1. 前言
隨著我國工業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入,，信息化已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力量，國外石化企業(yè)信息化建設(shè)和應(yīng)用已經(jīng)走在我們前面,。經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展以及WTO的加入,，更對(duì)石化企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，就石化企業(yè)而言，信息化是生存和發(fā)展的必由之路,。
信息化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,，信息化安全也是信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)日新月異的發(fā)展和企業(yè)集團(tuán)信息化整合的加強(qiáng),，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍在不斷擴(kuò)大,，如通過互聯(lián)網(wǎng)獲取信息、展現(xiàn)企業(yè)形象,、開展電子商務(wù)等,，通過廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部資源共享、統(tǒng)一集團(tuán)管理等,，企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)不再是單純意義上的Intranet,，而更多的則是基于Internet的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用。但網(wǎng)絡(luò)開放的同時(shí),，帶來的安全問題就更加嚴(yán)峻了,，各種安全問題如病毒、攻擊和入侵等已經(jīng)引起了人們的高度重視,。
信息化安全是一個(gè)普遍問題,，但是，不同行業(yè)信息化有自己的特點(diǎn),，信息化安全的重點(diǎn)和所采取的對(duì)策也不盡相同,，因此，面向石化企業(yè)信息化的特點(diǎn),，本文專門針對(duì)MES系統(tǒng)涉及的控制網(wǎng)絡(luò)安全問題進(jìn)行了系統(tǒng)地分析,，并結(jié)合在烏石化的實(shí)踐情況，提出適合行業(yè)特點(diǎn)的安全對(duì)策,。
2. 石化MES發(fā)展概述
石化企業(yè)信息化與其它行業(yè)相比有一個(gè)突出特點(diǎn),，就是以管控一體化為重點(diǎn)。這是由石化行業(yè)自身的特點(diǎn)決定的,，并具有一定的時(shí)代特點(diǎn),。
石化企業(yè)是典型的資金和技術(shù)密集型企業(yè)，生產(chǎn)的連續(xù)性很強(qiáng),，裝置和重要設(shè)備的意外停產(chǎn)都會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,，因此生產(chǎn)過程控制大多采用DCS等先進(jìn)的控制系統(tǒng)，生產(chǎn)管理上也更注重安全和平穩(wěn)運(yùn)行,。通過加強(qiáng)生產(chǎn)管理,，可以實(shí)現(xiàn)管理與生產(chǎn)過程控制的融合，通過優(yōu)化調(diào)度,、先進(jìn)控制和優(yōu)化控制等手段,，在保證生產(chǎn)平穩(wěn)的基礎(chǔ)上獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益,，因此,，石化企業(yè)信息化的重點(diǎn)是管控一體化,。而作為石化生產(chǎn)主體的煉化企業(yè)是典型的流程工業(yè)企業(yè)，具有生產(chǎn)過程連續(xù)化,、生產(chǎn)批量大,、工藝規(guī)程相對(duì)固定和物料流向復(fù)雜等特點(diǎn)，隨著原油價(jià)格的不斷攀高及國內(nèi)外企業(yè)競爭加劇,，煉化企業(yè)對(duì)于提升生產(chǎn)增效空間,、加強(qiáng)精細(xì)化管理水平有著越來越迫切的用戶需求，在這個(gè)背景下,，近幾年MES系統(tǒng)在國內(nèi)外煉化企業(yè)的開發(fā)和實(shí)施工作發(fā)展迅速,。
當(dāng)今的石化企業(yè)普遍采用基于ERP/SCM、MES和PCS三層架構(gòu)的管控一體化信息模型,，MES處于企業(yè)信息系統(tǒng)ERP/SCM和過程控制系統(tǒng)的中間位置,。MES系統(tǒng)在整個(gè)信息系統(tǒng)中主要擔(dān)當(dāng)了兩個(gè)方面的重要作用：一是數(shù)據(jù)雙向通道的作用。即通過MES系統(tǒng)的實(shí)施,，可以有效彌補(bǔ)企業(yè)PCS層及ERP/SCM層之間的數(shù)據(jù)間隙,，由下至上，通過對(duì)底層PCS層數(shù)據(jù)的搜集,、存儲(chǔ)及校正,，建立過程控制數(shù)據(jù)層次上的數(shù)字化工廠，結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度層次上的調(diào)度事件信息數(shù)據(jù)等,，為上層ERP/SCM計(jì)劃管理層提供準(zhǔn)確統(tǒng)一的生產(chǎn)數(shù)據(jù),；由上至下，通過對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的總結(jié),，上層ERP/SCM層可以根據(jù)未來訂單及現(xiàn)階段生產(chǎn)狀況調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,，下發(fā)MES層進(jìn)行計(jì)劃的分解及產(chǎn)生調(diào)度指令，有效指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),。因此,，MES系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層面上，起到了溝通PCS層和ERP/SCM層的橋梁作用,，并保證了生產(chǎn)數(shù)據(jù),、調(diào)度事件等信息的一致性及準(zhǔn)確性。另一方面,，生產(chǎn)活動(dòng)的復(fù)雜性產(chǎn)生了很多實(shí)際的用戶需求,，為了滿足這些用戶需求，MES系統(tǒng)也可以視為一個(gè)功能模塊的集合,?！ ?br />
國內(nèi)煉化企業(yè)從 1999 年開始，逐步意識(shí)到 MES 系統(tǒng)的開發(fā)及實(shí)施工作對(duì)于工廠信息化建設(shè)的重要性，這個(gè)過程主要分為兩個(gè)階段,。第一個(gè)階段,，煉化企業(yè)主要依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用需求，在工廠開發(fā)實(shí)施一些獨(dú)立非系統(tǒng)化的 MES 模塊,，例如：數(shù)據(jù)整合與物料平衡系統(tǒng)等,；第二個(gè)階段，煉化企業(yè)開始注重 MES 的系統(tǒng)及完整性,，在 PCS 系統(tǒng)上架設(shè)統(tǒng)一的工廠實(shí)時(shí)/關(guān)系數(shù)據(jù)平臺(tái),，向上連接 ERP/SCM 系統(tǒng)，形成完整的企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu),；煉化企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)方面的用戶需求通過功能模塊的架構(gòu)及實(shí)施得到解決,。在這個(gè)階段，以中石油和中石化兩大大型國有企業(yè)的下屬煉化廠最有代表性,。
