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3　工控安全運維實踐

隨著兩化融合的不斷深入，以及物聯網、云計算和大數據等新一代信息技術的快速發展，工業控制系統智能化、網絡化趨勢日漸明顯，病毒、木馬等威脅向工業控制系統持續擴散。近年來，工控安全事件頻頻發生，工控安全漏洞數量持續增長，工業控制系統面臨著日益嚴峻的安全形勢。國家“十三五”規劃《綱要》、網絡強國、《中國制造2025》及“互聯網+”等一系列戰略部署的推進實施，對我國工控安全保障工作提出了更高的要求，迫切需要快速提升工控安全運維保障水平和事件應急處置能力，更好地支撐經濟社會健康有序發展，維護國家安全。

為切實幫助工業企業掌握現有網絡安全風險，加強企業對工控系統網絡安全工作的規劃管理和運維，形成可行的安全防護策略，提升企業工控系統安全管理和技術防護水平，依據《國務院關于大力推進信息化發展和切實保障信息安全的若干意見》（國發〔2012〕23號）、《關于加強工業控制系統信息安全管理的通知》（工信部協〔2011〕451號）要求，形成如下管理方法，供工業企業決策人員參考。

3.1　運維方法

運維工作需要在最大限度的不影響被檢測單位工控系統正常運行的前提下，實施技術監測和檢查，其內容包含但不限于如下項目：

3.1.1　網絡架構分析

網絡架構分析是通過對被測試目標系統的網絡拓撲，以及網絡層面細節架構進行的安全性評估，該項檢查通過對目標系統的網絡設備的部署、配置的手動檢查，分析用戶的網絡邊界是否安全，安全規則是否設置合理等。

（1）邊界安全

· 查閱網絡拓撲圖，檢查重要設備連接情況，現場核查內部工控系統的交換機、路由器等網絡設備，確認以上設備的光纖、網線等物理線路沒有與互聯網及其他公共信息網絡直接連接，有相應的安全隔離措施；

· 查閱網絡拓撲圖，檢查接入互聯網情況，統計網絡外聯的出口個數，檢查每個出口是否均有相應的安全防護措施（互聯網接入口指內部網絡與公共互聯網邊界處的接口，如聯通、電信等提供的互聯網接口，不包括內部網絡與其他非公共網絡連接的接口）；

· 查閱網絡拓撲圖，檢查是否在網絡邊界部署了防火墻、訪問控制、入侵檢測、安全審計、非法外聯檢測、惡意代碼防護等必要的安全設備。

（2）設備自身安全

通過手工測試和工具掃描，檢查網絡設備自身是否存在弱口令，信息泄漏，命令執行等安全隱患。

3.1.2　開機取證檢查

開機取證檢查是利用操作系統自帶命令檢查當前系統的各種信息，并通過命令返回的信息了解操作系統是否有已存在的安全問題和風險，比如檢查系統是否感染了惡意軟件、非法的U盤插拔等問題。該測試方法可以直接在操作系統開機情況下進行本地檢查，不需要安裝任何軟件，不會影響系統的正常運行。

· 系統信息；

· 網絡連接；

· 用戶信息；

· 隱私信息；

· 安全信息。

3.1.3　應用安全性檢查

應用安全性檢查主要是對被測試系統內應用、功能、業務系統進行安全性檢查，應用安全性檢查主要通過人工測試、遠程測試方式進行，檢查的范圍主要涵蓋主機系統上運行的應用及其業務系統，諸如Web應用系統、數據庫、中間件等。

3.1.4　系統安全性檢查

系統安全性檢查是通過遠程、本機檢查以及現場調研的方式檢查主機操作系統的安全性，在執行系統安全性檢查時不會主動對主機存在的漏洞進行驗證的嘗試以及對具有風險的漏洞進行確認操作，僅根據系統的版本和服務指紋特征檢查主機存在的安全漏洞，或通過使用本機檢查的方式進行，系統安全性檢查不需要安裝任何軟件，不會影響系統的正常運行，在執行遠程部分的檢查時僅會影響較小的系統性能和網絡帶寬。

