鄒春明 公安部第三研究所工控安全測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)室主任
本文主要介紹一下工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全與等保2.0,主要是三個(gè)方面,一個(gè)是工控信息安全的背景要求,第二個(gè)等保2.0要求,第三個(gè)工控系統(tǒng)安全防護(hù)的個(gè)人建議。
講到工控安全包括兩個(gè)部分,一個(gè)是功能安全一個(gè)是信息安全,功能安全是非常成熟的,包括它的標(biāo)準(zhǔn)以及測(cè)評(píng)評(píng)論體系都非常完善。信息安全還基本上是起步的階段,所以工控安全是交叉學(xué)科。工業(yè)控制系統(tǒng)它的信息安全技術(shù)非常薄弱,像工控設(shè)備POC控制PCS,還有工會(huì)協(xié)議它最初基本上不缺少信息安全方面的一些考慮,它都是不帶加密不帶認(rèn)證的,這個(gè)在IT里面沒有辦法想象的事情。另外在工控系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候主要也是考慮穩(wěn)定性可靠性,比如說工控系統(tǒng)都會(huì)采用雙環(huán)方式,主要是可靠不要中斷,對(duì)它信息的安全也比較好一些。
其實(shí)我們之前工控系統(tǒng)相對(duì)比較隔離,雖然存在各種各樣的問題,但是不會(huì)暴露到互聯(lián)網(wǎng)上面來,但是隨著工業(yè)4.0推進(jìn)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)也在推進(jìn),原來的系統(tǒng)不得不暴露在互聯(lián)網(wǎng)上。這個(gè)是國家對(duì)工控安全漏洞統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),出現(xiàn)了非常高危的漏洞。這個(gè)圖也是暴露了不少的工控安全事件,最典型的就是針對(duì)伊朗核設(shè)施的攻擊,這也認(rèn)為全球工業(yè)信息安全的元年,基本上在2010年之后在全球才有對(duì)工控信息安全的重視,在國內(nèi)最開始關(guān)注更晚一點(diǎn)基本上在2012年國家發(fā)改委辦信息安全專項(xiàng),扶持一些工業(yè)控制信息安全產(chǎn)品,我也是在那個(gè)時(shí)候開始接觸工控安全。另外這幾年比較典型的像烏克蘭電力系統(tǒng)被攻擊的事情,就是非常典型的工控安全事件。
工控安全I(xiàn)T有很多的成熟解決方案都比較成熟,因?yàn)楣蚕到y(tǒng)畢竟跟IT系統(tǒng)存在比較大的差別,所以IT系統(tǒng)的一些解決方案沒有辦法直接用到OT系統(tǒng),總體還是相對(duì)封閉的。另外在持續(xù)可靠性方面,可能在IT系統(tǒng)升級(jí)相對(duì)需要一些時(shí)間,對(duì)于工控系統(tǒng)要求非常高。另外在設(shè)備方面,一般的設(shè)備在5年左右就該換了,工控系統(tǒng)一般十幾二十年的設(shè)備非常多,我們現(xiàn)在XP的系統(tǒng)用的很少,但是工控系統(tǒng)非常常見,另外應(yīng)用協(xié)議這一塊也是。所以在工控系統(tǒng)信息安全訴求也和IT系統(tǒng)類似,工控系統(tǒng)首先是要保證完整性,把保密性這一塊放到最低,所以我們?cè)诠た叵到y(tǒng)安全建設(shè)的時(shí)候首先要保證它的可用性,安全的工控設(shè)備和計(jì)算設(shè)備,這是整個(gè)工控安全的基礎(chǔ)。設(shè)備防護(hù)還是偏I(xiàn)T,因?yàn)檫@一塊還是偏I(xiàn)T的,技術(shù)還是相對(duì)比較成熟,但是對(duì)于工控設(shè)備這一塊,工控設(shè)備設(shè)計(jì)上就沒考慮信息安全,如果完全替換的話成本負(fù)擔(dān)高,現(xiàn)在一些新的會(huì)考慮信息安全的需求。
另外需要結(jié)合一些可靠的公共信息安全產(chǎn)品,像別的產(chǎn)品沒有辦法應(yīng)用到工控系統(tǒng)它對(duì)實(shí)時(shí)性可靠性要求非常高,對(duì)于安全的產(chǎn)品最主要的一點(diǎn)是解析應(yīng)急,因?yàn)楣た叵到y(tǒng)應(yīng)用協(xié)議是五花八門的,傳統(tǒng)的產(chǎn)品解析不了。