以中石油的煉化企業(yè)為例,，早在 2000 年，中石油完成信息技術(shù)總體規(guī)劃,，確定了中國石油未來信息技術(shù)能力的藍(lán)圖。煉油與化工運(yùn)行系統(tǒng),，即 MES 項(xiàng)目,，2004 年中石油 MES 項(xiàng)目正式在全公司范圍內(nèi)啟動(dòng),，經(jīng)過了一年多的試點(diǎn)實(shí)施，于 2005 年上線正式投入運(yùn)行,。試點(diǎn)實(shí)施成功上線之后,，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃下一步安排，又在下屬分公司進(jìn)行一期項(xiàng)目推廣工作,，并于 2007 年 4 家同時(shí)成功上線。從 2006 年開始開展二期推廣工作,，并于 2007 年開始進(jìn)行二期推廣,。目前,，中石油 MES 系統(tǒng)二期推廣工作接近尾聲,，三期工作于 2008 年開始在中石油國內(nèi) 14 家煉化企業(yè)開展。
3. MES控制網(wǎng)絡(luò)安全
3.1. 兩網(wǎng)融合
石化企業(yè)MES的快速發(fā)展,，從客觀上加速了企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的高度融合。
基于管控一體化的主導(dǎo)思想,，石化MES的核心功能是基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)調(diào)度管理,，并以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集作為必要前提條件，否則其它內(nèi)容都無從談起,。這意味著運(yùn)行MES的信息網(wǎng)絡(luò)必須要實(shí)現(xiàn)與控制網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換,。此時(shí),，PCS層的控制網(wǎng)絡(luò)也不再以一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,，而要與信息網(wǎng)絡(luò)互通,、互聯(lián)。隨著越來越多的石化企業(yè)推廣,、應(yīng)用MES,，就有越來越多的控制網(wǎng)絡(luò)被接入到信息網(wǎng)絡(luò)中，信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的兩網(wǎng)融合,，已經(jīng)成為大勢所趨,。
兩網(wǎng)融合，給我們?cè)诮ㄔO(shè)MES時(shí)帶來新的思考,，那就是不能再將控制網(wǎng)絡(luò)與MES割裂開來,。特別是從網(wǎng)絡(luò)安全的角度,，控制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為MES的一部分,，必須通盤考慮。
3.2. 控制網(wǎng)絡(luò)開放性
由DCS,、PLC和SCADA等控制系統(tǒng)構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)，在過去幾十年的發(fā)展中呈現(xiàn)出整體開放的趨勢,。
以石化主流控制系統(tǒng)DCS為例,，在信息技術(shù)發(fā)展的影響下，DCS已經(jīng)進(jìn)入了第四代,，新一代DCS呈現(xiàn)的一個(gè)突出特點(diǎn)就是開放性的提高。過去的DCS廠商基本上是以自主開發(fā)為主,，提供的系統(tǒng)也是自己的系統(tǒng),。當(dāng)今的DCS廠商更強(qiáng)調(diào)開放系統(tǒng)集成性,。各DCS廠商不再把開發(fā)組態(tài)軟件或制造各種硬件單元視為核心技術(shù)，而是紛紛把DCS的各個(gè)組成部分采用第三方集成方式或OEM方式,。例如，多數(shù)DCS廠商自己不再開發(fā)組態(tài)軟件平臺(tái),，而轉(zhuǎn)入采用其它專業(yè)公司的通用組態(tài)軟件平臺(tái),，或其它公司提供的軟件平臺(tái),。這一思路的轉(zhuǎn)變使得現(xiàn)代DCS的操作站完全呈現(xiàn)PC化與Windows化的趨勢,。在新一代DCS的操作站中,，幾乎清一色采用PC+Windows的技術(shù)架構(gòu)，使用戶的投資及維護(hù)成本大幅降低,。
同時(shí),，DCS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也呈現(xiàn)出開放的特征。過去,，由于通信技術(shù)相對(duì)落后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開放性是困擾用戶的一個(gè)重要問題,。而當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)的發(fā)展為開放系統(tǒng)提供了可能,。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開放性體現(xiàn)在DCS可以從多個(gè)層面與第三方系統(tǒng)互聯(lián)，同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,。目前在與企業(yè)管理層信息平臺(tái)互聯(lián)時(shí)，大多采用基于TCP(UDP)/IP協(xié)議的以太網(wǎng)通信技術(shù),，使用OPC等開放接口標(biāo)準(zhǔn)。
3.3. 控制網(wǎng)絡(luò)安全漏洞
開放性為用戶帶來的好處毋庸置疑,，但由此引發(fā)的各種安全漏洞與傳統(tǒng)的封閉系統(tǒng)相比卻大大增加,。對(duì)于一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，產(chǎn)生安全漏洞的因素是多方面的。
3.3.1. 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議安全漏洞
隨著TCP(UDP)/IP協(xié)議被控制網(wǎng)絡(luò)普遍采用,，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議漏洞問題變得越來越突出,。
TCP/IP協(xié)議簇最初設(shè)計(jì)的應(yīng)用環(huán)境是美國國防系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)是互相信任的,，因此它原本只考慮互通互聯(lián)和資源共享的問題，并未考慮也無法兼容解決來自網(wǎng)絡(luò)中和網(wǎng)際間的大量安全問題,。當(dāng)其推廣到社會(huì)的應(yīng)用環(huán)境后,，安全問題發(fā)生了。所以說,，TCP/IP在先天上就存在著致命的安全漏洞,。
（1）,、缺乏對(duì)用戶身份的鑒別
TCP/IP的機(jī)制性漏洞之一是缺乏對(duì)通信雙方真實(shí)身份的鑒別機(jī)制,。由于TCP/IP使用IP地址作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)，而IP地址的使用和管理又存在很多問題,，因而一方面很容易導(dǎo)致IP地址的暴露,，另一方面IP地址很容易被偽造和更改,。
（2）、缺乏對(duì)路由協(xié)議的鑒別認(rèn)證
