直流电源 IC200MDL750 GE通用电气 诚信经营质量可靠

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01 工业控制系统典型架构与现状

工业控制系统典型架构

工控系统的主要目标是实现工业自动化生产线的物流控制、设备信息监控及诊断处理，其主要功能包括设备管理、任务管理、日志管理、调度管理、诊断管理、系统仿真等。

工控系统通常包括，制造执行系统（MES），监控和数据采集（SCADA）系统，分布式控制系统（DCS），可编程逻辑控制器（PLC）等组件。MES系统主要对生产过程进行管理，如制造数据管理、生产调度管理、计划排程管理等。SCADA系统通常使用中心化的数据采集和监控手段来控制分散的设施。DCS系统通常用于控制本地区域内的生产系统，例如监控和调节本地工厂。PLC通常用于特定的离散设备，提供相应的调节控制。工控系统还涉及远程终端（RTU），智能电子设备（IED）以及确保各组件通信的接口技术。

工控系统还包含控制循环、人机接口（HMIs），和使用一系列网络协议构建的远程诊断和维护工具。工控系统广泛应用于各行各业，如电力、能源、化工行业、运输、制造（汽车、航空航天和耐用品）、制药、造纸、食品加工等。

由于工控系统应用的技术领域、行业特点以及承载业务类型的差异，工控系统的架构亦会不同。在典型的工控系统中，一般包括四个层级：现场设备层，现场控制层，过程监控层和生产管理层（层级0-层级3）。其上层生产管理层与企业资源层中的ERP软件对接（图一）。

工控系统的信息安全隐患分布于工控系统架构的所有层级。攻击者可能通过嗅探、欺骗、物理攻击及病毒传播的方式，进行以下未授权或非法操作，影响企业正常生产：

• 获取并分析各层级设备中的信息；

• 修改存储于工控系统组件中的敏感信息；

• 获得存储于工控系统组件中的用户凭证，冒充合法用户；

• 发布错误指令或进行错误配置；

• 传播恶意代码造成不必要的系统停机和数据破坏；

• 通过社会工程(Social Engineering)获取用户信息。

工控系统不同于传统IT系统。相比于IT系统，工控系统拥有以下特性：

• 系统对延时的忍耐度较低，对可靠性要求高，大多需要全年不间断工作；

• 部分工控系统仍旧使用陈旧的操作系统（OS），因此对此类系统的安全管理要求更高；

• 由于工控系统涉及软件、硬件、固件及工艺流程，因此其变更管理更为复杂；

• 系统通讯协议更为混杂，包括各种工业总线，工业以太网，无线接入，射频和卫星等；

• 系统整体架构更为繁杂，企业安全认知度和安全意识相对较低；

• 从风险角度看，除了传统信息安全以外，工控系统安全还需要关注人身、环境、生产以及物理等方面的安全；

• 系统生命周期更长，对系统设计完备性、工艺集成性要求更高等。

综上，相比IT系统，建立涵盖工控系统各层级的信息安全体系更为复杂，需要企业管理层的重视和监管，以及企业内跨部门的协作。

工业控制系统安全现状

一直以来，企业信息安全的防护措施主要集中传统IT系统，特别是面向公众的系统和服务。针对工控系统的信息安全问题，企业往往采取模糊即安全（securityby obscurity ）的被动方式，未给予足够的关注和重视。

根据CVE（Common Vulnerabilities andExposures）的统计显示（详见图二），2011年起工控系统漏洞的发布数量显著增加，并且发生针对工控系统的安全事件，其中影响较大有：2010年伊朗核电站的震网病毒攻击导致铀浓缩设备故障事件，2015年的乌克兰大规模停电事件，2018年台积电生产基地被攻击的事件，以及2019年委内瑞拉的电网被攻击导致全国大部分地区断电事件。这些事件都造成了十分严重的后果。

根据2015年美国国家标准技术研究所（National Institute of Standards andTechnology，NIST）的调查结果*，工业控制系统可能面临的安全事件主要有：

• 阻塞或延迟通过工控系统网络的信息流，中断工控系统的运行；

• 未经授权的篡改指令、命令或警报阈值，损坏或关闭设备，造成环境影响以及威胁人身安全；

• 向系统管理员发送不当信息，以掩盖未经授权的更改，或引起操作员采取不适当行动；

• 工控系统软件或配置被非授权修改，或软件被病毒或恶意软件感染；

• 干扰设备保护系统的运行，危及昂贵且难以更换的设备；

• 干扰安全系统的运行，危及人身安全。

（*Source：Guide to Industrial Control SystemsSecurity，2015，NIST）

依据普华永道中国的追踪和研究，我们发现企业缺乏有效的管理和技术措施保障工控系统的安全，存在较多安全隐患。诸如：

• 操作系统的安全漏洞；

• 防病毒及恶意软件的管控漏洞；

• 使用U盘、光盘等外接设备的管控缺失；

• 设备维修时，笔记本电脑存在随意接入的情况；

• 工控系统网络边界防护不充分；

• 访问和接触控制（包括远程访问、管理维护）薄弱；

• 工控软件生命周期的安全管理漏洞；

• 缺乏安全事件应急响应机制。

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