一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全形勢
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物,日益成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”的重要基石,對未來(lái)工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生全方位、深層次、革命性影響。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)當前以“人與人”連接為核心的互聯(lián)網(wǎng)走向“人-機-物”全面互聯(lián),極大擴展了網(wǎng)絡(luò )空間的邊界和功能,與此同時(shí),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也打破了工業(yè)控制系統傳統的封閉格局,使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制層、設備層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層、數據層等安全問(wèn)題大量暴露出來(lái),線(xiàn)上線(xiàn)下安全風(fēng)險交織疊加放大,安全形勢更為復雜。國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心發(fā)布的《2019年工業(yè)信息安全態(tài)勢展望報告》顯示,目前網(wǎng)絡(luò )安全風(fēng)險不斷向工業(yè)領(lǐng)域轉移,安全形勢愈加復雜,風(fēng)險日益加大,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在成為網(wǎng)絡(luò )安全的主戰場(chǎng)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)注度持續升溫。國家制造強國建設領(lǐng)導小組下設立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)項工作組,統籌協(xié)調我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展工作。工信部發(fā)布《加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全工作的指導意見(jiàn)》作為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的頂層設計指導文件,設立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展工程(安全方向),開(kāi)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全項目試點(diǎn)示范項目,旨在加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全創(chuàng )新發(fā)展??梢哉f(shuō),當前在政策層面已經(jīng)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的發(fā)展鋪好了堅實(shí)有力的道路,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)注度持續升溫。
網(wǎng)絡(luò )攻擊威脅向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域滲透。一方面,隨著(zhù)信息化和工業(yè)化的融合不斷深入,越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)系統直接或間接的與企業(yè)管理網(wǎng)甚至是互聯(lián)網(wǎng)連接,大量工控系統和設備暴露在網(wǎng)絡(luò )空間。設備和控制信息處于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“端”側,作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據的來(lái)源,加劇了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險。另一方面,標識解析作為新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重要網(wǎng)絡(luò )基礎設施,連接“端”與“云”,其應用生態(tài)逐步凸顯;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺處于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“云”側,支撐制造資源實(shí)現泛在連接、彈性供給、高效配置,上承應用生態(tài)、下連系統設備,匯聚海量工業(yè)數據。標識解析和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等新型安全威脅逐步被攻擊者滲透。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更易成為主要攻擊目標。全球網(wǎng)絡(luò )安全空間呈現出越來(lái)越明顯的政治化、軍事化趨勢,網(wǎng)絡(luò )安全與其它傳統安全越來(lái)越緊密的相互交織和滲透,隨著(zhù)攻擊難度和攻擊成本越來(lái)越低,工業(yè)控制系統、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等作為國家關(guān)鍵基礎設施的重要組成部分,或已成為國家之間網(wǎng)絡(luò )對抗、有組織的黑客以及極端勢力“網(wǎng)絡(luò )精確打擊”的重要目標。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全與傳統網(wǎng)絡(luò )安全對比分析
傳統互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )層級較少,基于TCP/IP的通信協(xié)議安全機制也比較完善,對網(wǎng)絡(luò )時(shí)延的容忍度比較高,運行的信息系統更關(guān)注保密性和完整性,數據安全以信息數據保護為重點(diǎn),遭受到網(wǎng)絡(luò )攻擊后多面臨經(jīng)濟損失。相比傳統互聯(lián)網(wǎng)安全,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全具有以下新的特征:
防護對象擴大,安全場(chǎng)景更豐富。傳統互聯(lián)網(wǎng)安全更多關(guān)注網(wǎng)絡(luò )設施、信息系統軟硬件以及應用數據安全。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全擴展延伸至工廠(chǎng)內部并伴隨多種新型安全防護對象,包含設備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò )(含標識解析)安全、平臺安全和數據安全。
連接范圍更廣,威脅延伸至物理世界。傳統互聯(lián)網(wǎng)安全中攻擊對象主要為用戶(hù)終端、信息服務(wù)系統、網(wǎng)站等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通了工業(yè)現場(chǎng)與互聯(lián)網(wǎng),使網(wǎng)絡(luò )攻擊可直達生產(chǎn)一線(xiàn)?,F場(chǎng)控制層、集中調度層、企業(yè)管理層之間直接通過(guò)以太網(wǎng)甚至是互聯(lián)網(wǎng)承載數據通信,越來(lái)越多的生產(chǎn)組件和服務(wù)直接或間接與互聯(lián)網(wǎng)連接,攻擊者從研發(fā)端、管理端、消費端、生產(chǎn)端都有可能實(shí)現對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的攻擊或病毒傳播。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)缺乏安全機制的協(xié)議種類(lèi)繁多,互通難度大。傳統互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )層級較少,基于TCP/IP的通信協(xié)議安全機制也較為完善 而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基于泛在連接的復雜網(wǎng)絡(luò ),運行著(zhù)超過(guò)1000種缺乏安全機制的工業(yè)控制、現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)通信等協(xié)議,且不同企業(yè)接口不一、較為封閉等特點(diǎn)加大了安全協(xié)議分析的難度。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據種類(lèi)多樣,缺乏防護重點(diǎn)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據種類(lèi)和保護需求多樣,數據流動(dòng)方向和路徑復雜,研發(fā)設計數據、內部生產(chǎn)管理數據、操作控制數據以及企業(yè)外部數據等,可能分布在大數據平臺、生產(chǎn)終端、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、設計服務(wù)器等多種設施上,僅依托單點(diǎn)、離散的數據保護措施難以有效保護工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中流動(dòng)的工業(yè)數據安全。