TCP/IP在IP層上缺乏對(duì)路由協(xié)議的安全認(rèn)證機(jī)制,，對(duì)路由信息缺乏鑒別與保護(hù),，因此可以通過互聯(lián)網(wǎng)，利用路由信息修改網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑,，誤導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)分組傳輸,。
（3）,、TCP/UDP自身缺陷
TCP/IP協(xié)議簇規(guī)定了TCP/UDP是基于IP協(xié)議上的傳輸協(xié)議,，TCP分段和UDP數(shù)據(jù)包是封裝在IP包在網(wǎng)上傳輸?shù)模丝赡苊媾RIP層所遇到的安全威脅外,，還存在TCP/UDP實(shí)現(xiàn)中的安全隱患,。例如，TCP建立連接時(shí)在客戶機(jī)/服務(wù)器模式的“三次握手”中,，假如客戶的IP地址是假的,，是不可達(dá)的，那么TCP無法完成該次連接并處于“半開”狀態(tài),，攻擊者利用這個(gè)弱點(diǎn)就可以實(shí)施如SYN Flooding的拒絕服務(wù)攻擊,；TCP提供可靠連接是通過初始序列號(hào)和鑒別機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)合法的TCP連接都有一個(gè)客戶機(jī)/服務(wù)器雙方共享的唯一序列號(hào)作為標(biāo)識(shí)和鑒別,。初始序列號(hào)一般由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生,，但問題出在很多操作系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)TCP連接初始序列號(hào)的方法中，它所產(chǎn)生的序列號(hào)并不是真正的隨機(jī),，而是一個(gè)具有一定規(guī)律,、可猜測或計(jì)算的數(shù)字。對(duì)攻擊者來說,，猜出了初始序列號(hào)并掌握了IP地址后,，就可以對(duì)目標(biāo)實(shí)施IP Spoofing攻擊，而且極難檢測,，危害巨大；而UDP是一個(gè)無連接的控制協(xié)議,，極易受IP源路由和拒絕服務(wù)型攻擊,。
3.3.2. 操作系統(tǒng)安全漏洞
PC+Windows的技術(shù)架構(gòu)現(xiàn)已成為控制系統(tǒng)上位機(jī)/操作站的主流。而在控制網(wǎng)絡(luò)中,，上位機(jī)/操作站是實(shí)現(xiàn)與MES通信的主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn),，因此其操作系統(tǒng)的漏洞就成為了整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)信息安全中的一個(gè)短板。
Windows操作系統(tǒng)從推出至今,，以其友好的用戶界面,、簡單的操作方式得到了用戶的認(rèn)可，其版本也從最初的Windows 3.1發(fā)展到如今的XP、Windows Server2003,、 Windows 7等,。但是，微軟在設(shè)計(jì)Windows操作系統(tǒng)時(shí)是本著簡單易用為原則的,，因而忽略了安全方面的考慮,，留下了很多隱患。這些隱患在單機(jī)時(shí)代并沒有顯現(xiàn)出來,，后來隨著網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和普及,，越來越多地使用Windows操作系統(tǒng)的PC接入網(wǎng)絡(luò)，微軟埋下的隱患逐漸浮出水面,。一時(shí)間Windows操作系統(tǒng)漏洞頻繁出現(xiàn),，安全事故時(shí)有發(fā)生。雖然微軟在Windows2000以后的版本中采用了Windows NT的核心,，在一定程度上提高了Windows操作系統(tǒng)的安全性,，但仍然不能避免安全漏洞的不斷出現(xiàn)。另一方面,，Windows作為主流的操作系統(tǒng),，也更容易成為眾矢之的，每次Windows的系統(tǒng)漏洞被發(fā)現(xiàn)后,，針對(duì)該漏洞的惡意代碼很快就會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)上,，從漏洞被發(fā)現(xiàn)到惡意代碼的出現(xiàn)，中間的時(shí)差開始變得越來越短,。以Windows2000版本為例,，就曾被發(fā)現(xiàn)了大量漏洞，典型的如：輸入法漏洞,、IPC$漏洞,、RPC漏洞、Unicode漏洞,、IDA&IDQ緩沖區(qū)溢出漏洞,、Printer溢出漏洞、Cookie漏洞等等,。這些漏洞大部分危害巨大,，惡意代碼通過這些漏洞，可以獲得Windows2000操作站的完全控制權(quán),，甚至為所欲為,。
3.3.3. 應(yīng)用軟件安全漏洞
處于應(yīng)用層的應(yīng)用軟件產(chǎn)生的漏洞是最直接、最致命的,。一方面這是因?yàn)閼?yīng)用軟件形式多樣,，很難形成統(tǒng)一的防護(hù)規(guī)范以應(yīng)對(duì)安全問題；另一方面最嚴(yán)重的是，當(dāng)應(yīng)用軟件面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí),，就必須開放其應(yīng)用端口,。例如，要想實(shí)現(xiàn)與操作站OPC服務(wù)器軟件的網(wǎng)絡(luò)通信,，控制網(wǎng)絡(luò)就必須完全開放135端口,，這時(shí)防火墻等安全設(shè)備已經(jīng)無能為力了。而實(shí)際上,，不同應(yīng)用軟件的安全漏洞還不止于此,。
2008年國外媒體曾報(bào)道，總部位于美國波士頓的核心安全技術(shù)公司CST在經(jīng)過安全評(píng)估后嚴(yán)正表示,，互聯(lián)網(wǎng)攻擊者可能會(huì)利用一些大型工程自動(dòng)化軟件的安全漏洞獲取諸如污水處理廠,、天然氣管道以及其他大型設(shè)備的控制權(quán)，一旦這些控制權(quán)被不良意圖黑客所掌握,，那么后果不堪設(shè)想,。其中被告知的自動(dòng)化軟件系統(tǒng)CitectSCADA在五個(gè)月之后發(fā)布了該安全漏洞的補(bǔ)丁程序。但是這種安全漏洞也會(huì)出現(xiàn)在其他的監(jiān)控軟件或者類似于CitectSCADA系統(tǒng)的軟件之上,。此外是不是所有的Citect的客戶都安裝了這個(gè)安全補(bǔ)丁尚且不得而知,。
目前黑客攻擊應(yīng)用軟件漏洞常用的方法是“緩沖區(qū)溢出”，它通過向控制終端發(fā)送惡意數(shù)據(jù)包來獲取控制權(quán),。一旦獲取控制權(quán),，攻擊者就可以如在本地一樣去操控遠(yuǎn)程操作站上的監(jiān)控軟件，修改控制參數(shù),。
3.4. 控制網(wǎng)絡(luò)安全隱患
控制網(wǎng)絡(luò)的安全漏洞暴露了整個(gè)控制系統(tǒng)安全的脆弱性,。由于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、操作系統(tǒng),、應(yīng)用軟件,、安全策略甚至硬件上存在的安全缺陷，從而使得攻擊者能夠在未授權(quán)的情況下訪問和操控控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，形成了巨大的安全隱患,。控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性同樣符合“木桶原則”,，其整體安全性不在于其最強(qiáng)處,，而取決于系統(tǒng)最薄弱之處，即安全漏洞所決定,。只要這個(gè)漏洞被發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)就有可能成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的犧牲品,。