另外需要結(jié)合全生命周期的安全管理,由此保證了公共系統(tǒng)的安全。所有的這些活動(dòng)都需要一些政策法規(guī)以及標(biāo)準(zhǔn)的支撐,政策法規(guī)要求企業(yè)能做什么事不能做什么事,標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)企業(yè)具體怎么做,比如說網(wǎng)絡(luò)安全法要求企業(yè)需要按等級(jí)保護(hù)來做,像等級(jí)保護(hù)系列標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)企業(yè)具體該怎么樣做。在網(wǎng)絡(luò)安全法里面要明確使用等級(jí)保護(hù)制度,另外網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全產(chǎn)品要有許可,另外工業(yè)控制系統(tǒng)它是關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,像電力、軌道交通,其他的還有很多國家層面的法規(guī)。
只要是跟網(wǎng)絡(luò)安全的法規(guī),里面肯定會(huì)涉及到工控安全,如果工控工業(yè)制造方面都會(huì)涉及到安全部分。另外有兩個(gè)比較重要的,一個(gè)是國家基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例,還有網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)條例目前征求意見稿,這兩個(gè)條例應(yīng)該都是以國務(wù)院的名義發(fā)布的。具體的法規(guī)工控系統(tǒng)安全防護(hù)工信部在國家層面政策文件細(xì)化提出一些具體的要求,另外在標(biāo)準(zhǔn)方面最有名的國際上工控安全標(biāo)準(zhǔn)IEC62443有12個(gè)標(biāo)準(zhǔn),目前有一些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了,有一些還在制訂的過程當(dāng)中。另外像SP800-82《工業(yè)控制系統(tǒng)安全指南》也有一些借鑒價(jià)值另外國內(nèi)還有不少的標(biāo)準(zhǔn)都在制訂,最重要的標(biāo)準(zhǔn)就是信息技術(shù)等級(jí)安全保護(hù)的要求,這里面也有擴(kuò)展要求。這個(gè)是TC260WG5安全評(píng)估組,里面有一些子體系,它主要呈幾個(gè)方面基礎(chǔ)產(chǎn)品包括工控設(shè)備以及工控安全產(chǎn)品以及網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。
下面介紹一下等保2.0,其實(shí)等保1.0的標(biāo)準(zhǔn)是2008年發(fā)布的,到現(xiàn)在十多年變化非常多,2008年云計(jì)算剛起步工控安全沒有完全關(guān)注,另外像國內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)信息安全要求。2019年大的鋪開2006年就開始有起步的工作,這些年有一些不足需要進(jìn)一步完善。等保2.0它不只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的更新它是一個(gè)體系的更新,原來等保1.0主要依據(jù)是國務(wù)院14716四部委聯(lián)合起草等級(jí)保護(hù)管理?xiàng)l例,現(xiàn)在因?yàn)槭蔷W(wǎng)絡(luò)安全法律要求,現(xiàn)在已經(jīng)看到不少因?yàn)闆]有開展等級(jí)保護(hù)工作還存在一些安全漏洞。第二個(gè)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系的更新包括定期指南基本要求設(shè)計(jì)要求測(cè)定要求,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系都在全面的修訂,像上個(gè)月有三個(gè)基本的要求,測(cè)評(píng)要求非常重要的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了,另外還有還有一些指南。
