工控安全
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工业控制系统 (ICS) 是关键基础设施的支柱，为能源、制造、水处理和运输行业的重要运营提供支持。这些系统确保流程的无缝运行，从而保持行业平稳高效地运行。然而，随着 ICS 与数字网络的融合程度越来越高，它们对网络威胁的脆弱性也越来越大，因此，强有力的安全措施对于保护这些重要运营至关重要。
您的工业控制系统是否足够安全？随着黑客变得越来越老练，了解风险以及如何降低风险比以往任何时候都更加重要。让我们深入了解 ICS 网络安全的含义、它为何如此重要，以及保护您的系统免受日益普遍的网络威胁的最佳实践。
什么是工业控制系统 (ICS)？
工业控制系统 (ICS) 是指用于工业过程控制的一系列控制系统和相关仪器。这些系统对于制造业、发电业、石油和天然气业、水管理业等行业的平稳运行至关重要。ICS 由监控和控制工业设备和流程的硬件和软件系统组成。
ICS 的范围从全自动系统到手动操作，控制和复杂程度各不相同。这些系统可以很简单，例如管理一台机器，也可以很复杂，例如监督整个制造工厂的运营。ICS 集成了多种技术，以确保持续高效的工业运营。
ICS 的关键组件是什么？
工业控制系统 (ICS) 对于自动化和控制工业流程至关重要。这些系统可确保工业运营高效、安全且可靠。ICS 的关键组件包括：
监控和数据采集 (SCADA) 系统
SCADA 系统实时收集来自传感器和控制系统的数据。它们为操作员提供远程监控和控制流程的界面。SCADA 系统还允许数据记录和趋势分析，以增强决策能力。
可编程逻辑控制器 (PLC)
PLC 是用于实现机械和流程自动化的专用工业计算机。它们解释传感器输入信号并根据编程逻辑做出决策，控制执行器和其他设备以实现预期结果。
分布式控制系统 (DCS)
DCS 用于发电厂和炼油厂等大型复杂工业运营。它将控制功能分布在多个控制器上，从而降低单点故障的风险。DCS 集成了硬件和软件，用于过程控制和监控。
人机界面 (HMI)
HMI 是操作员与控制系统交互的界面。它提供流程和设备的图形表示，使操作员能够控制机器、查看系统状态并实时监控警报。
传感器和执行器
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传感器：这些设备从物理环境中收集数据，例如温度、压力和流速。传感器将这些数据提供给 PLC 或 DCS，使系统能够做出控制决策。
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执行器：执行器将控制信号转换为物理动作，例如打开阀门或调节电机转速。它们负责执行控制系统发出的命令。
远程终端单元 (RTU)
RTU 是与远程位置的传感器和执行器交互的现场设备。它们与中央控制系统通信，允许远距离数据收集和远程控制。
工业网络
通信网络对于连接 ICS 的所有组件至关重要。这些网络支持 PLC、RTU、SCADA 系统和 HMI 之间的数据交换。工业网络包括有线和无线技术，例如以太网、Modbus 和 Profibus。
安全解决方案
ICS 系统容易受到网络攻击，因此防火墙、入侵检测系统和加密协议等安全解决方案对于保护这些关键基础设施免受未经授权的访问和恶意活动至关重要。
控制室和操作员工作站
这些是操作员监控和控制工业流程的物理空间。工作站提供对 HMI、SCADA 和其他系统组件的访问，为管理整个工业运营提供中心点。
这些关键部件协同工作，为工业过程提供可靠的自动化控制，确保安全、效率和生产力。
工业控制系统 (ICS) 标准
确保工业控制系统的安全性和可靠性需要遵守旨在维护安全性和功能性的行业标准。几项关键的 ICS 标准侧重于保护这些关键系统免受网络威胁：
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IEC 62443：由国际电工委员会 (IEC) 制定，该标准概述了自动化和控制系统的安全措施。
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NIST SP 800-82：美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的指南重点关注保护 ICS 环境的安全。
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ISO/IEC 27001：管理信息安全的国际标准，包括工业环境内的信息安全。
这些标准提供了确保 ICS 整个生命周期（从设计到运行、维护和退役）安全的框架。
网络安全在工业控制系统（ICS）中的重要性是什么？
随着工业控制系统通过物联网 (IoT) 和基于云的系统变得更加互联，网络攻击的可能性也随之增加。工业控制系统的网络安全对于防止未经授权的访问、数据操纵和系统中断至关重要。