網(wǎng)絡(luò )安全和生產(chǎn)安全交織,安全事件危害更嚴重。傳統網(wǎng)絡(luò )安全遭受到網(wǎng)絡(luò )攻擊后多面臨經(jīng)濟損失,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一旦遭受攻擊,不僅影響經(jīng)濟損失,更可影響工業(yè)生產(chǎn)運行,引發(fā)安全生產(chǎn)事故,對國民經(jīng)濟造成重創(chuàng ),影響社會(huì )穩定,甚至對國家安全構成威脅。
新興技術(shù)應用帶來(lái)新的安全風(fēng)險。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數據、云計算、人工智能、區塊鏈、5G、邊緣計算等新技術(shù)的融合,以及第三方協(xié)作服務(wù)的深度介入增加了信息泄露、數據竊取的風(fēng)險。隨著(zhù)5G的協(xié)議全面互聯(lián)網(wǎng)化,被外部攻擊的可能性著(zhù)增加,同時(shí)提升了應用5G的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)場(chǎng)景的安全挑戰。邊緣計算對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據就近處理減少了敏感數據泄漏的風(fēng)險,但其安全防護能力不及云中心,而且對原有的集中式內容監管模式帶來(lái)挑戰。
三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)框架及發(fā)展的思考
現有網(wǎng)絡(luò )安全框架主要有OSI網(wǎng)絡(luò )安全體系架構、P2DR安全模型、IATF信息保障技術(shù)框架、NIST安全風(fēng)險評估框架等。其中,OSI網(wǎng)絡(luò )安全體系架構提出了一種分層保護的思想,P2DR模型提出一種閉環(huán)的動(dòng)態(tài)安全模型將網(wǎng)絡(luò )安全劃分為防護、檢測和響應三個(gè)階段,IATF框架將網(wǎng)絡(luò )系統的安全防護分為網(wǎng)絡(luò )及基礎設施防護、網(wǎng)絡(luò )邊界防護、局域網(wǎng)防護和支撐性基礎設施防護,形成對網(wǎng)絡(luò )系統的縱深防御。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護對象擴大、連接范圍更廣、協(xié)議與數據種類(lèi)繁多、安全事件危害更嚴重以及新興技術(shù)應用帶來(lái)新的挑戰等新特征與新需求,需提出面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新型安全技術(shù)框架。具體可見(jiàn)即將發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)與應用白皮書(shū)(2020)》。面對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的新特征與新需求,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)也將不斷完善,對其技術(shù)發(fā)展需求做如下思考:
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)遷移需因事為制。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及工業(yè)生產(chǎn)全流程,傳統互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的對象和方法與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并不完全一致,不考慮區別直接套用會(huì )導致防護效果不佳,存在安全風(fēng)險。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)應該從傳統互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)中借鑒方法,研發(fā)適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)防護對象的新技術(shù),針對工業(yè)生產(chǎn)全流程進(jìn)行整體安全設計,做到統籌兼顧。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全需構建全新的身份信任體系。傳統護城河式的邊界防護安全架構已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的需求,需要重新評估和審視邊界防護安全架構的認知盲點(diǎn),構建全新的身份信任體系重構訪(fǎng)問(wèn)控制的信任基礎,去解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題。零信任的思想可引導安全體系架構從網(wǎng)絡(luò )中心化走向身份中心化,以身份為中心進(jìn)行動(dòng)態(tài)訪(fǎng)問(wèn)控制。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)需要具備持續對抗的能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)漏洞可存在于工業(yè)APP、平臺、設備、控制系統、傳感器甚至基礎云資源中,單純工業(yè)安全硬件、軟件防護無(wú)法滿(mǎn)足需求,需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備制造商、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)商、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和工業(yè)企業(yè)聯(lián)合采取措施確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)需要具備一種持續對抗的能力,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)運行的各個(gè)階段提供持續性的安全服務(wù)能力。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)需要具備面對未知變化做出響應的能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)性數據采集、數據集成和監控,能夠根據感知到的環(huán)境變化信息,自適應地對外部變化做出有效響應。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)需要隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )結構和功能動(dòng)態(tài)演化而自主演進(jìn),具備不斷自我演進(jìn)與學(xué)習提升的能力。主動(dòng)式、智能化的威脅檢測與安全防護技術(shù)將不斷發(fā)展,未來(lái)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護的思維模式將從傳統的事件響應式向持續智能響應式轉變,旨在構建全面的預測、基礎防護、響應和恢復能力,抵御不斷演變的高級威脅。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)架構的重心也將從被動(dòng)防護向持續普遍性的監測響應及自動(dòng)化、智能化的安全防護轉移。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)與新技術(shù)的融合需更為緊密。隨著(zhù)區塊鏈、可信計算、威脅情報等技術(shù)的發(fā)展,可為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全助力賦能。區塊鏈具有可信協(xié)作、隱私保護等技術(shù)優(yōu)勢,可在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數據交換共享、確權、確責以及海量設備接入認證與安全管控等方面注入新的安全能力??尚庞嬎憧蔀楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系結構、應用行為、數據存儲、策略管理等各個(gè)環(huán)節提供安全免疫能力,是實(shí)施主動(dòng)防御的重要技術(shù)手段。威脅情報技術(shù)能夠收集整合分散的攻擊與安全事件信息,支撐選擇響應策略,支持智能化攻擊追蹤溯源,實(shí)現大規模網(wǎng)絡(luò )攻擊的防護與對抗,進(jìn)而構建融合聯(lián)動(dòng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護體系。
來(lái)源:中國信息安全