另外測(cè)評(píng)體系這一塊可能前期對(duì)公安主管部門來說,更重要的是把整個(gè)全國的測(cè)評(píng)體系建立起來,現(xiàn)在加強(qiáng)測(cè)評(píng)體系的監(jiān)管考核完善測(cè)評(píng)的一些質(zhì)量,在去年就聽了一些測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)的指數(shù),另外像整個(gè)等保技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系都在進(jìn)一步完善,這是等保標(biāo)準(zhǔn)體系,因?yàn)樵?.0時(shí)代主要是針對(duì)信息系統(tǒng)安全先改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全,網(wǎng)絡(luò)安全更能體現(xiàn)它的內(nèi)涵,作為等保體系最核心的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)是應(yīng)急指南,因?yàn)閼?yīng)急是等保工作開展的一個(gè)基礎(chǔ)。第二個(gè)就是等級(jí)保護(hù)的基本要求像這些要求都是基于基本要求來編的標(biāo)準(zhǔn),這兩個(gè)是國標(biāo)國標(biāo)很難寫各個(gè)系統(tǒng)之間差別非常大,國標(biāo)要寫成通用,這是一些行業(yè)細(xì)則像電力系統(tǒng)銀行系統(tǒng),它制訂了一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以非常的有針對(duì)性,比如說人民銀行出了銀行業(yè)的指南,什么樣的級(jí)別應(yīng)該定什么樣的級(jí)別,可以給出非常細(xì)的要求。另外等級(jí)保護(hù)基本要求也是,其實(shí)工控安全涉及到的行業(yè)也非常廣泛,公共行業(yè)不同的行業(yè)之間差別也是非常大的,它的運(yùn)營期間實(shí)行要求非常高的,有一些系統(tǒng)其實(shí)也不是按照那個(gè)要求,比如說智能電表它的它采集的數(shù)據(jù)時(shí)間要求完全不高,可以一天之內(nèi)才出來,所以行業(yè)的細(xì)則還是非常重要的。
另外在1.0時(shí)代它主要針對(duì)的是信息系統(tǒng),在2.0時(shí)代保護(hù)對(duì)象的拓展,拓展包括工業(yè)控制互聯(lián)網(wǎng)還有云計(jì)算,所以直接叫等級(jí)保護(hù)對(duì)象,在定級(jí)也更強(qiáng)調(diào)一些新要求,其實(shí)在原來已經(jīng)有相應(yīng)的要求,專家評(píng)審主管部門審批,可能在2.0時(shí)代具體操作上也執(zhí)行的更嚴(yán)格。另外對(duì)于定級(jí)的方法,定級(jí)首先確定安全責(zé)任主體公安比較關(guān)注這個(gè),另外需要承載相應(yīng)獨(dú)立的業(yè)務(wù),它要包含相應(yīng)的多個(gè)資源不要把單排控制器定性為一個(gè)系統(tǒng),這個(gè)可能涉及到上面和下面的Io網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整體做一個(gè)系統(tǒng)。
這個(gè)是工控層級(jí),定級(jí)主要是兩個(gè)緯度,一個(gè)縱向主要是把現(xiàn)場(chǎng)的一些設(shè)備,包括控制器以及上傳的軟件作為一個(gè)系統(tǒng)來定性,因?yàn)檫@一套整體完成一塊相對(duì)比較獨(dú)立的業(yè)務(wù),另外從橫向的角度來,可以跟責(zé)任主體功能還有控制器的廠商都會(huì)有,這個(gè)電力系統(tǒng)比較典型。在基本的要求里面,最初的時(shí)候是想作為一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn),后來這個(gè)過程還是比較復(fù)雜的,后來把它合成一本按照架構(gòu)來編制。
