應對工業4.0時代的新挑戰,如何提升工業控制系統安全終端認知?

來源:智匯工業

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關鍵詞:工業4.0 工業控制系統

    近年來國內外工業控制系統安全的事件頻頻發生,根據國家信息安全漏洞共享平臺(CNVD)的追蹤和統計,自2011年起,工控領域發現和發布的漏洞呈現逐年遞增趨勢。

    工業控制系統(ICS,IndustrialControlSystem)相比傳統IT系統,具有繁雜的架構、更多的組件、層級、專用通信協議,并緊密結合生產,使得其安全防護難度很大。此外,企業對工業控制系統安全意識薄弱,對攻擊手法認知有限,亦可能導致工業控制系統存在較大的安全隱患。近年來國內外工業控制系統安全的事件頻頻發生,根據國家信息安全漏洞共享平臺(CNVD)的追蹤和統計,自2011年起,工控領域發現和發布的漏洞呈現逐年遞增趨勢。

    工業控制系統 

    ICS漏洞統計,來源CNVD官網

    這一事實與全球領先的高性能模擬技術公司ADI的認知一致,ADI認為如果企業沒有應對終端設備安全問題的策略,導致ICS網絡安全面臨的挑戰最終將延緩工業4.0的推進。因此,為了加速部署并充分發揮工業4.0的商業價值,ICS網絡安全必將成為企業規劃的關鍵部分。

    工業4.0 

    終端設備需要轉型以適應工業4.0的采用

    ICS網絡安全在工業4.0時代的新挑戰

    由于工業控制系統應用的技術領域、行業特點以及承載業務類型的差異,其架構會有所不同,但在典型的工業控制系統中,一般可分為四個層級:現場設備層,現場控制層,過程監控層和生產管理層,其最上層生產管理層與企業資源層中的ERP軟件對接。工業控制系統的信息安全隱患分布于工業控制系統架構的所有層級,攻擊者可能通過嗅探、欺騙、物理攻擊及病毒傳播的方式,進行未授權或非法操作,影響企業正常生產。

    工業控制系統架構 

    工業控制系統典型架構

    通常而言,保障工業控制系統安全的傳統方法依賴于限制對網絡和設備的訪問,并通過信息技術解決方案監控網絡流量。而工業4.0的本質是增加對工廠中設備控制的訪問權限和可訪問性,這意味著對數據的訪問權限增加以擴大透明度,減少網絡規劃,縮減資本支出,降低運營支出,提高帶寬并優化機器互通。

    這意味著工廠系統的網絡安全風險評估正在發生變化,傳統實施于系統的防范措施(例如設置防火墻和將設備置于閉鎖門之后)與工業4.0的目標相悖,將不再足以保障工業控制系統的安全。需要對設備進行安全加固,以便在確保安全的方法中實現更多功能,同時為了實現可信數據和安全操作,身份和完整性將成為此領域中每個設備的核心。

    目前,工業市場中有許多不同的標準,為工業控制系統安全性的實施提供和安全狀況評估指導。例如,NIST為美國管理的市場提供安全指導,IEC62443則是針對歐洲管理的國際市場的安全標準草案。但是,它們并沒有就如何加速工業4.0的采用提供指導,未來的設備也需要達到更高的安全級別才能實現向工業4.0的過渡。

    因為對于組織而言,可用的資源有限,因此應基于每個工業控制系統的潛在影響而進行風險評估,并利用其結果將工業控制系統中的部件進行優先順序排列,有助于識別系統中可能存在的弱點,保持系統和數據的可靠性、完整性和可用性,同時保證相關網絡安全風險與消減方法的有效實施。而對于像ADI這類工業自動化解決方案提供商而言,則會在擴展安全終端設備層面上提供充分的技術與產品支持。

    ADI是這樣擴展ICS網絡安全終端

    傳統上,安全終端始于工業控制系統安全框架中的網關、PLC乃至服務器。在信號鏈中將安全終端進一步向下擴展,其前景非常有吸引力,因為這使得基于該數據的決策具有更高的可信度。在信號鏈中越早建立身份和完整性,就可以在驅動決策的數據中建立更高的信任和可信度。ADI的目標市場聚焦于物理終端,即將現實世界轉換為數字信號并生成數據的地方,這使ADI有機會通過在工業控制系統信號鏈中更早地提供身份和完整性來建立可信數據,并構建安全終端的全新定義。

    網絡安全終端 

    實現最高可信度的決策:就在實現從物理到數字轉換的地方

    同時,ICS網絡安全無法以一體適用的解決方案來應對,必須采用深入的防御方法并根據系統的風險評估加以應用。隨著工業以太網開始應用于設備終端,ADI的安全策略關注以太網連接的每個位置,因為網絡中任何一臺終端設備的可能漏洞都對會對整個網絡安全產生重大影響。

    時至今日工業以太網有Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、Modbus-TCP、EthernetPOWERLINK等多種標準和協議,且每種協議的更迭速度也很快,多標準并存的局面在短期內難以打破。ADI的核心優勢正好體現在了高度的集成度和靈活性上。以可提供雙端口、多協議連接的fido5000REM交換芯片系列為例,其支持現有主流的工業以太網協議,并可利用單一硬件平臺,通過調用或者編寫部分的軟件方式,直接實施部署不同的工業以太網的協議。此外,fido5000還支持TSN,未來基于TSN的工業以太網應用需求將能夠滿足運動控制或安全等應用非常苛刻的實時要求。

    除了單芯片fido5000,ADI同時還提供基于fido5000電路板級完整解決方案的RapID平臺,能夠實現多項安全功能,包括提供密鑰生成/管理、安全啟動、安全更新和安全存儲器訪問,從而防止網絡綁定攻擊。此產品系列路線圖包括單芯片解決方案,該方案具有硬件可信根、安全設備生命周期管理、安全通信/相互身份驗證和防篡改保護。

    工業控制系統是對物理世界有直接影響的控制系統,其安全漏洞既可能導致財務上的損失,還可能對人類健康和環境安全帶來重大風險,但長久以來,工業控制系統的安全一直處于企業運維安全中較為薄弱的環節。隨著越來越多的企業開始采用智能化程度更高的傳感器,工廠連接也將向下層擴展,進一步推動了工業控制系統設備層面額外的安全需求。ADI致力于開發滿足于工業自動化應用的安全產品組合,以便使工業控制系統安全解決方案的采用更加輕松,并在終端建立信任,加速推進工業4.0的到來。

    (審核編輯: intern-edu)

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