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工业控制系统安全网络防护研究

信息安全研究 2017年第2期3卷 171-176页

作者：孙易安井柯汪义舟北京匡恩网络科技有限责任公司北京100191

工业控制系统(industrial control system,ICS)是各类基础设施的核心,工业控制系统是由各种自动化控制组件和采集、监测实时数据的过程控制组件共同构成的,以确保工业基础设施自动运行、过程控制与监控的业务流程管控系统.工业网络中关... 详细信息

工业控制系统(industrial control system,ICS)是各类基础设施的核心,工业控制系统是由各种自动化控制组件和采集、监测实时数据的过程控制组件共同构成的,以确保工业基础设施自动运行、过程控制与监控的业务流程管控系统.工业网络中关键应用或系统的故障将会导致人员伤亡、严重的经济损失、基础设施被破坏、危及公众生活及国家安全、环境灾难等严重后果.工控信息安全防护理念已经历了一系列的发展演变过程,而以Havex为代表的新一代APT攻击使得防护手段从单纯隔离为手段的终端安全防护、以纵深防御为手段的边界安全防护,逐步发展到以工控系统内在安全为主要特征的持续性防御体系阶段,不仅要求涵盖不同防御层次、多种技术协同运用,更强调的是要拥有发现隐患、管理威胁、预知威胁和主动修复的能力.针对工业控制系统安全防护的难点,采用"4+1"的安全防护模型,最后提出了一种针对工业控制系统的全网防护的相关技术.

关键词：工业控制安全工业控制系统 APT攻击工业控制网络防护模型工业控制网络防护

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水电行业工业控制系统网络安全综合防护实践

网络空间安全 2022年第3期13卷 63-69页

作者：曾体健张玉吉姜浏姚天祥贵州乌江水电开发有限责任公司南京南自信息技术有限公司北京天地和兴科技有限公司

[目的/意义]随着两化融合、智慧电厂、智能电网、能源工业互联网的快速发展，中国的发电、输电、变电、配电、用电呈现出快速发展的态势。为了解决信息技术发展带来的网络安全问题，基于水电行业工控场景，结合生产控制大区实际情况，... 详细信息

[目的/意义]随着两化融合、智慧电厂、智能电网、能源工业互联网的快速发展，中国的发电、输电、变电、配电、用电呈现出快速发展的态势。为了解决信息技术发展带来的网络安全问题，基于水电行业工控场景，结合生产控制大区实际情况，开展新技术应用背景下工业控制系统(以下简称工控系统)安全防护技术和管控手段的分析、研究，并以此为基础开展乌江水电工业控制系统网络安全综合防护实践，以期为今后我国水电企业生产控制大区网络安全防护技术应用提供参考。[方法/过程]根据网络安全等级保护“一个中心、三重防护”的防护体系架构，提出了针对乌江水电场景生产控制大区的纵深防御体系，涵盖安全审计、入侵检测、终端安全和统一管控等防护与管控技术能力。[结果/结论]根据部署实施后的风险评估报告和安全管控平台数据显示，终端基线合规、外设管控、文件加载执行控制、网络入侵检测、APT风险防范、日志审计、安全事件回溯、工控报文深度解析、工控数据安全保护能力等得到明显提升，有效地规避了网络安全风险。

关键词：工业自动化电力监控系统工业网络安全工业数据安全工业控制安全

工业控制系统信息安全事件分析及对安全防护的启示

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信息网络安全 2016年第S1期 13-18页

作者：高志新上海市信息安全测评认证中心上海200011

随着工业化和信息化融合的不断深入,工业控制系统不再与外界完全隔离,由此产生的一系列工业控制系统攻击事件对工业生产运行乃至国家安全带来重大安全隐患。文章分析了5个典型的工业控制系统信息安全事件,分析了它们的漏洞利用以及感染... 详细信息

随着工业化和信息化融合的不断深入,工业控制系统不再与外界完全隔离,由此产生的一系列工业控制系统攻击事件对工业生产运行乃至国家安全带来重大安全隐患。文章分析了5个典型的工业控制系统信息安全事件,分析了它们的漏洞利用以及感染和传播病毒的方式,并在此基础上总结出工业控制系统信息安全技术防护重点以及安全测评重点。

关键词：工业控制系统工业控制安全安全防护

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工业控制系统的发展及系统安全

工业控制计算机 2017年第3期30卷 82-84页

作者：邓野高佳琪沈阳大学辽宁沈阳110044

工业控制系统广泛应用于能源、电力、交通、石化、制造等产业范畴,国家枢纽基础设施80%以上依赖工业控制系统来运行。随着网络技术发展,越来越多的工业生产进入自动化、数字化和高效化的时代。在"工业4.0"、"物联网"或"工业互联网"等的... 详细信息