安全漏洞對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的隱患體現(xiàn)在惡意攻擊行為對(duì)系統(tǒng)的威脅,。隨著越來越多的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過信息網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)上，這種威脅就越來越大。目前互聯(lián)網(wǎng)上已有幾萬個(gè)黑客站點(diǎn),，黑客技術(shù)不斷創(chuàng)新,，基本的攻擊手法已達(dá)上千種。這些攻擊技術(shù)一旦被不法之徒掌握,，將產(chǎn)生不良的后果,。
對(duì)于控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由于安全漏洞可能帶來的直接安全隱患有以下幾種,。
3.4.1. 入侵
系統(tǒng)被入侵是系統(tǒng)常見的一種安全隱患,。黑客侵入計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可以非法使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源，甚至是完全掌控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò),。
控制網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)終端和網(wǎng)絡(luò)往往可以控制諸如大型化工裝置,、公用工程設(shè)備，甚至核電站安全系統(tǒng)等大型工程化設(shè)備,。黑客一旦控制該系統(tǒng),，對(duì)系統(tǒng)造成一些參數(shù)的修改，就可能導(dǎo)致生產(chǎn)運(yùn)行的癱瘓,，就意味著可能利用被感染的控制中心系統(tǒng)破壞生產(chǎn)過程,、切斷整個(gè)城市的供電系統(tǒng)、惡意污染飲用水甚至是破壞核電站的正常運(yùn)行,。隨著近些年來越來越多的控制網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,，這種可能就越來越大。
3.4.2. 拒絕服務(wù)攻擊
受到拒絕服務(wù)攻擊是一種危害很大的安全隱患,。常見的流量型攻擊如Ping Flooding,、UDP Flooding等，以及常見的連接型攻擊如SYN Flooding,、ACK Flooding等,，通過消耗系統(tǒng)的資源，如網(wǎng)絡(luò)帶寬,、連接數(shù),、CPU處理能力等使得正常的服務(wù)功能無法進(jìn)行。拒絕服務(wù)攻擊難以防范的原因是它的攻擊對(duì)象非常普遍,，從服務(wù)器到各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如路由器,、交換機(jī)、防火墻等都可以被拒絕服務(wù)攻擊,。
控制網(wǎng)絡(luò)一旦遭受嚴(yán)重的拒絕服務(wù)攻擊就會(huì)導(dǎo)致操作站的服務(wù)癱瘓,，與控制系統(tǒng)的通信完全中斷等?？梢韵胂?，受到拒絕服務(wù)攻擊后的控制網(wǎng)絡(luò)可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中所有操作站和監(jiān)控終端無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，其后果是非常嚴(yán)重的。而傳統(tǒng)的安全技術(shù)對(duì)拒絕服務(wù)攻擊幾乎不可避免,，缺乏有效的手段來解決,。
3.4.3. 病毒與惡意代碼
病毒的泛濫是大家有目共睹的。全球范圍內(nèi),，每年都會(huì)發(fā)生數(shù)次大規(guī)模的病毒爆發(fā),。目前全球已發(fā)現(xiàn)數(shù)萬種病毒，并且還在以每天數(shù)十余種的速度增長,。除了傳統(tǒng)意義上的具有自我復(fù)制能力但必須寄生在其它實(shí)用程序中的病毒外,，各種新型的惡意代碼也層出不窮，如陷阱門,、邏輯炸彈,、特洛伊木馬、蠕蟲,、Zombie等,。新型的惡意代碼具有更強(qiáng)的傳播能力和破壞性。例如蠕蟲,，從廣義定義來說也是一種病毒,，但和傳統(tǒng)病毒相比最大不同在于自我復(fù)制過程。傳統(tǒng)病毒的自我復(fù)制過程需要人工干預(yù),，無論運(yùn)行感染病毒的實(shí)用程序,，或者是打開包含宏病毒的郵件等，沒有人工干預(yù)病毒無法自我完成復(fù)制,、傳播,。但蠕蟲卻可以自我獨(dú)立完成以下過程：
（1）,、查找遠(yuǎn)程系統(tǒng)：能夠通過檢索已被攻陷的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)鄰居列表或其它遠(yuǎn)程系統(tǒng)地址列表找出下一個(gè)攻擊對(duì)象,。
（2）,、建立連接：能夠通過端口掃描等操作過程自動(dòng)和被攻擊對(duì)象建立連接,，如Telnet連接等。
?。?）,、實(shí)施攻擊：能夠自動(dòng)將自身通過已經(jīng)建立的連接復(fù)制到被攻擊的遠(yuǎn)程系統(tǒng)，并運(yùn)行它,。
一旦計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)染上了惡意代碼,，安全問題就不可避免。
3.5. 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
石化企業(yè)隨著信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,，大量IT技術(shù)被引入,，同時(shí)也包括各種IT網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),。目前以MES為代表的信息系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)接入信息網(wǎng)絡(luò)時(shí),，也基本都考慮了對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù),。但目前對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)，大部分采用的是常規(guī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),，主要包括防火墻,、IDS、VPN,、防病毒等,。這些技術(shù)主要面向商用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
在企業(yè)的信息化系統(tǒng)中,，由辦公網(wǎng)絡(luò),、管理網(wǎng)絡(luò)組成的信息網(wǎng)絡(luò)與商用網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維特點(diǎn)比較相似，因此采用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)是適合的,。而控制網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)則有很大不同,。
