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壹劣乌
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1 工业控制系统安全理念及其解决方案启明星辰张晔 Mobile:

2 I 工控系统安全背景纲要 II III 工控系统安全特点工控系统安全理念 IV 工控系统安全解决方案 V 启明星辰与工控系统安全

3 工业控制系统的演进过程工业控制系统技术由专用性向通用性演进工控系统伴随着 IT 技术的发展而发展, 且大量采用 IT 通用软硬件, 如 PC 操作系统数据库系统以太网 TCP/IP 协议等 ; 工业控制系统由封闭性向开发性演进 : 互联网物联网技术的发展, 工业化与信息化的深度融合, 使工控系统不再是一个独立的系统工业控制系统由硬到软演进 : 工业控制系统由机械化电气化电子化软件智能化方向不断演进即工控控制系统不断的由硬到软在演进 1 工控系统的安全问题是 IT 系统安全问题的延伸与放大!

4 工控安全事件 (1) 2010 年 11 月 16 日, 伊朗布什尔核电站遭到震网病毒攻击, 造成 1000 台离心机被摧毁, 浓缩铀被毁 2008 年, 攻击者入侵波兰某城市的地铁系统, 通过电视遥控器改变轨道扳道器, 导致 4 节车厢脱轨 2011 年, 黑客通过入侵数据采集与监控系统 SCADA, 使得美国伊利诺伊州城市供水系统的供水泵遭到破坏

5 工控安全事件 (2) 2008 年, 华中 ( 河南 ) 电网因继电保护误动作安全稳定控制装置拒动等原因引发一起重大电网事故, 导致华中东部电网与川渝电网解列, 华中电网与西北电网直流闭锁与华北电网解列 2007 年, 法国电力公司全资企业广西来宾 B 电厂 (2 台 36 万千瓦燃煤机组 ) 因江边水泵房设备的控制和通讯完全中断, 造成两台机组停运, 全厂对外停电 2006 年, 清华同方环境有限责任公司在中国华能集团公司德州电厂二期 3 号机组脱硫装置试运行过程中, 旁路门突然非受控性关闭, 致使工作间内 7 人被埋, 其中 4 人经抢救无效死亡

6 某行业行业工控安全事件 (3) 移动存储设备的随意接入, 把病毒代入工控系统工控系统运维人员笔记本接入工控网络, 把病毒带入到工控系统维护工控系统疏忽导致网线插错, 造成工控网形成网络风暴, 造成生产停车固定 IP 地址与 DHCP 共存造成的 IP 地址冲突, 影响生产作业工业交换机损坏, 工艺控制失效, 导致生产线上的原材料报废生产网与管理网隔离失效, 导致病毒几乎感染整改车间, 对生产造成重大影响工艺配方数据泄露事件

7 工控系统面临的威胁台湾 ICST 在几个月时间, 通过检测 31 厂家的 67 个产品, 挖掘出 50 个可以被利用的漏洞从 2007 年起, 每年的黑客大会都有关于工控系统安全的报告美国 ICS-CERT 报告,2012 年工控安全事件 197 起,2013 上半年工控安全事件 206 起排在前三位的行业分别是 : 能源关键制造业交通

8 工控系统标政策与标准 2011 年 9 月, 工信部发布关于加强工业控制系统信息安全管理的通知 ( 工信部协 [2011]451 号 ) 1. 连接管理要求 2. 组网管理要求 3. 配置管理要求 4. 设备选择与升级管理要求 5. 数据管理要求 ;6. 应急管理要求 ;7. 连续性管理要求 2012 年 6 月, 国务院又发布了关于大力推进信息化发展和切实保障信息安全的若干意见 ( 国发号 ), 明确提出要保障工业控制系统安全国际电工委员会制定 IEC 工控安全标准美国国家标准技术研究院 NIST 于 2010 年 10 月发布 SP800-82,2013 年 5 月推出了第一版本,2014 年第一季度将推出第二版本全国信息安全标准化技术委员会正在制定工业控制系统安全相关标准国家发改委关于组织实施 2013 年国家信息安全专项有关事项的通知中, 工控安全成为四大安全专项之一, 国家在政策层面给予工控安全大力的支持

9 I 工控系统安全背景纲要 II III 工控系统安全特点工控系统安全理念 IV 工控安全解决方案 V 启明星辰与工控安全

10 ( 一 ) 工业控制系统技术上的脆弱性工控系统从相对独立的环境中发展而来, 在设计过程中主要考虑系统可用性, 实时性问题对工控系统的安全性, 考虑不足 ; 工控系统通信协议缺乏授权和加密缺乏对用户身份的鉴别和认证等安全机制考虑到兼容性和连续性生产的问题, 工控系统无法及时安装系统补丁, 无法有效使用杀毒软件工控系统的安全防护落后于 IT 系统, 但 IT 系统的安全问题却延伸到工控系统, 并得以放大 2 先天的不足, 后天的无耐, 导致工控系统相当脆弱!