工业控制系统广泛应用于能源、电力、交通、石化、制造等产业范畴,国家枢纽基础设施80%以上依赖工业控制系统来运行。随着网络技术发展,越来越多的工业生产进入自动化、数字化和高效化的时代。在"工业4.0"、"物联网"或"工业互联网"等的口号下,以高通信速率,低廉价硬件和开发软件广为代表的数字技术对工业入侵早已悄悄进行。不断增加工业系统的传感与控制节点,以及节点所产生的大数据都需要工业计算机系统来处理、存储、分析挖掘和增值并应用。分析了国内外工业控制系统的发展现状,探讨了工业控制系统未来的发展趋势以及自主研制工业控制和工业云等领域的工业控制系统安全问题。

关键词：工业控制 EPA 工业云数据分析工业控制安全

工业控制系统信息安全事件分析及对安全防护的启示

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工业控制系统信息安全事件分析及对安全防护的启示

“双安融合”下的工业互联网安全协同防护解决方案

第五届全国信息安全等级保护技术大会

作者：高志新上海市信息安全测评认证中心

关键词：工业控制系统工业控制安全安全防护

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“双安融合”下的工业互联网安全协同防护解决方案

2022年网络安全优秀创新成果大赛

作者：马霄北京天融信网络安全技术有限公司

近年来工业互联网信息安全得到了十足发展,工业互联网安全需求已变革为以整体安全威胁为导向,前期面向控制环境的单点防护设备堆砌方式已不适用于工业互联网企业安全体系建设.针对不同业务场景特征,提出将功能安全与信息安全深度融合的... 详细信息

近年来工业互联网信息安全得到了十足发展,工业互联网安全需求已变革为以整体安全威胁为导向,前期面向控制环境的单点防护设备堆砌方式已不适用于工业互联网企业安全体系建设.针对不同业务场景特征,提出将功能安全与信息安全深度融合的技术理念,在安全威胁识别、安全防护建设、安全状态检测、安全事件响应、安全恢复与加固能力基础上,实现控制过程、通信过程、平台运营过程中的双安融合,为工业互联网企业构建协同安全防护体系,更好地发挥信息安全防护技术效用,构建"工业互联网+安全生产"运营模式.

关键词：双安融合工业互联网安全功能安全信息安全工业控制安全

来源： cnki会议评论

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工业控制网络入侵检测系统的设计与实现

工业控制网络入侵检测系统的设计与实现

作者：冯凯郑州大学

学位级别：硕士

随着物联网技术的发展和工业化与信息化的深度融合,越来越多的互联网技术应用到工业控制网络中,尤其是德国“工业4.0”的提出更是加快了工业控制网络对外开放的进程。传统独立封闭的工业控制系统已经不能满足工业生产的需求,但是随着对... 详细信息

随着物联网技术的发展和工业化与信息化的深度融合,越来越多的互联网技术应用到工业控制网络中,尤其是德国“工业4.0”的提出更是加快了工业控制网络对外开放的进程。传统独立封闭的工业控制系统已经不能满足工业生产的需求,但是随着对外开放进程的加快,工业控制网络也暴露出了越来越多的安全隐患问题。近年来工业控制安全事件频发,并且对社会造成很大影响,工业控制安全已经成为了亟待解决的重要问题。在工业控制安全的背景下,本文首先对工业控制系统的特点及其存在的安全问题进行了分析和总结,并对工业控制安全常用防护技术的优缺点进行了对比,论证了入侵检测技术在工业安全防护中的重要性。然后基于入侵检测原理,结合工业控制网络的通信特点,对工控网络入侵检测系统的功能需求进行了深入分析,设计并实现了入侵检测系统。本文设计实现的工业控制网络入侵检测系统主要包括通信流量捕获、数据报文解析、通信特征检测、数据库设计和系统管理界面等多个部分。其中数据报文解析在对传统TCP报文解析的基础上,加入针对部分工控通信协议报文的解析。通信报文检测主要是通过对工业控制网络的正常行为建立合法的通信行为集合,然后对被保护网络中的通信报文进行实时检测。数据库设计主要包括对系统日志表、检测规则和自学习规则存储表的设计。系统管理界面采用基于B/S架构的web技术为整个入侵检测系统的管理提供接口,包括对系统用户的管理和权限验证、检测规则的管理和更新、对系统存储日志的搜索审计和通过将报警日志与网络设备经过关联并进行多维度的统计分析形成可视化的图表数据,通过数据可视化统计生成的图表,可以很清晰的了解到被保护网络的安全状况。最后对所设计实现的入侵检测方法和系统功能点在典型的城市燃气控制系统模型中进行了测试和验证。

关键词：工业控制安全入侵检测报文解析数据库设计 web技术

城市燃气SCADA系统安全模拟平台的设计与实现

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城市燃气SCADA系统安全模拟平台的设计与实现

作者：路晓郑州大学

学位级别：硕士

工业控制系统普遍应用于我国现代工业的许多行业领域,包括有电力系统、城市燃气输配、市政供水与污水处理、石化行业、轨道交通等基础设施建设,上述行业领域超过80%列入国家关键基础设施范畴,这些行业领域大都通过工业控制系统完成现代... 详细信息

