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为工业互联网系上“安全带”

2019-04-09 09:43:13 techmach 446

工业互联网作为赋能制造业转型升级的关键支撑,被写入2019年政府工作报告,迎来发展的战略窗口期。面对新技术新业态新模式带来的新挑战,如何筑牢工业互联网安全屏障,成为能否实现安全与发展双轮并进、保障制造强国和网络强国建设、决胜新一轮工业革命的时代课题。

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安全之定位

习近平总书记指出,安全是发展的前提,发展是安全的保障,安全和发展要同步推进。《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》也将“安全”定位于工业互联网的三大功能体系之一,突出强调了工业互联网安全保障的基础性、前提性、战略性地位。离开安全谈高质量发展是无源之水、无本之木。对于发展潜力巨大的工业互联网而言,抓住了安全,就抢占了市场扩张、迭代升级和完善产业链的先机,就奠定了生产模式创新、资源配置优化和产业生态培育的基础。

同时,工业互联网以平台为依托,连接海量设备和系统,是工业数据采集、汇聚与分析的载体,是连接工业企业、设备供应商、服务商、开发商以及上下游协作企业的枢纽,安全防线不容有失。一方面,遭受网络攻击不仅单个企业受损,还可延伸至全产业链、全价值链,引发大规模物理设备损坏、生产停滞,影响经济社会的稳定运行。另一方面,工业生产、设计、工艺、经营管理等敏感信息保护不当将损害企业核心利益、影响行业发展,重要工业数据泄露还将导致国家利益受损。

安全之挑战

工业互联网是继互联网、移动互联网后的“第三张网”,由于设备系统的互联、开放平台的引入以及海量数据的交织,打破了工业控制系统原有的封闭和高可靠环境,使线上、线下安全风险叠加放大。筑牢工业控制系统安全(以下简称工控安全)、平台安全和数据安全三道防线,是保障工业互联网安全的关键环节和重要挑战。(如图所示)。


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工业互联网安全要素

(一)工控安全

工控安全是指接入工业互联网平台的工业生产设备、主机设备、通信设备、智能终端设备的安全,生产过程中的协议、控制装置、控制软件的安全,及其生产控制网、数据采集网、企业管理网等的安全,在工业互联网开放、互联的环境下,工业控制系统设备漏洞易被利用,病毒、木马侵入等工控安全问题更为突出。

(二)平台安全

平台安全是指工业云基础设施(IaaS)、操作系统(工业PaaS)、应用服务(工业APP)的安全。由于平台用户类型复杂、应用和微服务数量大、种类多、平台面临攻击路径多、攻击手段多样、防护难度大等安全挑战。

(三)数据安全

数据安全是指工业互联网运行中收集和产生的各类数据资源的安全。工业互联网数据体量大、种类多、流动方向和传递路径较为复杂,且不同领域对数据保护和利用存在较大差异,因此数据安全存在责任主体边界模糊、事件追踪溯源困难、分类分级保护难度大等问题。

安全之动向

纵观全球,尽管政产学研各界在工业互联网安全方面的努力方兴未艾,但聚焦工业互联网安全体系建设及安全要素的思路可谓不谋而合,为实现工业互联网的安全发展指明了方向。

(一)聚焦安全体系建设

近年来,具有行业号召力的产业联盟、大型企业等高度重视工业互联网安全体系建设。美国工业互联网联盟(IIC)出台《工业互联网参考体系架构》《工业物联网安全框架》,梳理安全保障需求,分析典型安全问题,并提供安全解决方案。德国工业4.0平台发布《工业4.0参考架构模型》,提出分层安全管理思路。GE推出工业互联网基础设施安全计划,建议建立整体有效的安全机制。

我国工业互联网产业联盟(AII)于2016年发布《工业互联网体系架构(版本1。0)》,明确设备、控制、应用、网络、数据五大安全防护对象,2018年发布《工业互联网安全框架白皮书》,指导工业互联网企业应对新型网络风险。工业互联网安全体系、技术体系构建等方面仍需进一步深入研究。