11 ( 二 ) 工控控制系统管理上的脆弱性工业控制系统安全不仅是一个技术问题, 更是一个管理问题, 需要完善的工业控制系统安全政策标准制度和安全意识来支撑工控系统的安全管理, 与 IT 安全管理有许多不同, 易用性是工控系统安全管理考虑的第一要素相对信息系统用户来说, 工控系统用户安全意识更加薄弱! 3 安全管理与安全意识不强!

12 工业控制系统的威胁源内部威胁外部威胁可用性威胁源描述威胁能力员工厂商维护人员工业间谍病毒工控病毒非工控病毒异常行为与流量系统的可用性 1. 员工有意或无意的错误操作, 对工控系统造成的威胁 2. 维护人员携带移动计算机或移动存储设备随意接入工控系统带来的威胁通过互联网, 以管理网作为跳板, 入侵工控网络, 从而获取工控系统中的涉密配方与工艺数据针对工业控制系统的特定病毒 ( 如震网 Duqu 等 ), 通过管理网或其他移动存储设备, 进入工控网络, 对工控系统进行破坏工控系统大量采用 IT 技术, 病毒很容易被引入工控系统, 从而对工控系统的正常运行造成影响病毒木马软硬件故障, 都可能产生异常行为或异常流量, 从而对工控系统造成影响工控系统由于 CPU 内存硬盘端口流量等性能问题, 造成工控系统产生故障非常高非常高低高高中中

13 工业控制系统风险引入的途径 1. 来自互联网攻击互联网 ICS 企业网 2. 来自企业网攻击控制网 3. 远程网络劫持 4. 现场操作人员 ( 移动介质 ) 手持终端 5. 现场运维人员现场网络 6. 远程运维人员

14 工业控制系统风险分析 ( 一 ) 来自 IT 管理网的风险工业以太网一网到底, 工业协议承载在 TCP/IP 协议之上, 导致恶意的入侵, 病毒木马感染, 网络风暴扩散运维人员带来的风险远程运维带来的风险通过 Internet 的运维以及来自其他国家远程运维本地运维带来的风险带有病毒的移动运维设备给脆弱的工控网带来的风险恶意运维操作带来的风险

15 工业控制系统风险分析 ( 二 ) 移动存储介质带来的风险移动介质是生产网与管理网进行数据交换的主要方式之一移动介质是震网传播的主要途径移动介质也是病毒木马传播的主要途径之一工业无线带来的风险工业无线技术在给生产控制生产监控带来了便利, 但也带来了风险 n Wi-Fi 无线 ; 蓝牙短距离无线通信 ; 3G 移动通信技术 (CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA)

16 I 工控系统安全背景纲要 II III 工控系统安全特点工控系统安全理念 IV 工控系统安全解决方案 V 启明星辰与工控系统安全

17 ( 一 ) 工控系统安全理念 - 白名单化工控 PC 服务器的进程服务的白名单化操作员站工程师站 HMI WEB 服务器数据库服务器 ; 工控系统访问控制列表白名单化 IT 防火墙工业交换机工业防火墙等 ; 工控系统资产白名单化能够实时识别非法设备进入工控系统实现工控系统的可信, 网络的可信!

18 ( 二 ) 工控系统安全理念 - 层次化层次化针对工业控制系统的特点, 我们提出了三层架构, 二层防护的方案在实现的过程中进一步细化为分层分域分等级

19 ( 三 ) 工控系统安全理念 - 边缘化边缘化从工控系统演变过程可以看到, 工控系统最初是独立的自动控制系统, 但随着信息化的发展, 以及智能控制的要求, 不断的引入 IT 技术互联网技术, 从而使工控系统不再独立工控系统安全, 需要加强工控系统周边信息化系统的安全例如 :SCADA MES ERP 安全

20 ( 四 ) 工控系统安全理念 - 透明化透明化工控系统安全采取的技术措施管理措施, 不能够降低系统使用者的易用性, 安全措施对使用者来说是透明的工控系统安全解决方案, 不能够降低系统的可用性尽可能避免系统的延时( 如果有延时, 必须在可接受的范围之内 )

21 I 工控系统介绍纲要 II III 工控系统安全分析工控系统安全理念 IV 工控系统安全解决方案 V 启明星辰工控系统安全动态

22 工控系统安全解决方案思路基于工控系统安全防护理念, 从四个维度, 解决工控系统安全问题 ICS 安全加固白名单化透明化 ICS 安全运维 ICS 安全监控边缘化层次化 ICS 安全防护

23 工控系统安全防护 ( 一 ) 纵向分层 : 三层架构, 二层防护经营管理层生产控制层过程控制层横向分域 : 不同的车间不同的生产线进行逻辑隔离分层分域的目的就是进行安全隔离防护第 4 层第 3 层第层商业计划与物流工厂生产调度, 操作制造操作与控制生产派单, 详细调度批量控制连续控制离散控制 GB/T