一个最近的例子凸显了这一重要性，那就是 2021 年 Colonial Pipeline 勒索软件攻击。这次 ICS 攻击扰乱了美国东部的燃料运输，导致短缺和财务损失。此次入侵是由于 ICS 网络中的一个网络漏洞造成的，黑客利用该漏洞劫持系统以勒索赎金。
工控系统遭受网络攻击的后果深远，从环境灾难到生产线停工。鉴于潜在影响，工控系统网络安全对工业部门至关重要。
ICS 安全如何发挥作用？
ICS 网络安全涉及保护 ICS 组件之间的通信和数据流、防止未经授权的访问以及确保关键基础设施的完整性和可用性。它包含多层安全措施，包括：
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入侵检测和预防系统 (IDPS)：监控网络流量中是否存在可疑活动。
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基于角色的访问控制 (RBAC)：根据用户角色和职责限制系统访问。
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加密和安全通信协议：保护 ICS 组件之间传输的数据。
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这些机制与持续监控和事件响应计划相结合，构成了工业控制网络安全战略的支柱。
需要警惕的十大 ICS 威胁
工业控制系统 (ICS) 面临着不断演变的网络威胁，其中许多威胁可能会对运营安全性、可靠性和安全性造成严重后果。这些威胁利用了技术和人为因素中的漏洞，因此组织必须保持警惕和主动性。以下是 ICS 环境目前面临的一些最重大威胁：
恶意软件和勒索软件
恶意软件和勒索软件攻击专门针对 ICS，以破坏工业运营、加密关键数据或对系统造成大面积破坏。勒索软件可以破坏基本功能，直到支付赎金为止，而恶意软件则可能导致对系统的未经授权的控制或监视。
影响：能源、制造和运输等行业的关键流程中断、财务损失和潜在的安全隐患。
网络钓鱼攻击
网络钓鱼活动利用人为错误，诱骗员工或承包商点击恶意链接或附件。这些攻击可让攻击者通过泄露的凭证或受感染的设备访问 ICS 网络。
影响：未经授权的网络访问、数据盗窃或 ICS 基础设施内恶意软件的传播。
高级持续性威胁 (APT)
APT 是一种复杂的长期攻击，旨在渗透 ICS 网络并长时间不被发现。这些攻击者通常试图通过深入访问关键系统来收集敏感信息、操纵系统操作或破坏基础设施。
影响：当攻击者最终激活其恶意目标时，将造成大规模数据窃取、间谍活动或严重的运营中断。
内部威胁
拥有 ICS 系统合法访问权限的员工、承包商或供应商如果有意或无意地滥用其访问权限，可能会带来严重的安全风险。内部威胁尤其危险，因为它们已经绕过了许多传统的安全屏障。
影响：破坏、专有信息盗窃或导致系统漏洞的无意错误。
拒绝服务 (DoS) 攻击
DoS 攻击旨在通过过量流量压垮 ICS 网络或设备，使系统无法运行。这些攻击可以停止工业流程、破坏通信或使系统完全脱机。
影响：关键基础设施停机、工业过程失去控制以及设备可能损坏。
供应链攻击
供应链攻击的目标是与 ICS 环境交互的第三方供应商和服务提供商。通过入侵这些外部实体，攻击者可以间接访问 ICS 网络，从而绕过传统的安全控制。
影响：广泛存在漏洞，可能影响依赖相同供应商或厂商的多个组织。
远程访问漏洞
ICS 系统通常需要远程访问才能进行监控和维护，但攻击者可以利用薄弱的身份验证方法或不安全的远程接入点。这些漏洞可能允许未经授权的个人从远程位置控制关键工业流程。
影响：未经授权的系统操作会导致运行中断或安全隐患。
固件操控
攻击者可以通过插入恶意代码来破坏 ICS 组件（如控制器和传感器）中的固件。固件篡改尤其危险，因为它通常在造成重大损害之前不会被发现。
影响：破坏系统功能、未经授权控制设备以及工业运营中潜在的灾难性故障。
弱加密
工业控制系统组件之间的通信加密不足或完全没有加密，可能会让攻击者截取敏感信息，例如控制命令或操作数据。这可能导致系统内出现未经授权的操作。
影响：拦截数据、操纵系统命令或未经授权的系统控制。
零日漏洞
零日漏洞是指工业控制系统软件或硬件中尚未修补的未知或新发现的缺陷。攻击者在开发人员发布安全更新之前就利用了这些漏洞，因此它们特别危险。
影响：未修补的系统容易受到攻击，这可能导致严重漏洞或操作损害。
工业控制系统日益复杂且互联互通，使其成为网络犯罪分子和民族国家行为者的诱人目标。应对这些威胁需要采取多层安全方法，包括员工培训、强大的访问控制、网络分段、频繁修补和持续监控以检测和应对潜在攻击。保持警惕并采用行业标准可以帮助缓解这些不断演变的网络威胁，并确保 ICS 环境的持续安全性和功能性。
如何保护 ICS 免受网络攻击？
保护 ICS 免受网络攻击需要制定全面的策略，以解决各种漏洞并增强防御能力。以下是提高 ICS 网络安全的关键策略：