通用要求適用于一般的IT系統(tǒng),目前還是按兩大方面技術(shù)要求和管理要求,其實(shí)對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來說能夠產(chǎn)生并作。管理這一塊沒有大的調(diào)整,安全物理環(huán)境這一塊還有一定的降低。主要調(diào)整的就是技術(shù)這一塊,強(qiáng)調(diào)的一個(gè)中心三層防護(hù),安全通信網(wǎng)絡(luò)、安全區(qū)域遠(yuǎn)景、安全制造環(huán)境。原來都是分主機(jī)安全網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用安全,現(xiàn)在這三部分的安全要求全部合在了安全環(huán)境里面。在安全通訊網(wǎng)絡(luò)主要強(qiáng)調(diào)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的要求,通訊傳輸。另外增加了可行驗(yàn)證說一句實(shí)在話,可能對(duì)于操作系統(tǒng)層面還有相應(yīng)的解決方案,在網(wǎng)絡(luò)層面目前還沒有一些好的解決方案,這也是在要求里面作為一個(gè)可行要求沒有做強(qiáng)制要求,這也是專家的想法,如果不寫到里面沒有人去做,如果寫到標(biāo)準(zhǔn)里面就會(huì)有相應(yīng)的解決方案出來。
在安全區(qū)域邊界這一塊,主要強(qiáng)調(diào)的安全防護(hù)、防護(hù)控制、多行防范。另外增加了二級(jí)防范和安全審計(jì)和可行驗(yàn)證,二級(jí)防范如果在控制器里面使用電子,另外安全質(zhì)量環(huán)境這一塊主要是增加了可行性驗(yàn)證和功能信息保護(hù),主要是增加了安全管理中心這一塊其實(shí)在老的標(biāo)準(zhǔn)里面是放在里面作為管理要求,在新的標(biāo)準(zhǔn)里面作為一個(gè)技術(shù)要求它包括了系統(tǒng)管理審計(jì)管理和安全管理的集中管控,其實(shí)對(duì)于工控系統(tǒng)來說,工控系統(tǒng)不像IT系統(tǒng)那么復(fù)雜龐大,一般來說還是比較簡單,所以工控系統(tǒng)建議功能上大而全性能上要求不是很高的安全管理平臺(tái)能夠盡量多的覆蓋集中管控的要求,這樣也可以在成本上用戶也是比較好接受。
對(duì)工控系統(tǒng)的安全主要是強(qiáng)調(diào)五層模型,對(duì)工控的安全擴(kuò)展要求主要強(qiáng)調(diào)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備審核和現(xiàn)場(chǎng)控制的要求,其實(shí)這個(gè)是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在特別強(qiáng)調(diào)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一塊,其實(shí)在部分層級(jí)去合并的,這也是非常的清晰。對(duì)各個(gè)層次的安全需求也不一樣,基本上在以上就是偏I(xiàn)T的,它對(duì)延時(shí)方面區(qū)別非常大。這是擴(kuò)展要求所增加的幾個(gè)方面,這個(gè)相當(dāng)于包括物聯(lián)環(huán)境,因?yàn)楣た叵到y(tǒng)涉及到戶外的一些設(shè)備,另外安全通訊網(wǎng)絡(luò)這一塊有一些系統(tǒng)都涉及到的面非常廣,另外區(qū)域邊界防護(hù)我覺得是工控系統(tǒng)的重中之重,它的基礎(chǔ)非常薄弱所以把邊界一定要看好,另外像安全智能環(huán)境,安全智能環(huán)境在擴(kuò)展要求里面有一點(diǎn)那個(gè)意思可以降低一些要求,因?yàn)樵诳刂茩C(jī)這種根據(jù)沒有辦法支持,它就在要求里面也說如果控制器無法支持,在上位集散就實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的安全功能,另外在管理要求里面建設(shè)也有相應(yīng)的要求。
這是拓展要求的應(yīng)用要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層級(jí)有通用要求加拓展要求,這個(gè)是增量的方式,首先應(yīng)該滿足一些通用要求,另外如果是對(duì)應(yīng)的層級(jí)和對(duì)應(yīng)設(shè)備或者是一些網(wǎng)絡(luò),還需要滿足拓展的要求。最后介紹一下工控系統(tǒng)防護(hù)的個(gè)人建議,其實(shí)工控系統(tǒng)整體上是技術(shù)防護(hù)與安全管理并重,像安全管理在工控系統(tǒng)里面顯得更突出,因?yàn)橛幸恍┛刂破魉蜎]有解決方案。有一些老式的或者全部更新掉了,這個(gè)程度是非常高的,所以在解決方案有限的情況下,安全管理這一塊就顯得尤為重要。
