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摘要：

工業控制系統網絡安全防護體系是工業行業現代化建設體系中的重要組成部分，對保證工業安全、穩定、可持續競爭發展具有重要意義。基于此，文章從工業控制系統相關概述出發，對工業控制系統存在的網絡安全問題，以及當今工業控制系網絡安全防護體系設計的優化進行了分析與闡述，以供參考。

關鍵詞：

工業控制系統；網絡安全；防護體系

0引言

工業控制系統是我國工業領域建設中的重要組成部分，在我國現代化工業生產與管理中占有重要地位。隨著近年來我國工業信息化、自動化、智能化的創新與發展，工業控制系統呈現出網絡化、智能化、數字化發展趨勢，并在我國工業領域各行業控制機制中，如能源開發、水文建設、機械制作生產、工業產品運輸等得到了廣泛應用。因此，在網絡安全隱患頻發的背景下，對工業控制系統網絡安全防護體系的研究與分析具有重要現實意義，已成為當今社會關注的重點內容之一。

1工業控制系統

工業控制系統（IndustrialControlSystem，ICS）是由一定的計算機設備與各種自動化控制組件、工業信息數據采集、生產與監管過程控制部件共同構成且廣泛應用與工業生產與管理建設中的一種控制系統總稱[1]。工業控制系統體系在通常情況下，大致可分為五個部分，分別為“工業基礎設施控制系統部分”、“可編程邏輯控制器/遠程控制終端系統部分（PLC/RTU）”、“分布式控制系統部分（DCS）”、“數據采集與監管系統部分（SCADA）”以及“企業整體信息控制系統（EIS）”[2]。近年來，在互聯網技術、計算機技術、電子通信技術以及控制技術，不斷創新與廣泛應用的推動下，工業控制系統已經實現了由傳統機械操作控制到網絡化控制模式的發展，工業控制系統的結構核心由最初的“計算機集約控制系統（CCS）”轉換為“分散式控制系統（DCS）”，并逐漸趨向于“生產現場一體化控制系統（FCS）”的創新與改革發展。目前，隨著我國工業領域的高速發展，工業控制系統已經被廣泛應用到水利建設行業、鋼鐵行業、石油化工行業、交通建設行業、城市電氣工程建設行業、環境保護等眾多領域與行業中，其安全性、穩定性、優化性運行對我國經濟發展與社會穩定具有重要影響作用。

2工業控制系統存在的網絡安全威脅

2.1工業控制系統本身存在的問題

由于工業控制系統是一項綜合性、技術復雜性的控制體系，且應用領域相對較廣。因此，在設計與應用過程中對工作人員具有較高的要求，從而導致系統本身在設計或操作中容易出現安全隱患。

2.2外界網絡風險滲透問題

目前，工業控制系統網絡化設計與應用，已成為時展的必然趨勢，在各領域中應用工業控制系統時，對于數據信息的采集、分析與管理，需要工業控制系統與公共網絡系統進行一定的鏈接或遠程操控。在這一過程中，工業控制系統的部分結構暴露在公共網絡環境中，而目前公共網絡環境仍存在一定的網絡信息安全問題，這在一定程度上將會導致工業控制系統受到來自網絡病毒、網絡黑客以及人為惡意干擾等因素的影響，從而出現工業控制系統網絡安全問題。例如，“百度百科”網站，通過利用SHODAN引擎進行OpenDirectory搜索時，將會獲得八千多個處于公共網絡環境下與“工業控制系統”相關的信息，一旦出現黑客或人為惡意攻擊，將為網站管理系統帶來嚴重的影響[3]。

2.3OPC接口開放性以及協議漏洞存在的問題

由于工業控制系統中，其網絡框架多是基于“以太網”進行構建的，因此，在既定環境下，工業過程控制標準OPC（Ob-jectLinkingandEmbeddingforProcessControl）具有較強的開放性[4]。當對工業控制系統進行操作時，基于OPC的數據采集與傳輸接口有效網絡信息保護舉措的缺失，加之OPC協議、TCP/IP協議以及其他專屬代碼中存在一定的漏洞，且其漏洞易受外界不確定性風險因素的攻擊與干擾，從而形成工業控制系統網絡風險。

2.4工業控制系統脆弱性問題

目前，我國多數工業控制系統內部存在一定的問題，致使工業控制系統具有“脆弱性”特征，例如，網絡配置問題、網絡設備硬件問題、網絡通信問題、無線連接問題、網絡邊界問題、網絡監管問題等等[5]。這些問題，在一定程度上為網絡信息風險因素的發生提供了可行性，從而形成工業控制系統網絡安全問題。

3加強工業控制系統網絡安全防護體系的建議

工業控制系統網絡安全防護體系的構建，不僅需要加強相關技術的研發與利用，同時也需要相關部門（如，設備生產廠家、政府結構、用戶等）基于自身實際情況與優勢加以輔助，從而實現工業控制系統網絡安全防護體系多元化、全方位的構建。