工业控制系统普遍应用于我国现代工业的许多行业领域,包括有电力系统、城市燃气输配、市政供水与污水处理、石化行业、轨道交通等基础设施建设,上述行业领域超过80%列入国家关键基础设施范畴,这些行业领域大都通过工业控制系统完成现代化作业。城市燃气作为现代化城市建设、智慧城市的重要环节,其在国家关键基础设施中处于极其重要的地位,同时对社会的稳定进步和快速发展起着至关重要的作用。随着物联网的快速发展、“信息化与工业化的深度融合”(以下简称两化融合)和“中国制造2025”的提出,使得互联网技术大量应用到工业化生产中,工业控制系统相关的设备及产品也更多地使用通用的工业控制协议、软硬件等,并通过各种途径接入互联网等公用网络,工业控制系统已从传统孤立、封闭,向大规模、开放性、互联互通的方向发展。然而“两化融合”和物联网的快速发展带来巨大生产力的同时,相应的安全问题也随之而来,2010年伊朗布什尔核电站“Stuxnet”(震网)病毒事件、2011年美国地方水利SCADA系统黑客攻击事件、2015年乌克兰大规模电网攻击事件、2016年北美分布式拒绝服务(DDos)攻击等事件的爆发,引起社会和工业控制系统业界的广泛关注,其相关的安全问题是厄待解决的、无法避免,也不能避免的关键问题。本文针对工业控制系统出现的安全问题,结合当前国内外工业控制系统安全现状,着重进行城市燃气数据采集与监控(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)系统安全模拟平台的设计搭建及攻防演练实现等工作,主要包括系统需求与设计分析、系统组成架构及软硬件设计、漏洞利用与攻防演练等工作;综合运用了计算机、现代通信及网络、自动控制等技术来进行城市燃气SCADA系统安全模拟平台的设计与实现;通过城市燃气SCADA系统安全模拟平台的搭建设计和攻防演练实现,为工业控制系统安全问题的深入研究和防护工作提供模拟环境和演练平台,以此更好地保护工业控制系统安全管理和运行。

关键词：城市燃气 SCADA系统工业控制安全

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基于虚拟化PLC的欺骗防御技术研究与实现

基于虚拟化PLC的欺骗防御技术研究与实现

作者：张宇锖广州大学

学位级别：硕士

传统工业控制系统的安全性建立在环境封闭性的假设之上。随着工业互联网时代的到来,现有工业控制系统正面临严重的安全威胁。以防火墙、入侵检测系统为代表的被动式防御技术在面对0-day攻击和高级持续性威胁时无能为力。传统蜜罐技术由... 详细信息

传统工业控制系统的安全性建立在环境封闭性的假设之上。随着工业互联网时代的到来,现有工业控制系统正面临严重的安全威胁。以防火墙、入侵检测系统为代表的被动式防御技术在面对0-day攻击和高级持续性威胁时无能为力。传统蜜罐技术由于其有限的扩展能力和设备仿真能力,容易被攻击者识别。为了提升工业控制系统对高隐蔽未知威胁的感知能力,本文基于欺骗防御的思想,首先提出一种基于虚拟化的欺骗装置构建技术和实现方法,在通用计算平台部署虚拟化PLC设备来仿真工业控制装置的控制协议和控制行为,通过虚拟化PLC设备,能够引诱潜在攻击者对目标系统发起攻击,并进一步提出基于生产数据的异常检测方法,并以此来判定控制装置的行为是否存在异常。本文提出的技术方案已经应用于实际工程项目。论文的主要贡献如下:提出一种基于虚拟化的欺骗装置构建技术以及实现架构。在典型的工业控制OT网络架构中,增设陷阱模块和检测模块。采用虚拟化PLC作为陷阱模块,仿真控制装置的交互协议和控制行为,以此诱发攻击者的潜在攻击行为,设计基于欺骗装置的工业生产数据异常检测方法,对工业生产数据进行异常分析,以此判定控制行为是否存在异常。论文提出了一种基于Hypervisor的PLC虚拟化实现方案,可基于通用计算平台和容器环境,在OT网络中,按需部署多台控制装置作为欺骗诱捕设备。提出一种基于LSTM与XGBoost混合模型的工业生产数据异常检测方法。该方法作为本文提出的欺骗防御模型的异常检测模块,与陷阱模块相互配合,实现工业控制OT网络的主动防御能力。该方案使用正常生产数据训练LSTM模型用来学习正常行为,生成特征向量;而利用XGBoost模型构建分类器,通过标记数据并训练模型以识别出异常数据。将训练好的混合模型用于检测欺骗防御系统中的现场数据。原型系统开发及技术有效性验证。基于通用计算机和开源软件Open PLC,在开源平台GRFICS上实现原型系统,针对水处理工业控制系统,设计了多种攻击过程,对论文提出的防御模型进行了验证。本文研究成果对于工业控制系统的安全防护体系设计具有良好的参考价值,并且提供技术支撑。

关键词：工业控制安全欺骗防御技术虚拟化PLC 工业控制仿真