控制網(wǎng)絡(luò)是控制系統(tǒng)如DCS各部件協(xié)同工作的通信網(wǎng)絡(luò)?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)裝置的連續(xù)不間斷地生產(chǎn)控制,，因此控制網(wǎng)絡(luò)同樣具有連續(xù)不可間斷的高可靠性要求。另一方面,，控制網(wǎng)絡(luò)也是操作人員對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)下發(fā)控制指令的重要途徑,，所以控制網(wǎng)絡(luò)又具有不可延遲的高實(shí)時(shí)性要求。
在商用網(wǎng)絡(luò)里可以存在病毒,，幾乎每天都有新的補(bǔ)丁出現(xiàn),，計(jì)算機(jī)可能會(huì)死機(jī)、暫停,，而這些如果發(fā)生在控制網(wǎng)絡(luò)里幾乎是不可想象的,。為了保證生產(chǎn)安全，在極端情況下,，即便將控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)斷開,，停止與信息網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)也要保證控制系統(tǒng)的安全。因此,，過程生產(chǎn)的連續(xù)不可間斷的高可靠性要求控制網(wǎng)絡(luò)具備更高的安全性,。
另外，從數(shù)據(jù)安全角度來看,，商用網(wǎng)絡(luò)往往對(duì)數(shù)據(jù)的私密性要求很高,，要防止信息的泄露，而控制網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)的可靠性,。另外,，商用網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用數(shù)據(jù)類型極其復(fù)雜,，傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)多樣化，如HTTP,、SMTP,、FTP、SOAP等,；而控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用數(shù)據(jù)類型相對(duì)單一,，以過程數(shù)據(jù)為主，傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)以工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)為主,，如OPC,、Modbus等。
通過比較商用網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的差異可以發(fā)現(xiàn),，常規(guī)的IT網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)都不是專門針對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)需求設(shè)計(jì)的,，用在控制網(wǎng)絡(luò)上就會(huì)存在很多局限性。
比如防火墻產(chǎn)品,，目前基本是以包過濾技術(shù)為基礎(chǔ)的,，它最大的局限性在于不能保證準(zhǔn)許放行的數(shù)據(jù)的安全性。防火墻通過拒絕放行并丟棄數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)自己的安全機(jī)制,。但防火墻無法保證準(zhǔn)許放行數(shù)據(jù)的安全性,。從實(shí)際應(yīng)用來看，防火墻較為明顯的局限性包括以下幾方面：
1）,、防火墻不能阻止感染病毒的程序和文件的傳輸,。就是防火墻只能做網(wǎng)絡(luò)四層以下的控制，對(duì)于應(yīng)用層內(nèi)的病毒,、蠕蟲都沒有辦法,。
2）、防火墻不能防范全新的威脅,，更不能防止可接觸的人為或自然的破壞,。
3）、防火墻不能防止由自身安全漏洞引起的威脅,。
4）,、防火墻對(duì)用戶不完全透明，非專業(yè)用戶難于管理和配置,，易造成安全漏洞,。
5）、防火墻很難為用戶在防火墻內(nèi)外提供一致的安全策略,，不能防止利用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的缺陷進(jìn)行的攻擊,，也不能防止利用服務(wù)器系統(tǒng)漏洞所進(jìn)行的攻擊。
6）,、由于防火墻設(shè)置在內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)通信的信道上,，并執(zhí)行規(guī)定的安全策略,，所以防火墻在提供安全防護(hù)的同時(shí)，也變成了網(wǎng)絡(luò)通信的瓶頸,，增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí),，如果防火墻出現(xiàn)問題，那么內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)就會(huì)受到嚴(yán)重威脅,。
7）,、防火墻僅提供粗粒度的訪問控制能力。它不能防止數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)式的攻擊,。
另一方面，防火墻由于其自身機(jī)理的原因,，還存在很多先天不足,，主要包括：
1）、由于防火墻本身是基于TCP/IP協(xié)議體系實(shí)現(xiàn)的,，所以它無法解決TCP/IP協(xié)議體系中存在的漏洞,。
2）、防火墻只是一個(gè)策略執(zhí)行機(jī)構(gòu),，它并不區(qū)分所執(zhí)行政策的對(duì)錯(cuò),，更無法判別出一條合法政策是否真是管理員的本意。從這點(diǎn)上看,，防火墻一旦被攻擊者控制,，由它保護(hù)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就無安全可言了。
3）,、防火墻無法從流量上判別哪些是正常的,，哪些是異常的，因此容易受到流量攻擊,。
4）,、防火墻的安全性與其速度和多功能成反比。防火墻的安全性要求越高,，需要對(duì)數(shù)據(jù)包檢查的項(xiàng)目（即防火墻的功能）就越多越細(xì),，對(duì)CPU和內(nèi)存的消耗也就越大，從而導(dǎo)致防火墻的性能下降,，處理速度減慢,。
5）、防火墻準(zhǔn)許某項(xiàng)服務(wù),，卻不能保證該服務(wù)的安全性,，它需要由應(yīng)用安全來解決。
防火墻正是由于這些缺陷與不足,，導(dǎo)致目前被攻破的幾率已經(jīng)接近50%,。雖然目前最流行的安全架構(gòu)是以防火墻為核心的安全體系架構(gòu),。通過防火墻來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全保障體系。然而,，以防火墻為核心的安全防御體系未能有效地防止目前頻頻發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)攻擊,。僅有防火墻的安全架構(gòu)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