3.1強化工業控制系統用戶使用安全防護能力

首先，構建科學且完善的網絡防護安全策略：安全策略作為工業控制系統網絡安全防護體系設計與執行的重要前提條件，對保證工業控制系統的網絡安全性具有重要指導作用。對此，相關工作人員應在結合當今工業控制系統存在的“脆弱性”問題，在依據傳統網絡安全系統構建策略優勢的基礎上，有針對性的制定一系列網絡防護安全策略，用以保證工業控制系統安全設計、操作、管理、養護維修規范化、系統化、全面化、標準化施行。例如，基于傳統網絡安全策略——補丁管理，結合工業控制系統實際需求，對工業控制系統核心系統進行“補丁升級”，用以彌補工業控制系統在公共網絡環境下存在的各項漏洞危機[6]。在此過程中，設計人員以及相關工作者應通過“試驗測驗”的方式，為工業控制系統營造仿真應用環境，并在此試驗環境中對系統進行反復測驗、審核、評價，并對系統核心配置、代碼進行備份處理，在保證補丁的全面化升級的同時，降低升級過程中存在的潛在風險。其次，注重工業控制系統網絡隔離防護體系的構建：網絡隔離防護的構建與執行，對降低工業控制系統外界風險具有重要意義。對此，相關設計與工作人員應在明確認知與掌握工業控制系統網絡安全防護目標的基礎上，制定相應的網絡隔離防護方案，并給予有效應用。通常情況下，工業控制系統設計人員應依據不同領域中工業控制系統類型與應用需求，對系統所需設備進行整理，并依據整理內容進行具體測評與調試，用以保證各結構設備作用與性能的有效發揮，避免出現設備之間搭配與連接不和諧等問題的產生；根據工業控制系統功能關鍵點對隔離防護區域進行分類與規劃（包括工業控制系統內網區域、工業控制系統外部區域、工業控制系統生產操作區域、工業控制系統安全隔離區域等），并針對不同區域情況與待保護程度要求，采用相應的舉措進行改善，實現不同風險的不同控制[7]。與此同時，構建合理、有效的物理層防護體系：實踐證明，物理層防護體系的構建（物理保護），對工業控制系統網絡安全防護具有至關重要的作用，是工業控制系統實現網絡安全管理與建設的重要基礎項目，也是核心項目，對工業控制和系統網絡防護體系整體效果的優化，具有決定性作用。因此，在進行工業控制防護系統網絡安全防護體系優化設計時，設計人員以及相關企業應注重對工業控制系統物理層的完善與優化。例如，通過配置企業門禁體系，用以避免外來人員對工業現場的侵害；依據企業特色，配設相應的生產應急設備，如備用發電機、備用操作工具、備用電線、備用油庫等，用以避免突發現象導致設計或生產出現問題；通過配置一定的監測管理方案或設施，對系統進行一體化監管，用以及時發現問題（包括自然風險因素、設備生產安全風險因素等）并解決問題，保證工業控制系統運行的優化性。此外，加強互聯網滲透與分析防治：設計工作人員為避免工業控制系統互聯網滲透安全威脅問題，可通過換位思考的形式，對已經設計的工業控制系統網絡安全防護體系進行測評，并從對方的角度進行思考，制定防護對策，用以提升工業控制系統網絡安全性。

3.2強化工業控制系統生產企業網絡安全防護能力

工業控制系統生產企業，作為工業控制系統的研發者與生產者，應提升自身對工業控制系統網絡安全設計的重視程度，從而在生產過程中保證工業控制系統的質量。與此同時，系統生產企業在引進先進設計技術與經驗的基礎上，強化自身綜合能力與開發水平，保證工業控制系統緊跟時展需求，推動工業控制系統不斷創新，從根源上降低工業控制系統自身存在安全風險。

3.3加大政府扶持與監管力度

由上述分析可知，工業控制系統在我國各領域各行業中具有廣泛的應用，并占據著重要的地位，其安全性、穩定性、創新性、優化性對我國市場經濟發展與社會的穩定具有直接影響作用。由此可見，工業控制系統網絡安全防護體系的構建，不僅是各企業內部組織結構體系創新建設問題，政府以及社會等外部體系的構建同樣具有重要意義。對此，政府以及其他第三方結構應注重自身社會責任的執行，加強對工業控制系統安全防護體系環境的管理與監督，促進工業控制系統安全防護外部體系的構建。例如，通過制定相應的網絡安全運行規范與行為懲罰措施，用以避免互聯網惡意破壞行為的發生；通過制定行業網絡安全防護機制與準則，嚴格控制工業控制系統等基礎設施的網絡安全性，加大自身維權效益。

4結論

綜上所述，本文針對“工業控制系統網絡安全防護體系”課題研究的基礎上，分析了工業控制系統以及當今工業控制系統存在的網絡安全問題，并在工業控制系統網絡安全防護體系設計的基礎上，提供了加強工業控制系統網絡安全防護體系設計的優化對策，以期對工業控制系統網絡安全具有更明確的認知與理解，從而促進我國工業控制系統網絡安全防護體系建設的優化發展。

參考文獻：

[1]王棟,陳傳鵬,顏佳,郭靚,來風剛.新一代電力信息網絡安全架構的思考[J].電力系統自動化,2016(2):6-11.

[2]薛訓明,楊波,汪飛,郭磊,唐皓辰.煙草行業制絲生產線工業控制系統安全防護體系設計[J].科技展望,2016(14):264-265.

[3]劉凱俊,錢秀檳,劉海峰,趙章界,李智林.首都城市關鍵基礎設施工業控制系統安全保障探索[J].網絡安全技術與應用,2016(5):81-86.

[4]羅常.工業控制系統信息安全防護體系在電力系統中的應用研究[J].機電工程技術,2016(12):97-100.

[5]劉秋紅.關于構建信息安全防護體系的思考——基于現代計算機網絡系統[J].技術與市場,2013(6):314.

[6]孟雁.工業控制系統安全隱患分析及對策研究[J].保密科學技術,2013(4):16-21.

[7]宮亞峰,張格,程宇.維護工業控制系統網絡安全是實現強國目標的重要保證[J].自動化博覽,2017(2):28-33.

作者:林楓 單位:中國空空導彈研究院