摘要：
工业控制系统网络安全防护体系是工业行业现代化建设体系中的重要组成部分，对保证工业安全、稳定、可持续竞争发展具有重要意义。基于此，文章从工业控制系统相关概述出发，对工业控制系统存在的网络安全问题，以及当今工业控制系网络安全防护体系设计的优化进行了分析与阐述，以供参考。
关键词：
工业控制系统；网络安全；防护体系
0引言
工业控制系统是我国工业领域建设中的重要组成部分，在我国现代化工业生产与管理中占有重要地位。随着近年来我国工业信息化、自动化、智能化的创新与发展，工业控制系统呈现出网络化、智能化、数字化发展趋势，并在我国工业领域各行业控制机制中，如能源开发、水文建设、机械制作生产、工业产品运输等得到了广泛应用。因此，在网络安全隐患频发的背景下，对工业控制系统网络安全防护体系的研究与分析具有重要现实意义，已成为当今社会关注的重点内容之一。
1工业控制系统
工业控制系统（IndustrialControlSystem，ICS）是由一定的计算机设备与各种自动化控制组件、工业信息数据采集、生产与监管过程控制部件共同构成且广泛应用与工业生产与管理建设中的一种控制系统总称[1]。工业控制系统体系在通常情况下，大致可分为五个部分，分别为“工业基础设施控制系统部分”、“可编程逻辑控制器/远程控制终端系统部分（PLC/RTU）”、“分布式控制系统部分（DCS）”、“数据采集与监管系统部分（SCADA）”以及“企业整体信息控制系统（EIS）”[2]。近年来，在互联网技术、计算机技术、电子通信技术以及控制技术，不断创新与广泛应用的推动下，工业控制系统已经实现了由传统机械操作控制到网络化控制模式的发展，工业控制系统的结构核心由最初的“计算机集约控制系统（CCS）”转换为“分散式控制系统（DCS）”，并逐渐趋向于“生产现场一体化控制系统（FCS）”的创新与改革发展。目前，随着我国工业领域的高速发展，工业控制系统已经被广泛应用到水利建设行业、钢铁行业、石油化工行业、交通建设行业、城市电气工程建设行业、环境保护等众多领域与行业中，其安全性、稳定性、优化性运行对我国经济发展与社会稳定具有重要影响作用。
2工业控制系统存在的网络安全威胁
2.1工业控制系统本身存在的问题
由于工业控制系统是一项综合性、技术复杂性的控制体系，且应用领域相对较广。因此，在设计与应用过程中对工作人员具有较高的要求，从而导致系统本身在设计或操作中容易出现安全隐患。
2.2外界网络风险渗透问题
目前，工业控制系统网络化设计与应用，已成为时展的必然趋势，在各领域中应用工业控制系统时，对于数据信息的采集、分析与管理，需要工业控制系统与公共网络系统进行一定的链接或远程操控。在这一过程中，工业控制系统的部分结构暴露在公共网络环境中，而目前公共网络环境仍存在一定的网络信息安全问题，这在一定程度上将会导致工业控制系统受到来自网络病毒、网络黑客以及人为恶意干扰等因素的影响，从而出现工业控制系统网络安全问题。例如，“百度百科”网站，通过利用SHODAN引擎进行OpenDirectory搜索时，将会获得八千多个处于公共网络环境下与“工业控制系统”相关的信息，一旦出现黑客或人为恶意攻击，将为网站管理系统带来严重的影响[3]。
2.3OPC接口开放性以及协议漏洞存在的问题
由于工业控制系统中，其网络框架多是基于“以太网”进行构建的，因此，在既定环境下，工业过程控制标准OPC（Ob-jectLinkingandEmbeddingforProcessControl）具有较强的开放性[4]。当对工业控制系统进行操作时，基于OPC的数据采集与传输接口有效网络信息保护举措的缺失，加之OPC协议、TCP/IP协议以及其他专属代码中存在一定的漏洞，且其漏洞易受外界不确定性风险因素的攻击与干扰，从而形成工业控制系统网络风险。
2.4工业控制系统脆弱性问题
目前，我国多数工业控制系统内部存在一定的问题，致使工业控制系统具有“脆弱性”特征，例如，网络配置问题、网络设备硬件问题、网络通信问题、无线连接问题、网络边界问题、网络监管问题等等[5]。这些问题，在一定程度上为网络信息风险因素的发生提供了可行性，从而形成工业控制系统网络安全问题。
3加强工业控制系统网络安全防护体系的建议
工业控制系统网络安全防护体系的构建，不仅需要加强相关技术的研发与利用，同时也需要相关部门（如，设备生产厂家、政府结构、用户等）基于自身实际情况与优势加以辅助，从而实现工业控制系统网络安全防护体系多元化、全方位的构建。
3.1强化工业控制系统用户使用安全防护能力