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进行风险评估：定期评估 ICS 的潜在风险，以识别漏洞和威胁。了解风险状况有助于确定安全措施的优先顺序。
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实施网络分段：确保 ICS 网络与企业 IT 网络隔离。这种隔离可降低攻击者横向移动的风险，并保护关键控制系统免受更广泛的网络威胁。如需了解网络安全威胁及其缓解策略，您可以参考此网络安全威胁指南。
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使用多重身份验证 (MFA)：通过要求提供多个验证表单来增强 ICS 平台的登录安全性。MFA 增加了一层额外的保护，以防止未经授权的访问。
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建立访问控制：将 ICS 系统的访问权限限制为那些需要访问的人员。实施基于角色的访问控制，以确保用户只能访问其职责所需的数据和系统。
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保持系统最新：尽快应用安全补丁和更新。保持系统最新有助于消除攻击者可能利用的漏洞。
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制定事件响应计划：为发生网络攻击时快速响应和恢复做好准备。有效的事件响应计划可确保您的团队能够有效地管理和减轻安全漏洞的影响。
ICS 安全最佳实践
为了保护您的工业控制系统 (ICS) 免受网络威胁，请遵循以下关键最佳实践：
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定期审计和漏洞评估：进行例行审查以识别系统弱点和潜在的攻击媒介。
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持续网络监控：实施实时监控工具来检测并警告网络内的任何可疑活动。
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网络安全意识培训：向员工宣传网络安全风险并教他们如何发现潜在威胁。
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执行强密码策略：使用复杂、独特的密码并定期更新以加强系统安全性。
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部署端点保护：在所有 ICS 设备上安装防病毒、反恶意软件和防火墙解决方案，以阻止恶意访问。
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备份关键数据：经常备份重要的系统数据，以确保在受到攻击时快速恢复。
通过遵守这些做法，您可以有效地增强 ICS 环境的安全性并降低潜在风险。
ICS 安全的新趋势
随着工业控制系统 (ICS) 的不断发展，保护它们的方法也在不断发展。随着更复杂的网络威胁的出现，加强 ICS 安全性的新趋势正在出现。关键发展包括：
人工智能与机器学习
自动威胁检测和响应正变得越来越普遍，使得 ICS 网络能够在无需人工干预的情况下快速识别和消除潜在的安全风险。
行为分析
通过分析典型的用户行为，该技术可以检测到可能表示内部威胁或恶意活动的偏差，为潜在的违规行为提供预警系统。
零信任架构
这种方法可确保严格的访问控制，默认情况下不会信任任何用户或设备——即使在网络内也是如此。每个访问请求都经过验证，从而降低了内部漏洞的风险。
基于云的 ICS 安全
随着越来越多的工业系统利用云基础设施进行远程监控和控制，保护这些云环境变得至关重要，需要先进的加密和访问控制。
区块链技术
区块链通过提供防篡改、分散的记录来防止未经授权的更改或黑客攻击，在保护 ICS 设备之间的数据交换方面越来越受到关注。
量子密码学
量子加密技术面向未来的 ICS 安全，提供前所未有的数据保护级别，确保即使是最先进的黑客方法也无法破坏安全通信。
这些新兴的网络安全趋势凸显了 ICS 安全的持续发展，帮助行业适应技术进步，同时保护其关键基础设施免受现代网络威胁。
底线：确保工业控制系统的安全
保护工业控制系统是一项关键任务，需要持续警惕、采用最新技术并严格遵守行业标准。随着网络威胁不断发展和变得更加复杂，企业必须优先考虑 ICS 网络安全以保护其关键基础设施。了解 ICS 的组件、实施最佳实践并紧跟新兴趋势是此过程中必不可少的步骤。
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【原文来源：祺印说信安 】
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