其它安全技術(shù)如IDS,、VPN,、防病毒產(chǎn)品等與產(chǎn)品與防火墻一樣，也都有很強(qiáng)的針對(duì)性,，只能管轄屬于自己管轄的事情,，出了這個(gè)邊界就不再能發(fā)揮作用。IDS作為可審查性產(chǎn)品最大的局限性是漏報(bào)和誤報(bào)嚴(yán)重,，幾乎不是一個(gè)可以依賴的安全工具,，而是一個(gè)參考工具。漏報(bào)等于沒有報(bào),，誤報(bào)則是報(bào)錯(cuò)了,，這兩個(gè)特點(diǎn)幾乎破壞了入侵檢測的可用性。VPN作為一種加密類技術(shù),，不管哪種VPN技術(shù),，在設(shè)計(jì)之初都是為了保證傳輸安全問題而設(shè)計(jì)的，而沒有動(dòng)態(tài),、實(shí)時(shí)的檢測接入的VPN主機(jī)的安全性,，同時(shí)對(duì)其作“準(zhǔn)入控制”。這樣有可能因?yàn)橐粋€(gè)VPN主機(jī)的不安全,，導(dǎo)致其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不安全,。防病毒產(chǎn)品也有局限性，主要是對(duì)新病毒的處理總是滯后的,，這導(dǎo)致每年都會(huì)大規(guī)模地爆發(fā)病毒,，特別是新病毒。
3.6. 其它行業(yè)借鑒
在我國各大基礎(chǔ)能源行業(yè)中,，電力行業(yè)由于其特殊行業(yè)背景,，其安全性往往上升到國家安全高度，因此在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)方面也有著較高的要求,。
早在2002年,，國家經(jīng)貿(mào)委即發(fā)行了第30號(hào)令，即《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的規(guī)定》,。該行業(yè)法規(guī)頒布的主要目的是：“防范對(duì)電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的攻擊侵害及由此引起的電力系統(tǒng)事故,，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，建立和完善電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)體系。”該規(guī)定將電力監(jiān)控系統(tǒng),、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)做了邊界劃分,，并明確規(guī)定，電力監(jiān)控系統(tǒng)在與其它系統(tǒng)之間以網(wǎng)絡(luò)方式互聯(lián)時(shí),，必須采用經(jīng)國家有關(guān)部門認(rèn)證的專用,、可靠的安全隔離設(shè)施。
2003年,，美國佛羅里達(dá)州以及東北部發(fā)生了大面積停電事件,。當(dāng)時(shí)一部分別有用心的美國和英國安全人士聲稱，是包括中國軍方在內(nèi)的中國黑客侵入了美國東北部電網(wǎng)的控制系統(tǒng),，導(dǎo)致了密歇根,、俄亥俄、紐約等地區(qū)大面積停電,。
2004年,，國家電監(jiān)會(huì)發(fā)行了5號(hào)令《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》。規(guī)定指出,，制定該規(guī)定的目的是：“為了防范黑客及惡意代碼等對(duì)電力二次系統(tǒng)的攻擊侵害及由此引發(fā)電力系統(tǒng)事故，建立電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)體系,，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,。”該規(guī)定將發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè),、供電企業(yè)內(nèi)部基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),，劃分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，并強(qiáng)制要求,，在生產(chǎn)控制大區(qū)與管理信息大區(qū)之間必須設(shè)置經(jīng)國家指定部門檢測認(rèn)定認(rèn)證的安全隔離裝置,。
電力行業(yè)在更高的網(wǎng)絡(luò)安全性要求的背景下，一方面從行政角度明確地將連接各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)劃分為信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò),；另一方面,，為了解決防火墻等常規(guī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的局限性，在控制網(wǎng)絡(luò)防護(hù)上采用了網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù),。
4. 網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)及產(chǎn)品
4.1. 網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)
在防火墻的發(fā)展過程中,，人們最終意識(shí)到防火墻在安全方面的局限性。高性能,、高安全性,、易用性方面的矛盾沒有很好地解決。防火墻體系架構(gòu)在高安全性方面的缺陷,，驅(qū)使人們追求更高安全性的解決方案,，人們期望更安全的技術(shù)手段，網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)是安全市場上的一個(gè)分支,。在經(jīng)過漫長的市場概念澄清和技術(shù)演變進(jìn)步之后,，市場最終接受了網(wǎng)絡(luò)隔離具有最高的安全性。目前存在的安全問題,，對(duì)網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)而言在理論上都不存在,。這就是各國政府和軍方都大力推行網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)的主要原因。
網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)經(jīng)過了長時(shí)間的發(fā)展,，目前已經(jīng)發(fā)展到了第五代技術(shù),。第一代隔離技術(shù)采用完全的隔離技術(shù)，實(shí)際上是將網(wǎng)絡(luò)物理上的分開,，形成信息孤島,；第二代隔離技術(shù)采用硬件卡隔離技術(shù)；第三代隔離技術(shù)采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)隔離技術(shù),；第四代隔離技術(shù)采用空氣開關(guān)隔離技術(shù),；第五代隔離技術(shù)采用安全通道隔離技術(shù)。
基于安全通道的最新隔離技術(shù)通過專用通信硬件和專有安全協(xié)議等安全機(jī)制,，來實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)的隔離和數(shù)據(jù)交換,，不僅解決了以前隔離技術(shù)存在的問題，并有效地把內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)隔離開來,，而且高效地實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全交換,，透明支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，成為當(dāng)前隔離技術(shù)的發(fā)展方向,。