首先，构建科学且完善的网络防护安全策略：安全策略作为工业控制系统网络安全防护体系设计与执行的重要前提条件，对保证工业控制系统的网络安全性具有重要指导作用。对此，相关工作人员应在结合当今工业控制系统存在的“脆弱性”问题，在依据传统网络安全系统构建策略优势的基础上，有针对性的制定一系列网络防护安全策略，用以保证工业控制系统安全设计、操作、管理、养护维修规范化、系统化、全面化、标准化施行。例如，基于传统网络安全策略——补丁管理，结合工业控制系统实际需求，对工业控制系统核心系统进行“补丁升级”，用以弥补工业控制系统在公共网络环境下存在的各项漏洞危机[6]。在此过程中，设计人员以及相关工作者应通过“试验测验”的方式，为工业控制系统营造仿真应用环境，并在此试验环境中对系统进行反复测验、审核、评价，并对系统核心配置、代码进行备份处理，在保证补丁的全面化升级的同时，降低升级过程中存在的潜在风险。其次，注重工业控制系统网络隔离防护体系的构建：网络隔离防护的构建与执行，对降低工业控制系统外界风险具有重要意义。对此，相关设计与工作人员应在明确认知与掌握工业控制系统网络安全防护目标的基础上，制定相应的网络隔离防护方案，并给予有效应用。通常情况下，工业控制系统设计人员应依据不同领域中工业控制系统类型与应用需求，对系统所需设备进行整理，并依据整理内容进行具体测评与调试，用以保证各结构设备作用与性能的有效发挥，避免出现设备之间搭配与连接不和谐等问题的产生；根据工业控制系统功能关键点对隔离防护区域进行分类与规划（包括工业控制系统内网区域、工业控制系统外部区域、工业控制系统生产操作区域、工业控制系统安全隔离区域等），并针对不同区域情况与待保护程度要求，采用相应的举措进行改善，实现不同风险的不同控制[7]。与此同时，构建合理、有效的物理层防护体系：实践证明，物理层防护体系的构建（物理保护），对工业控制系统网络安全防护具有至关重要的作用，是工业控制系统实现网络安全管理与建设的重要基础项目，也是核心项目，对工业控制和系统网络防护体系整体效果的优化，具有决定性作用。因此，在进行工业控制防护系统网络安全防护体系优化设计时，设计人员以及相关企业应注重对工业控制系统物理层的完善与优化。例如，通过配置企业门禁体系，用以避免外来人员对工业现场的侵害；依据企业特色，配设相应的生产应急设备，如备用发电机、备用操作工具、备用电线、备用油库等，用以避免突发现象导致设计或生产出现问题；通过配置一定的监测管理方案或设施，对系统进行一体化监管，用以及时发现问题（包括自然风险因素、设备生产安全风险因素等）并解决问题，保证工业控制系统运行的优化性。此外，加强互联网渗透与分析防治：设计工作人员为避免工业控制系统互联网渗透安全威胁问题，可通过换位思考的形式，对已经设计的工业控制系统网络安全防护体系进行测评，并从对方的角度进行思考，制定防护对策，用以提升工业控制系统网络安全性。
3.2强化工业控制系统生产企业网络安全防护能力
工业控制系统生产企业，作为工业控制系统的研发者与生产者，应提升自身对工业控制系统网络安全设计的重视程度，从而在生产过程中保证工业控制系统的质量。与此同时，系统生产企业在引进先进设计技术与经验的基础上，强化自身综合能力与开发水平，保证工业控制系统紧跟时展需求，推动工业控制系统不断创新，从根源上降低工业控制系统自身存在安全风险。
3.3加大政府扶持与监管力度
由上述分析可知，工业控制系统在我国各领域各行业中具有广泛的应用，并占据着重要的地位，其安全性、稳定性、创新性、优化性对我国市场经济发展与社会的稳定具有直接影响作用。由此可见，工业控制系统网络安全防护体系的构建，不仅是各企业内部组织结构体系创新建设问题，政府以及社会等外部体系的构建同样具有重要意义。对此，政府以及其他第三方结构应注重自身社会责任的执行，加强对工业控制系统安全防护体系环境的管理与监督，促进工业控制系统安全防护外部体系的构建。例如，通过制定相应的网络安全运行规范与行为惩罚措施，用以避免互联网恶意破坏行为的发生；通过制定行业网络安全防护机制与准则，严格控制工业控制系统等基础设施的网络安全性，加大自身维权效益。
4结论
综上所述，本文针对“工业控制系统网络安全防护体系”课题研究的基础上，分析了工业控制系统以及当今工业控制系统存在的网络安全问题，并在工业控制系统网络安全防护体系设计的基础上，提供了加强工业控制系统网络安全防护体系设计的优化对策，以期对工业控制系统网络安全具有更明确的认知与理解，从而促进我国工业控制系统网络安全防护体系建设的优化发展。
参考文献：
[1]王栋,陈传鹏,颜佳,郭靓,来风刚.新一代电力信息网络安全架构的思考[J].电力系统自动化,2016(2):6-11.
[2]薛训明,杨波,汪飞,郭磊,唐皓辰.烟草行业制丝生产线工业控制系统安全防护体系设计[J].科技展望,2016(14):264-265.
[3]刘凯俊,钱秀槟,刘海峰,赵章界,李智林.首都城市关键基础设施工业控制系统安全保障探索[J].网络安全技术与应用,2016(5):81-86.
[4]罗常.工业控制系统信息安全防护体系在电力系统中的应用研究[J].机电工程技术,2016(12):97-100.
[5]刘秋红.关于构建信息安全防护体系的思考——基于现代计算机网络系统[J].技术与市场,2013(6):314.
[6]孟雁.工业控制系统安全隐患分析及对策研究[J].保密科学技术,2013(4):16-21.
[7]宫亚峰,张格,程宇.维护工业控制系统网络安全是实现强国目标的重要保证[J].自动化博览,2017(2):28-33.
作者:林枫 单位:中国空空导弹研究院