(二)聚焦工控安全

美国、德国等发达国家以工控安全为切入点,加强工业互联网设备安全与控制安全。美国国家标准与技术研究所(NIST)发布《制造业与工业控制系统安全保障能力评估(草案)》《制造业网络安全框架简介》《保障制造业工业控制系统安全:行为异常监测(草案)》,指导企业开展设备防护和系统评估,做好风险管理。德国工业4.0平台发布《工业4.0中的IT安全》,指导工业企业加强设备、系统安全等管理。

我国通过法律法规、政策文件等对工控安全提出了一系列安全要求。《中华人民共和国网络安全法》中,规范了网络关键设备和网络安全专用产品测试认证工作。《工业控制系统信息安全防护指南》对工业企业提出11条安全防护要求。《工业控制系统信息安全行动计划(2018-2020年)》部署了安全管理、态势感知、安全防护、应急处置、产业发展五大能力提升行动。工控安全政策体系、标准体系、工作体系、技术体系等初步构建。

(三)聚焦平台安全

国外大型平台企业积极推进安全建设。GE在2016年发布的《Predix:工业互联网平台》报告中,描述了从隔离用户环境、操作系统安全等方面加强工业互联网平台安全。PTC在ThingWorx平台采用端到端的安全策略,加强网络应用程序、用户和数据安全防护。ABB Ability平台与微软合作,通过安全基线、代码审计保证平台设计开发过程中的网络安全,并与安全研究机构合作对平台开展测试、评估和验证,提高平台安全水平。

我国在《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》《工业互联网平台建设及推广指南》等文件中,多次强调应明确平台安全防护要求、落实企业安全主体责任。《工业互联网平台安全要求及评估规范》国家标准也已立项研究。国内平台企业普遍认为,在平台建设过程中同步考虑了安全设计,但由于工业互联网安全标准体系尚未建立,安全防护、APP检测等缺乏依据,整体安全解决方案还不成熟,平台用户对平台安全防护信心不足,已成为制约平台发展的重要因素。

(四)聚焦数据安全

工业互联网相关企业一致认为数据贯穿于工业互联网各环节,是基础性战略资源,保障数据的完整性、保密性、可用性是工业互联网发展的重要前提。国外大型平台企业纷纷加快数据安全布局,GE将数据存储在独立的云空间中,确保用户生产数据不发生泄露。美国IIC发布《商业视角下的工业互联网安全概况》,关注数据管理和云中的数据保护。德国机械及制造商协会发布《数据保护和工业4。0》,提出工业4。0环境下数据保护安全基线。

我国工业互联网平台IaaS层发展成熟度较高,基础设施相对完善,在数据安全方面已具备较为完备的安全解决方案。工业互联网平台PaaS层对工业数据的保护主要依赖于传统的用户鉴权管理,数据加密存储和安全传输能力亟待增强。工业APP开发周期短,迭代频繁,对数据安全考虑不足。工业企业连接平台后未及时升级防护措施,数据保护意识薄弱。

安全之未来

习近平总书记强调,网络安全工作要因势而谋、应势而动、顺势而为。面对日益复杂的工业互联网安全挑战,亟需以总体国家安全观为指引,以落实企业主体责任为关键,紧紧围绕工业互联网安全发展需求,多维度持续发力,加快形成与工业互联网发展相匹配的安全保障能力。

工控安全层面,在已有工作基础上,深入实施《工业控制系统信息安全行动计划(2018-2020年)》,有序推动工控安全态势感知等能力建设,以创建国家新型工业化产业示范基地(工业信息安全)、支持关键工业控制系统产品的研发及产业化应用为抓手,提升工业控制系统本质安全水平。

平台安全层面,督促平台企业落实安全主体责任,围绕平台安全特征及虚拟化安全防护需求,在平台建设初期,同步规划、部署和运行安全解决方案。明确平台安全管理责任人,建立健全平台安全运行管理体系,构建事前预警、事中控制、事后消减、评估反馈的制度闭环。

数据安全层面,强化数据治理能力,建立数据能力成熟度标准体系,推动贯标和评估工作。需求侧以工业企业、平台企业为突破口,实施工业数据分类分级安全防护,提高数据管理成熟度。供给侧以平台企业、大数据服务企业为主体,提升数据服务质量。

(审核编辑: 张瑜)


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