網(wǎng)絡(luò)隔離的指導(dǎo)思想與防火墻也有很大的不同,，體現(xiàn)在防火墻的思路是在保障互聯(lián)互通的前提下，盡可能安全,；而網(wǎng)絡(luò)隔離的思路是在必須保證安全的前提下,，盡可能支持?jǐn)?shù)據(jù)交換，如果不安全則斷開,。
網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)主要目標(biāo)是解決目前信息安全中的各種漏洞：操作系統(tǒng)漏洞,、TCP/IP漏洞、應(yīng)用協(xié)議漏洞,、鏈路連接漏洞,、安全策略漏洞等，網(wǎng)絡(luò)隔離是目前唯一能解決上述問題的安全技術(shù),。
4.2. 網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品
基于網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的產(chǎn)物,。最早出現(xiàn)在美國、以色列等國家的軍方,，用以解決涉密網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)的安全,。在我國,，最初的應(yīng)用也主要集中在政府、軍隊(duì)等領(lǐng)域,，由于核心部門的信息安全關(guān)系著國家安全,、社會(huì)穩(wěn)定，因此迫切需要比傳統(tǒng)產(chǎn)品更為可靠的技術(shù)防護(hù)措施,。國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品也由此應(yīng)運(yùn)而生,。
由于是應(yīng)用在可能涉及國家安全的關(guān)鍵場合，為了統(tǒng)一規(guī)范網(wǎng)絡(luò)隔離類的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局及國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員及早制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn),，目前最新國標(biāo)為GB/T 20279-2006和GB/T 20277-2006。
隨著以電力為首的工業(yè)行業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高要求后,，網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品也開始在工業(yè)領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用,。目前，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域用于控制網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品主要有網(wǎng)閘,、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品,。這些產(chǎn)品大部分都是基于最新的第五代隔離技術(shù)開發(fā)出來了，其主要的技術(shù)原理是從OSI模型的七層上全面斷開網(wǎng)絡(luò)連接,，同時(shí)采用“2+1”的三模塊架構(gòu),，即內(nèi)置有兩個(gè)主機(jī)系統(tǒng)，和一個(gè)用于建立安全通道可交換數(shù)據(jù)的隔離單元,。這種架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)連接到外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的兩主機(jī)之間是完全網(wǎng)絡(luò)斷開的,，從物理上進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)隔離，消除了數(shù)據(jù)鏈路的通信協(xié)議,，剝離了TCP/IP協(xié)議，剝離了應(yīng)用協(xié)議,，在安全交換后進(jìn)行了協(xié)議的恢復(fù)和重建,。通過TCP/IP協(xié)議剝離和重建技術(shù)消除了TCP/IP協(xié)議的漏洞。在應(yīng)用層對(duì)應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行剝離和重建,，消除了應(yīng)用協(xié)議漏洞,，并可針對(duì)應(yīng)用協(xié)議實(shí)現(xiàn)一些細(xì)粒度的訪問控制。從TCP/IP的OSI數(shù)據(jù)模型的所有七層斷開后,，就可以消除目前TCP/IP存在的所有攻擊,。
（1）、網(wǎng)閘
網(wǎng)閘類產(chǎn)品誕生較早,。產(chǎn)品最初是用來解決涉密網(wǎng)絡(luò)與非涉密網(wǎng)絡(luò)之間的安全數(shù)據(jù)交換問題,。后來，網(wǎng)閘由于其高安全性,，開始被廣泛應(yīng)用于政府,、軍隊(duì)、電力、鐵道,、金融,、銀行、證券,、保險(xiǎn),、稅務(wù)、海關(guān),、民航,、社保等多個(gè)行業(yè)部門。
由于網(wǎng)閘產(chǎn)品的主要定位是各行業(yè)中對(duì)安全性要求較高的涉密業(yè)務(wù)的辦公系統(tǒng),，因此它提供的應(yīng)用也以通用的互聯(lián)網(wǎng)功能為主,。例如，目前大多數(shù)網(wǎng)閘都支持：文件數(shù)據(jù)交換,、HTTP訪問,、WWW服務(wù)、FTP訪問,、收發(fā)電子郵件,、關(guān)系數(shù)據(jù)庫同步以及TCP/UDP定制等。
在工業(yè)領(lǐng)域,，網(wǎng)閘也開始得到應(yīng)用和推廣,。但除了用于辦公系統(tǒng)外，當(dāng)用于隔離控制網(wǎng)絡(luò)時(shí),，由于網(wǎng)閘一般都不支持工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPC,、Modbus，用戶只能使用其TCP/UDP定制功能,。這種方式需要在連接網(wǎng)閘的上,、下游增加接口計(jì)算機(jī)或代理服務(wù)器，并定制通信協(xié)議轉(zhuǎn)換接口軟件才能實(shí)現(xiàn)通信,。
（2）,、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)是近幾年新興的一種專門應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品，它同樣采用“2+1”的三模塊架構(gòu),，內(nèi)置雙主機(jī)系統(tǒng),，隔離單元通過總線技術(shù)建立安全通道以安全地實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)交換。與網(wǎng)閘不同的是,，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)提供的應(yīng)用專門針對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù),，因此它只提供控制網(wǎng)絡(luò)常用通信功能如OPC、Modbus等,，而不提供通用互聯(lián)網(wǎng)功能,。因此工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)更適合于控制網(wǎng)絡(luò)的隔離,，但不適合辦公系統(tǒng)。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的一種專業(yè)化安全產(chǎn)品,。
5. 實(shí)踐
5.1. 烏石化MES簡況