3.1.5　控制系統組件安全性檢查

控制系統組件安全性檢查是通過利用遠程、本機檢查以及現場調研的方式檢查主機操作系統的安全性，檢查涵蓋的工控系統內的應用組件包含且不限于如下：

· SCADA組態軟件；

· 組態編程軟件；

· 實時與歷史數據庫；

· 工控通信軟件（IOServer）。

對控制系統組件安全性遠程檢查通過應用指紋特征發現被檢查對象網絡中正在運行的應用組件，利用漏洞指紋特征發現存在漏洞的應用組件版本，進行遠程檢查時不需要安裝任何軟件，不會影響系統的正常運行。

3.1.6　控制系統設備安全性檢查

控制系統設備安全性檢查會對被檢查工段的工控設備的運行情況、廠商、型號進行調研并結合工控設備已存在的安全漏洞、隱患進行研判，同時根據情況還將利用工控脆弱性分析系統或工控系統信息采集與風險分析平臺，通過輕量級的工控無損掃描技術，以工業特有通信協議與工控軟硬件進行交互，搜索工控軟硬件的必要信息。系統搜索過程中對工業控制系統及系統業務無干擾，不影響系統本身的正常運行。

控制系統設備安全性檢查的資產類型包含且不限于PLC、控制器、視頻監控、DCS、串口服務器及其他工控通信設備（通信網關）等。

3.1.7　工控協議使用情況檢查

工控協議從設計之初一般沒有考慮安全、認證、加密等因素，在通信過程中沒有復雜的認證和加密，加上工控協議的特性是面向命令、面向功能、輪詢應答式，攻擊者只需要掌握協議構造方式，并接入到了工控網絡中，便可以通過協議對目標設備的任意數據進行篡改。工控協議使用情況檢查將對被檢查工段內使用的工控通信協議進行風險評估，通過調研的方式了解被檢查工段內工控設備的通信模型，包括使用的工控協議、傳輸的業務數據類型，根據情況將利用工控脆弱性分析系統和工控系統信息采集與風險分析系統對被檢查的目標網絡內所支持的工控協議的運行情況實現指紋發現。

工控協議使用情況檢查的協議類型包含且不限于Modbus、OPC、OPC UA、EtherNet/IP、IEC104、DNP3、IEC61850…

3.2　事件與報警管理

事件與報警管理作為風險管理的一部分，通過實時數據收集和分析軟件平臺，可持續監測流程控制系統，發現網絡安全風險的跡象。該解決方案可在控制自動化系統上運行，并可與安全信息和事件管理系統（SIEM）等企業安全平臺以及領先網絡和端點安全產品整合。采用強大的專有算法，可監測所有網絡和系統設備、探測威脅并識別網絡上的已知和未知設備通訊。通過實時預警和警報可使工業控制系統的漏洞與威脅及早地傳達給工廠人員。解決方案提供有關工業控制系統中風險的可能原因、潛在影響以及推薦措施的專業指南。

工控信息安全同樣屬于信息安全，安全防護是一個綜合性的課題，是一套體系。安全防護的手段固然很多，但是每類工具或防護設備都面對某種特定的攻擊，而威脅的來源是不確定的，防護來自四面八方的攻擊不可能只靠幾個環節的防護就一勞永逸。就像簡單的水桶原理，有些地方再牢固，但是一個明顯的短板也會導致能力的喪失。所以對于安全而言，強大高效的防護能力首先來自于管理有序、組織嚴密的防護體系。

在工控信息網絡環境中做整體的安全防護，勢必要涉及掌握全網的運行狀況、安全狀況，處理大量設備產生的安全數據和監控信息，通過集中高效的告警機制快速發現定位問題，快速地處置安全故障和威脅。解決用戶的主要需求包括：