第二個(gè)平衡安全效益突出重點(diǎn)適度安全,工控系統(tǒng)做一些不是像安全產(chǎn)品布置的越多感覺越安全,它首先還是保證可用性。三同步原則,安全技術(shù)措施同步規(guī)劃同步建設(shè)同步使用,這個(gè)對(duì)于安全系統(tǒng)也有要求,但是工控系統(tǒng)就更明顯,對(duì)IT系統(tǒng)如果有點(diǎn)問題整改起來相對(duì)比較容易,加一個(gè)設(shè)備。但是對(duì)于工控系統(tǒng)很多都是24小時(shí)運(yùn)營的你去改造成本非常高,目前一些新的系統(tǒng)建設(shè)基本上大家還會(huì)注意像上飛還有一些汽車制造,它新建廠都會(huì)考慮安全同步建設(shè)。
另外信息安全措施不應(yīng)該對(duì)高可用的工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響,特別是設(shè)備,主要是來源于防火墻,特別是現(xiàn)象級(jí)的防火墻這一塊目前用戶也比較難于接受。其實(shí)現(xiàn)象防火墻主要解決的問題是控制器這種,它沒有沒有認(rèn)證沒有加密,主要是在它的前面加一個(gè)現(xiàn)象級(jí)的防火墻對(duì)它進(jìn)行防護(hù),目前這個(gè)方面用戶還是比較難以接受。在管理制度方面,我覺得可以以等級(jí)保護(hù)的基本要求安全管理要求為基礎(chǔ)來完善整個(gè)安全信息安全的管理體系,因?yàn)榈缺@锩鎸?duì)于整個(gè)安全管理制度這一塊是要求比較成體系的,但是像前面工信部對(duì)制造業(yè)也有相當(dāng)多的要求,所以在制度體系這一塊完善還需要兼顧其他的一些監(jiān)管要求,像關(guān)于信息基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù),另外還有業(yè)務(wù)主管部門像能源局它對(duì)能源系統(tǒng)也會(huì)有它的要求。另外安全制度需要有可操作性方便落地實(shí)施,這些安全制度不要好高騖遠(yuǎn)我寫的非常安全怎么樣,寫的看起來很好,但是沒有辦法落地實(shí)施,這樣可能會(huì)影響制度的權(quán)威性,另外也是沒有實(shí)際的效果。第三個(gè)需要加強(qiáng)監(jiān)督自查留下相關(guān)證據(jù)確保制度貫徹實(shí)施。在技術(shù)防護(hù)方法,首先是分布實(shí)施,首先解決控制器上層的安全,在控制器下層現(xiàn)在基本上還沒有更多的解決方案,解決方案主要是三個(gè)重點(diǎn),一個(gè)是邊界防護(hù),把邊界一定要看好,一個(gè)是縱向的層級(jí)之間的防護(hù),一般控制系統(tǒng)和IT系統(tǒng)會(huì)有單向隔離的設(shè)備,因?yàn)樗确阑饓σ叩?,就算外面被破掉還是進(jìn)不去。另外對(duì)下層可以用工業(yè)級(jí)的防火墻進(jìn)行部署,一個(gè)縱向還有一個(gè)橫向的,橫向也要采取隔離措施比如一些工廠,如果出了問題把問題控制在最小的范圍內(nèi),比如一個(gè)故障不要蔓延到其他的故障,這個(gè)是邊界防護(hù)非常的重要。還有無線接收這一塊也非常重要,另外把系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控做好,一般出現(xiàn)一些安全事件前面都會(huì)有一些征兆,如果把它做好在出現(xiàn)的時(shí)候會(huì)采取對(duì)應(yīng)的處理措施,最大限度的降低安全問題。
第三個(gè)主機(jī)防護(hù),其實(shí)工控系統(tǒng)安全事件,其實(shí)最主要的通過上層計(jì)算機(jī)作為入口導(dǎo)致的,所以把計(jì)算機(jī)設(shè)備管好非常的重要,基本上一個(gè)防病毒,一個(gè)是殺毒軟件個(gè)人覺得還是殺毒軟件比較好,因?yàn)楣た叵到y(tǒng)相對(duì)比較封閉,殺毒軟件首先是滯后的新的出來是防不了的。第二個(gè)就是你需要定期去升級(jí),這個(gè)在管理上從測(cè)評(píng)來說很難集中收集,這個(gè)是技術(shù)防護(hù)的幾個(gè)重點(diǎn)。