24 ( 一 ) 工控系统安全防护 -1 经营管理层与生产控制层之间的防护

25 ( 一 ) 工控系统安全防护 -2 生产控制层与生产过程层之间的防护

26 ( 二 ) 工控系统安全加固经营管理层 - 系统安全加固对 ERP MIS 等与生产控制层交互的终端服务器以及交换设备进行安全加固生产控制层 - 系统安全加固对 SCADA MES 系统中工控计算机 (IPC) 服务器进行白名单式安全加固, 同时对工业交换机进行加固生产过程层 - 系统安全加固对 PLC RTU 等进行安全加固

27 ( 三 ) 工控系统安全监控 -1 工控系统的可用性监控工程师站工业交换机操作员站 CPU/MEM /DISK/ 流量 / 日志 PLC/RT U 应用服务器数据库服务器

28 ( 三 ) 工控系统安全监控 -2 工控系统网络行为监控异常行为运维行为准确呈现安全事件生产控制行为异常流量恶意行为

29 ( 三 ) 工控系统安全监控 -3 工控系统指令监控生产工艺专家经验建立防危系统监控工控系统指令违规指令报警或阻断

30 ( 四 ) 工控系统安全运维管理工控系统安全运维管理工控系统安全管理资产管理流程管理制度管理组织管理配置管理事件问题发布配置变更动态监控工控系统指令监控工控系统可用性监控工控系统安全事件监控静态防护工控系统安全加固工控系统安全防护

31 工控系统安全解决方案整体框架

32 数控机床 DNC 联网安全

33 石油石化数据采集安全

34 工业控制系统安全隔离网闸 GAP-6600BD 内外接口最大支持 4 个电口和 1 个光口 ( 万兆 ) 标准 2U 机箱, 双冗余电源 ; 设备健康监控声光报警装置支持 OPC 协议

产品硬件形态工业控制系统防火墙 2 网口 2-4 现场总线接口可选 bypass 无风扇导轨式适应环境温度 -40-75 产品功能实现工控网络的逻辑隔离

35 产品硬件形态工业控制系统防火墙 2 网口 2-4 现场总线接口可选 bypass 无风扇导轨式适应环境温度产品功能实现工控网络的逻辑隔离只允许工业协议指令通过隔绝病毒和任何非法指令与流量对进出流量进行限制, 防止广播风暴的影响防止对组态文件的非法修改具备数字量输入输出功能, 可与 PLC 交互选用逻辑隔离的主要原因后续维护比较简单

36 解决方案给予用户的收益工控机 (IPC) 操作系统的加固 ( 进程服务白名单 ) 工控机 (IPC) 外设管理, 如 USB 接口, 光驱, 网卡, 串口工控机 (IPC) 强口令认证工控系统与管理系统的安全隔离控制工控系统的无线安全接入工控系统远程安全接入工控系统的设备准入控制工控系统的可用性异常事件以及流量监控工控系统病毒的查杀

37 I 工控系统安全背景纲要 II III 工控系统安全特点工控系统安全理念 IV 工控系统安全解决方案 V 启明星辰与工控系统安全

38 关于启明星辰公司启明星辰公司由留美博士严望佳女士创建于 1996 年 ; 2010 年 6 月 23 日, 启明星辰在深交所挂牌上市 ; 启明星辰是国内最具实力的安全产品安全管理平台安全服务和解决方案的提供商 ; 启明星辰位于中关村软件园启明星辰大厦, 占地 40 余亩启明星辰在全国各地拥有三十多个分公司子公司和办事处

39 启明星辰的荣誉 2000 年 1 月 24 日, 江泽民李岚清曾庆红等党和国家领导人亲切视察启明星辰公司 2003 年 1 月 24 日, 胡锦涛总书记亲切接见启明星辰公司 CEO 严望佳博士

40 启明星辰工控安全动态 2013 年 3 月, 启明星辰被中国工业软件产业发展联盟聘为理事单位, 成为联盟中唯一的安全厂商

41 工控安全产业联盟理事会成员 2014 成为工业控制系统信息安全产业联盟理事会成员公司参与安全标准委员会组织的工业控制系统安全管理标准起草工作

42 加强合作, 携手共进工业信息化提高了工业系统生产效率, 实现了集约化生产和精细化管理 ; 但带来的工控系统安全问题, 涉及到国计民生和生命财产震网病毒为工控系统安全敲响了警钟, 工控安全已经引起了国家重要行业的重视启明星辰作为国内最大的信息系统安全厂商, 愿意和各行业相关厂商加强合作, 携手共进, 为国家的工业控制系统安全做出自己的贡献

43 欢迎大家交流探讨!

幻灯片 1

幻灯片 1 构建工控系统免疫体系启明星辰张晔 zhangye@venustech.com.cn I 工业控制系统安全风险分析纲要 II 工业控制系统安全产品介绍 III 工业控制系统安全技术研究 IV 工业控制系统安全解决方案工控安全风险产生的背景 ( 一 ) 信息化与工业化的融合, 提高了生产效率, 实现了生产的精细化控制 ; 同时, 管理系统与工控系统的互联互通也把传统 IT 风险延伸到了工业控制系统