fēng)險狀況與安全需求、確立企業(yè)信息安全架構(gòu)的藍(lán)圖及建設(shè)路線圖，根據(jù)實際情況和需要選擇相應(yīng)的安全功能組件。從技術(shù)上實施系統(tǒng)的安全防護(hù)，工廠企業(yè)應(yīng)設(shè)置多道安全防線，提高系統(tǒng)的入侵檢測能力、事件反應(yīng)能力和快速恢復(fù)能力，形成綜合的、立體的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)防護(hù)體系，使得重點(diǎn)領(lǐng)域工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全走向縱深防御階段。