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本文主要介紹某鋼鐵企業(yè)的生產調度系統(tǒng)網絡安全防護建設，在鋼鐵企業(yè)的實際網絡環(huán)境中，支撐生產調度業(yè)務的網絡系統(tǒng)主要包含：工業(yè)控制系統(tǒng)網絡與生產管理網絡。工業(yè)控制系統(tǒng)網絡主要負責企業(yè)實際的生產業(yè)務，生產管理網絡主要負責生產調度級決策。

1.1?工業(yè)控制系統(tǒng)網絡

分散在物理隔離的各生產流程中的34套工業(yè)控制系統(tǒng)，大部分為DCS控制系統(tǒng)，部分控制系統(tǒng)采用西門子PLC設備。現(xiàn)場控制層：主要包括各類DCS控制器及PLC控制器，用于對各現(xiàn)場設備進行控制；過程監(jiān)控層：主要包括過程控制服務器與HMI/SCADA系統(tǒng)功能單元，用于對整個生產過程數(shù)據進行采集和監(jiān)控，工藝技術人員通過操作員站對現(xiàn)場控制層進行工藝參數(shù)的調整和優(yōu)化，維護正常的生產過程。

1.2?生產管理網絡

主要通過生產綜合調度系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)（EMS）等生產管理系統(tǒng)，用于為企業(yè)提供包括生產過程數(shù)據管理、計劃排產管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、成本管理、物流管理等生產管理服務。

生產管理網絡通過部署2臺冗余數(shù)采服務器實現(xiàn)對生產線的實時生產信息的采集，上傳到生產綜合調度系統(tǒng)等系統(tǒng)的實時數(shù)據庫及業(yè)務數(shù)據庫中，為生產決策提供數(shù)據支撐。通過對生產綜合調度系統(tǒng)的建設，可快速全面地得到企業(yè)績效目標與實際生產指標的差異，監(jiān)控生產運動動態(tài)情況及時發(fā)現(xiàn)異常并做出正確決策，實現(xiàn)企業(yè)績效持續(xù)提升。

依照本試點項目的設計，可使某鋼鐵工控系統(tǒng)實現(xiàn)對黑客、病毒、惡意代碼等高風險抵御，阻止內部/外部人員的非法訪問，工控系統(tǒng)中的相關數(shù)據采集做到純物理單向上傳到生產管理網絡的生產綜合調度系統(tǒng)中，零數(shù)據包返回。

本試點項目的建設目標和主要任務如下：

（1）抵御互聯(lián)網/辦公網發(fā)起的惡意攻擊和破壞；

（2）防止勒索病毒、木馬等惡意程序對工控關鍵系統(tǒng)造成不利影響和破壞；

（3）對工控關鍵系統(tǒng)主機進行USB接口管控、系統(tǒng)加固、病毒預防等；

（4）對數(shù)采服務器及生產綜合調度系統(tǒng)等生產管理系統(tǒng)的運維人員實時管控與審計；

（5）實現(xiàn)數(shù)采鏈路間的物理隔離與訪問控制；

（6）對生產管理網絡進行深度的審計及行為管控；

（7）對過程監(jiān)控層內由DCS、SCADA系統(tǒng)組成的安全域做域間安全隔離與訪問控制；

（8）生產設備資產結合安全設備防護日志等信息匯聚至統(tǒng)一的安全管理平臺，以網絡拓撲、事件預警的方式做微態(tài)勢感知。

本方案主要實現(xiàn)某鋼鐵企業(yè)工控系統(tǒng)單向數(shù)據采集上傳到生產管理網絡生產綜合調度系統(tǒng)的功能，同時又要做到各生產控制系統(tǒng)安全域間的安全隔離與訪問控制，因此推薦安盟華御“工業(yè)數(shù)采單向光閘+工業(yè)防火墻”方案，以實現(xiàn)安全防護功能。

（1）工業(yè)數(shù)采單向光閘：實現(xiàn)關鍵生產數(shù)據單向數(shù)據采集上傳到生產管理層生產綜合調度系統(tǒng)（光信號，無反饋）。

（2）工業(yè)防火墻：實現(xiàn)各生產控制系統(tǒng)安全域間的安全隔離與信息交換訪問控制。

在某鋼鐵企業(yè)實際應用環(huán)境中，控制網絡都是“敞開的”，比如與生產綜合調度與辦公網OA/ERP的業(yè)務交互，在各控制系統(tǒng)安全域邊界及層級邊界缺乏有效單向控制與隔離、安全審計、運維防護等技術和機制。

