智能制造所帶來的工業(yè)信息安全的思考
(文章來源:人民看點)
隨著工業(yè)化與信息化融合的浪潮,工業(yè)控制系統(tǒng)(Industrial Control System, ICS)與IT系統(tǒng)已經(jīng)密不可分。現(xiàn)代工控系統(tǒng)自身正逐步采用通用的TCP/IP標準協(xié)議、通用的操作系統(tǒng),同業(yè)務系統(tǒng)等其它信息系統(tǒng)的連接也越來越多。原來相對封閉的工控網(wǎng)絡環(huán)境日趨開放,工控系統(tǒng)逐漸暴露在網(wǎng)絡威脅之下。
"震網(wǎng)"(Stuxnet)是一種Windows平臺上的計算機蠕蟲病毒。其傳播途徑是首先感染外部主機;然后感染U盤,利用快捷方式文件解析漏洞,傳播到內(nèi)部網(wǎng)絡;在內(nèi)部網(wǎng)絡中,通過快捷方式解析漏洞、RPC遠程執(zhí)行漏洞、打印機后臺程序服務漏洞等,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)主機之間的傳播;通過偽裝RealTek 和JMicron兩大公司的數(shù)字簽名,順利繞過安全產(chǎn)品的檢測;最后抵達安裝有SIMATIC WinCC軟件的主機,展開攻擊。"震網(wǎng)"病毒能控制關鍵進程并開啟一連串執(zhí)行程序,最終導致整個系統(tǒng)自我毀滅。
核設施工控網(wǎng)絡是內(nèi)部網(wǎng)絡,相對安全,但仍被通過“擺渡”的方式入侵,造成了重大災難。入侵利用了多個系統(tǒng)的零日漏洞,而且能偽造大公司的數(shù)字簽名,實在值得高度警惕。
2011年,黑客入侵數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控控制系統(tǒng)(Supervisory Control And Data AcquisiTIon,SCADA)系統(tǒng),破壞了美國伊利諾伊州城市供水系統(tǒng)的一臺供水泵。此次事件雖未造成重大損失,但足以引起國際上高度關注。因為SCADA系統(tǒng)廣泛應用于電力、能源行業(yè),這些關鍵行業(yè)的SCADA系統(tǒng)一旦被控制,造成的損失不可估量。
2012年,F(xiàn)lame火焰病毒襲擊了伊朗的相關設施,還影響了整個中東地區(qū)。該病毒具有超強的數(shù)據(jù)攫取能力,收集的信息不僅包括鍵盤輸入、語音輸入,還包括屏幕輸出及各種外設通信,幾乎包括了計算機系統(tǒng)的所有輸入輸出。火焰病毒被官方機構和殺毒廠商認定為迄今最復雜、最危險的病毒威脅。病毒文件達到20MB,代碼量巨大,組織復雜,要分析透徹,可能要花費幾年時間,想要徹底防御非常困難。該病毒只入侵特定的目標,潛伏性很強。完成搜集數(shù)據(jù)的任務后,該病毒還會自我毀滅,更增加其隱蔽性。目前火焰病毒主要處于潛伏狀態(tài),但可能已經(jīng)收集了大量關鍵數(shù)據(jù),一旦發(fā)起攻擊將是致命的。
2015年12月,BlackEnergy病毒攻擊SCADA系統(tǒng),烏克蘭至少有三個區(qū)域的電力系統(tǒng)被攻擊導致大規(guī)模停電。BlackEnerngy利用微軟office的CVE-2014-4114漏洞,把惡意腳本封裝在一個office文檔中。當電力系統(tǒng)員工打開這個包含OLE對象的office文檔時,OLE中的惡意腳本執(zhí)行,下載病毒程序并加入開機啟動項。BlackEnerngy包含了killDisk程序,會刪除包含執(zhí)行文件在內(nèi)的各種文件,從而破壞SCADA系統(tǒng)和人機接口(Human Machine Interface,HMI)終端。由此可知,BlackEnergy對于SCADA系統(tǒng)的攻擊源頭依然是來源于商業(yè)操作系統(tǒng)的漏洞。
智能制造的變革打破了傳統(tǒng)ICS的封閉環(huán)境,它融合云計算技術、大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術,將生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)與互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)連接起來,實現(xiàn)資源整合共享、生產(chǎn)智能化自動化,從而達到降低運營成本、縮短研制周期、提高生產(chǎn)效率的目標。
早在2010年提出的云工廠概念勾勒了智能制造的原型。云工廠受到互聯(lián)網(wǎng)云概念的啟發(fā),認為一切都可以抽象成服務,包括設計服務、生產(chǎn)服務、測試服務、仿真服務、管理服務等。通過服務抽象,達到資源共享的目標。
智能制造不僅要求企業(yè)信息網(wǎng)絡連入互聯(lián)網(wǎng),而且要求將原來較為獨立的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)與公司的業(yè)務信息系統(tǒng)(如倉儲系統(tǒng)、采購系統(tǒng))連接起來。通過公司的業(yè)務系統(tǒng),能對來自互聯(lián)網(wǎng)的用戶請求做出快速響應。工業(yè)大數(shù)據(jù)能幫助設計生產(chǎn)更加智能化、可實現(xiàn)柔性和動態(tài)的生產(chǎn)線,這也要求原本封閉的工控網(wǎng)絡與外部建立連接。由于工控網(wǎng)絡和信息網(wǎng)絡的互聯(lián)互通,病毒和惡意程序也更容易從信息網(wǎng)絡擴展到工控網(wǎng)絡。
最后,工控研發(fā)廠商應重視漏洞管理和自主創(chuàng)新。一方面,對于工控系統(tǒng)的組件如SCADA、DCS(Distributed Control System)等,要重視系統(tǒng)暴露出來的漏洞,安排專人對工控設備做定時的升級和打補丁操作,并及時更新殺毒軟件,夯實安全基礎工作。另一方面,廠商要重視研發(fā)具有獨立知識產(chǎn)權的技術,提升企業(yè)的本質(zhì)安全水平。最后,對于應用于關鍵信息基礎設施和關鍵行業(yè)的核心控制系統(tǒng),可引入可信計算技術增強主動防御。
安全與發(fā)展是“一體之兩翼、驅動之雙輪”,需要我們正確認識安全與發(fā)展的關系。智能制造環(huán)境下的工控系統(tǒng)雖然面臨諸多新的安全挑戰(zhàn),但信息化融合工業(yè)化推進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路仍將一往無前。
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