（1）統一識別和梳理網內的各類設備和網元節點，集中維護全網設備基本信息、運行配置信息以及安全信息。

（2）對網絡中的各類設備進行集中的狀態及性能監控。

（3）工控領域常見的拓撲或直觀呈現的方式表現網絡環境及各設備的運行狀態和安全狀態。

（4）對工控的業務操作流程進行梳理，形成各個工業操作業務流的健康性監控。

（5）能夠識別工控協議以及操作指令，并在此基礎上進行合規審計以及異常發現。

（6）能夠統一收集存儲各類安全信息，并進行集中化的呈現，呈現方面應用大量可視化技術，增加數據可讀性，最大可能地提升用戶的監控效率。

（7）通過統一的策略進行全網的威脅分析和安全告警。

（8）強大的關聯分析能力對所采集的海量安全信息進行綜合分析，發現更多維度、更深層次的安全威脅和業務違規。

（9）通過系統的手段流程化的對安全故障、隱患、問題進行規范化處置，提升問題解決效率和規范程度。

4 結語

基于“PDCA”的工控安全運維管理系統是以客戶的業務信息系統安全為保障目標，從監控、審計、風險、運維四個維度對全網的整體安全進行集中化管理與運維，為工控用戶在工控環境下建立起一個可視、可查、可度量與可擴展的監控體系。借助本系統，用戶可以獲得對全網安全的可視化，并洞悉業務信息系統的運行狀況與安全狀況；可以對全網的安全事件進行綜合分析與審計，識別和定位外部攻擊、內部違規；可以進行業務系統的安全風險度量、安全態勢度量和安全管理建設水平度量；可以進行持續的安全巡檢、應急響應與知識積累，不斷提升安全管理的能力。

（1）全面掌握網絡中的威脅信息，迅速發現異常

系統幫助用戶全視角掌握網絡中全部安全信息，透視網絡中網絡狀態及異常信息，了解業務路徑，監測業務流程的合規性。并且該系統通過強大的關聯分析技術在多維且海量的信息中洞察威脅行為，包括識別各類性能故障、非法訪問控制、不當操作、惡意代碼、攻擊入侵，以及違規與信息泄露等行為。

（2）日常安全運維工作的有力工具

對于工控安全日常安全運維而言，核心的工作內容就是對各設備及重要業務系統進行持續監測，確保網絡、主機、應用、業務、重要信息和人員資產的安全。更具體地說，就是要持續監測并識別針對網絡、主機、應用、業務、重要信息和人員資產性能故障、非法訪問控制、非法或不當操作、惡意代碼、攻擊入侵、違規與信息泄露行為。

系統以時間、空間、特征為基礎，對網絡流進行多維度、細粒度的分析，并通過形象的圖表曲線幫助客戶實現流分布的可視化。

系統通過提供統一的告警響應機制以及標準OPC接口的方式，為用戶提供了集中的告警發現平臺，并且對于發現的告警或故障給予運維處置上的支撐，通過標準OPC接口的方式實現快速化、實時化的問題通知，并且可達到處理過程的跟蹤督促以及事后的追查。

作者簡介：

魏欽志，烽臺科技（北京）有限公司聯合發起人、董事長，燈塔實驗室執行合伙人。工業控制系統信息安全產業聯盟副秘書長，計算機病毒防御技術國家工程實驗室技術委員會委員，中國化工學會青年委員。在智能制造、工業控制信息化和自動化行業有十余年工作經驗，六年工控安全經驗。參與并主導過工業信息安全產品設計，被發改委納入信息安全專項資金的支持計劃。帶領團隊參與和推動國內主要工控安全標準制訂與應用，面向行業用戶提供評估及保障服務。

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[6] GB/T32919-2016. 工業控制系統安全控制應用指南[Z].

摘自《自動化博覽》2017年10月刊