烏石化 MES 項(xiàng)目從 2006 年啟動(dòng),，至 2008 年實(shí)施完成并成功上線投運(yùn)以來，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),，用戶可熟練使用系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行操作管理,。該系統(tǒng)的建成，進(jìn)一步提高了信息技術(shù)對(duì)下游業(yè)務(wù)的支持能力和水平,，同時(shí)達(dá)到了為企業(yè)優(yōu)化資源配置,、提高整體效益和綜合實(shí)力發(fā)揮積極作用的目的。
5.2. 控制網(wǎng)絡(luò)安全性改造
采用分布式網(wǎng)絡(luò),，通過核心交換機(jī),，連接二級(jí)單位局域網(wǎng)，千兆網(wǎng)絡(luò)連接到各廠,，百兆網(wǎng)絡(luò)連接到匯聚層,。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)狀況良好，現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)涵蓋企業(yè)辦公樓區(qū)域和各個(gè)廠區(qū)及生產(chǎn)車間,。全廠 DCS 系統(tǒng)主要裝置都已具備數(shù)據(jù)采集接口,，采用 OPC 標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)車間有交換機(jī),，網(wǎng)絡(luò)布置到了各個(gè)辦公室,，和 DCS 數(shù)據(jù)連通。
MES 系統(tǒng)的實(shí)施,，使得 DCS/PLC 控制網(wǎng)絡(luò)和廠內(nèi)的辦公網(wǎng)絡(luò)直接相連,，這給網(wǎng)絡(luò)安全帶來了新的要求，即如何保證兩者之間穩(wěn)定而可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí),，又能最大程度的限制辦公系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)DCS/PLC 控制網(wǎng)絡(luò)造成的不良影響,。 原 MES 系統(tǒng)在實(shí)施時(shí)，也考慮了對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的防護(hù),。對(duì)每一套 DCS/PLC 系統(tǒng)采集時(shí)，都部署了緩沖工作站,；所有的工作站,，都限定在一個(gè)單獨(dú)的 VLAN 中，指向一臺(tái)特定的防火墻設(shè)備,；在防火墻上,，制定相應(yīng)的訪問策略，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性,。
在原有系統(tǒng)中,，對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)主要采用了以防火墻為核心的方案,。考慮到防火墻技術(shù)的局限性,，烏石化 MES 在 2009 年實(shí)施了對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)安全性的改造,，并在改造項(xiàng)目中首次引入了網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)。
由于該項(xiàng)目為改造性項(xiàng)目,，考慮到對(duì)原有系統(tǒng)的兼容性,，并以不影響現(xiàn)有生產(chǎn)為原則，在產(chǎn)品選型及方案設(shè)計(jì)時(shí)特別提出幾點(diǎn)要求：
?。?）,、所選產(chǎn)品須基于第五代先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)開發(fā)，并經(jīng)國家指定部門檢測認(rèn)定,、認(rèn)證,，符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20279-2006、GB/T 20277-2006）,。
?。?）、所選產(chǎn)品須支持現(xiàn)有 OPC 采集接口標(biāo)準(zhǔn),。
?。?）、所選產(chǎn)品及方案須支持“無擾接入”方式,。即在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中加入網(wǎng)絡(luò)隔離裝置時(shí),，對(duì)現(xiàn)有已接入 MES 的 DCS/PLC 操作站的軟、硬件無需做任何升級(jí)或改動(dòng),，對(duì)操作站的參數(shù)配置無需做任何改動(dòng),，包括：IP 地址、登錄用戶名/口令,、DCOM 配置等,；對(duì) MES 系統(tǒng)現(xiàn)有 PHD 軟件及 PHD 緩沖工作站的軟、硬件無需做任何升級(jí)或改動(dòng),，對(duì)參數(shù)配置無需做任何改動(dòng),，包括：IP 地址、TAG 標(biāo)簽名,、OPC 配置等,。
（4）,、所選產(chǎn)品須能提供數(shù)據(jù)的“細(xì)粒度”訪問控制功能,。例如對(duì)于 OPC 方式，網(wǎng)絡(luò)隔離裝置須能夠控制 OPC 服務(wù)器中具體哪些 Item 項(xiàng)允許或禁止暴露給MES,，同時(shí)對(duì)每個(gè) Item項(xiàng)須支持只讀式的單向訪問功能以保證數(shù)據(jù)安全,。
?。?）、所選產(chǎn)品及方案須保證在加入網(wǎng)絡(luò)隔離裝置后數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)性與原系統(tǒng)相當(dāng),，不產(chǎn)生延時(shí),。
（6）,、所選產(chǎn)品須保證自身安全與高可靠性,。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，該項(xiàng)目最終選用了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)型產(chǎn)品pSafetyLink,。該產(chǎn)品在滿足上述要求的同時(shí),，又提供了符合自控工程師使用習(xí)慣的操作方式，不需要實(shí)施人員了解太多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,，就很容易完成對(duì)產(chǎn)品的調(diào)試和部署,，提高了項(xiàng)目實(shí)施效率?！ ?/p>
烏石化MES控制網(wǎng)絡(luò)安全性改造方案示意圖
6. 結(jié)束語
石化工業(yè)是國家的基礎(chǔ)性能源支柱產(chǎn)業(yè),，信息安全在任何時(shí)期、任何國家地區(qū)都備受關(guān)注,。能源系統(tǒng)的信息安全問題直接威脅到其它行業(yè)系統(tǒng)的安全,、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì),、優(yōu)質(zhì)的運(yùn)行,，影響著系統(tǒng)信息化的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全,，確保生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠,、防止來自內(nèi)部或外部攻擊，采取高安全性的防護(hù)措施都是石化信息系統(tǒng)安全不可忽視的組成部分,。
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