在本項目中的關鍵技術使用安盟華御工業(yè)數(shù)采單向光閘將生產控制區(qū)中的各類數(shù)據采集匯總，單向導出至外網側，可對外提供OPC、Modbus TCP等通用數(shù)據服務，同時可對接阿里、華為等各類云平臺。數(shù)據從工控網向管理網的單向傳輸，規(guī)避了威脅信息通過管理網進入工控網的風險。

本項目建設需要對3條數(shù)采鏈路及1條辦公網絡系統(tǒng)的鏈路進行防護，做到生產系統(tǒng)的高安全隔離。輔以工業(yè)防火墻設備、工業(yè)審計系統(tǒng)、主機衛(wèi)士及網絡安全管理平臺，對工控生產網絡進行全方位的網絡安全防護，保護企業(yè)生產網絡的安全。網絡安全設計圖如圖1所示。

以某鋼鐵企業(yè)實際業(yè)務需求為基礎，綜合各類安全產品特性，以生產安全為目的，通過最小經濟投入，合理配備少量安全產品，實現(xiàn)最大化的安全收益。

（1）使用工業(yè)數(shù)采單向光閘實現(xiàn)單向數(shù)據采集與上傳。根據數(shù)采鏈路數(shù)量以及工業(yè)數(shù)采單向光閘產品的物理接口數(shù)量，兼顧接口冗余備份功能，可配備12臺安盟華御工業(yè)數(shù)采單向光閘（每套工業(yè)數(shù)采單向光閘共5個通信接口，啟用其中3個通信接口作為采集接口，留1個接口備用、1個接口管理使用），如圖2所示。

（2）使用工業(yè)防火墻防護數(shù)據采集鏈路，同時對安全域間的信息交換做安全策略配置，并做到采集鏈路間的隔離。每3條數(shù)采鏈路匯聚到1臺工業(yè)防火墻上，每條鏈路使用獨立網橋，互不干涉。34條數(shù)采鏈路，配備12臺工業(yè)防火墻（通過接口擴展，每臺工業(yè)防火墻最大支持10個通信接口，提供6個接口作為通信口，做3進3出的3條鏈路防護，留2進2出作為備份。每臺工業(yè)防火墻對應1臺工業(yè)數(shù)采單向光閘），如圖3所示。

（1）工業(yè)數(shù)據收集層面

在某鋼鐵企業(yè)實際的34條數(shù)采鏈路中，包含了多種類型的工業(yè)自動化系統(tǒng)，廠家也存在差異，因此數(shù)據采集工作需要一種具備多種采集協(xié)議的平臺設備。安盟華御工業(yè)數(shù)采單向光閘的內網單元數(shù)采模塊支持多類工業(yè)協(xié)議，如常見的DCS系統(tǒng)、PLC控制器、智能儀表、數(shù)控機床類設備等，具備高速集成各類工業(yè)控制系統(tǒng)的能力。

（2）邊界安全隔離層面

隨著工業(yè)自動化及智能制造技術的大力推進，企業(yè)內的生產管理網絡與生產控制網絡的邊界變得不再清晰，存在著業(yè)務信息的上傳和數(shù)據的交叉，而兩個網絡中都存在系統(tǒng)升級、數(shù)據備份等，移動介質的不規(guī)范使用給兩個網絡都帶來了安全威脅。安盟華御數(shù)采單向光閘利用SFP光模塊中發(fā)光器和收光器分離的技術特點，設備既實現(xiàn)了工控網數(shù)據的單向導出，又實現(xiàn)了辦公網無任何反饋信號至工控網，將兩網絡間的安全邊界做到了物理隔離。

（3）工業(yè)協(xié)議自身漏洞層面

由于工控發(fā)展史及工控系統(tǒng)限制性等，工控系統(tǒng)SCADA軟件、PLC控制系統(tǒng)、工業(yè)通信協(xié)議等在設計過程中主要考慮可用性、實時性，對安全性的考慮不足，存在著被入侵和攻擊的可能。而生產管理網絡與生產控制多使用工業(yè)協(xié)議進行通訊，安全性不能得到保證。安盟華御數(shù)采單向光閘對生產控制系統(tǒng)不同的工業(yè)協(xié)議類型進行數(shù)據采集，以統(tǒng)一的工業(yè)協(xié)議轉發(fā)給采集服務器，單向上傳過程中使用安盟華御專有協(xié)議進行通訊，物理隔離的同時也做到協(xié)議隔離，形成安全邊界的雙重安全防護。

（4）安全設備自身安全層面

在數(shù)據采集工作進行時一般采用建立二級中心的方式，使用雙網卡數(shù)采機進行數(shù)據采集轉發(fā)，使用的系統(tǒng)存在著不打補丁、不做備份、漏洞遍布的情況，很難保證其自身安全。安盟華御工業(yè)數(shù)采單向光閘采用SUOS自主操作系統(tǒng)（類Linux操作系統(tǒng)），經過專業(yè)系統(tǒng)加固，具備工控行業(yè)里高可靠、高安全的特性，是安全邊界的可靠保障。

（1）無縫兼容

所選工業(yè)數(shù)采單向光閘產品數(shù)采模塊支持多類工業(yè)協(xié)議，能夠滿足與某鋼鐵企業(yè)工控系統(tǒng)無縫對接，又能夠提升整體計算環(huán)境的性能和穩(wěn)定性，實現(xiàn)數(shù)據采集與物理單向上傳，安全量身定做。

（2）物理單向隔離

利用SFP光模塊中發(fā)光器和收光器分離的技術特點，設備既實現(xiàn)了工控網數(shù)據的單向導出，又實現(xiàn)辦公網無任何反饋信號至工控網，為工控網提供絕對安全的運行環(huán)境。能夠阻止各種已知與未知的安全風險，防止病毒以及相關變種通過數(shù)據采集鏈路傳播到工控生產系統(tǒng)中。

（3）協(xié)議歸一

工業(yè)數(shù)采單向光閘可對生產控制系統(tǒng)不同的工業(yè)協(xié)議類型進行數(shù)據采集，以統(tǒng)一的工業(yè)協(xié)議轉發(fā)給采集服務器，如OPC DA，Modbus TCP等。OPC DA協(xié)議轉發(fā)功能具備分離式部署能力，既可保證工業(yè)數(shù)采單向光閘外網單元與數(shù)采服務器間協(xié)議隔離，又可方便用戶省去傳統(tǒng)OPC配置DCOM的繁瑣操作，減輕工作量。

（4）設備自身安全

工業(yè)數(shù)采單向光閘采用SUOS自主操作系統(tǒng)（類Linux操作系統(tǒng)），設備規(guī)避了微軟Windows操作系統(tǒng)多漏洞風險，并可屏蔽常規(guī)桌面系統(tǒng)的惡意代碼，自身安全性高。

（5）可視化管控

實現(xiàn)對生產網業(yè)務系統(tǒng)操作的管理和審計，對操作人員做到“事前可知、事中可控、事后可查”的運維操作全過程管理。

（6）異常操作審計與攻擊預警

快速識別出數(shù)采層中的相關非法操作、異常事件、外部攻擊等，并實時報警。

（7）工控工作站防護

能實時防止用戶的違規(guī)和誤操作、阻止不明程序，授權移動存儲介質訪問權限等，有效提高工控主機的深度“免疫”能力。

（8）綜合審計

可完成數(shù)采層設備實時信息收集，實時監(jiān)測終端設備的通信流量和安全事件。進行不間斷安全事件關聯(lián)分析，通過強大的一體化安全管控功能界面實現(xiàn)多視角、多層次的管理與安全可視化。

隨著兩化融合、工業(yè)互聯(lián)網等信息化建設的步伐越來越快，各企業(yè)中的自動化網絡系統(tǒng)不再是信息孤島，網絡間的業(yè)務交換需求也越來越多，安全問題因此日益增多，生產網絡和信息安全問題成為威脅工業(yè)企業(yè)安全的重大隱患。隨著對工控安全問題的不斷認識和了解，尤其是關鍵基礎設備的安全防護，國家已頒布和制定了相應的制度和法規(guī)，信息安全建設提到一定的高度，建設的重點也從開始的自動化應用、技術研發(fā)轉移到現(xiàn)在的安全建設以及全面的安全監(jiān)測，目前安盟華御工業(yè)數(shù)采單向光閘設備已在制造、能源、水利、軍事等行業(yè)大力推廣。