回复:应用探讨——工业网络信息安全探讨

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发布于 2014-06-19 00:56:41

20楼

我觉得工业网络信息安全是一个很大的题目。
根据工业自动化网络分类,主要分成两大类:
一类是工厂自动化。这是指网络内的控制器是非基于Windows操作系统的,由PLC和驱动设备组成的工业以太网、PN网络。
另一类是过程自动化。主要由基于Windows操作系统的,工业计算机IPC为操作站的PCS7、WinCC工业网络。
对于我经常接触的工厂自动化(运行系统中,不含有基于Windows操作系统的站)说一下网络安全问题。
这类网络指的是以支持PN的PLC、触摸屏、驱动装置组成。这类PN网络内装置的特点是:使用专门的软件来组态,编程、调试。极少有针对它们的互联网病毒存在。因此,我认为这类PN网络的主要安全防护工作着重于防止非法、未授权接入。这种接入点的存在;
1、可能造成对程序的恶意删除、非法修改。
2、互联网探嗅、其它连接的存在,可能造成减缓、影响PN装置的响应时间。
这类接入点大致分为两类,一类是固定接入点(RJ45端口);一类是无线接入点。
对于PN网络内装置上的所有固定接入点,如果组态了“网络拓扑”,则这些接入端口都是指定的连接伙伴。否则是(默认)“任意连接伙伴”;(新一代装置往往有2个PN端口)对于不使用的端口;应组态关闭该端口。在没有无线接入存在时,保留极少数的以太网端口(如驱动装置上的RJ45端口X127)用于调试。
另一类接入点是无线Wi-Fi接入点。
无线通讯是工业网络的发展趋势,只要做好相应的安全措施,还是可以无干扰地正常运行。
无线网络的“门户”就是SSID(广播的无线网络名称);“门禁”就是无线接入的安全认证(认证、加密算法、密码);“门卫”就是内网的静态IP地址分配表。
在一些含有移动装置(如移动小车)的网络内,SSID是漫游不可缺少的。如果网络内不存在移动漫游装置,应该考虑关闭SSID广播。关闭后,编程、调试的PC/PG仍然可以通过无线连接到此网络中(仍以已知的SSID名称连接)。这样避免了大量智能终端的连接“企图”。
无线接入的安全认证是必要的。这种认证只是"身份"认证;只是认证了无线接入者持有有效的密码。其加密算法也只是保证密码在通讯过程中不被泄露。并不能加密接入之后的通讯内容。
当前许多工业以太网设备包含了Web服务(新版的PLC、触摸屏、变频器),那么网络内DHCP服务有开启的必要。例如:可能需要通过任意智能手机访问变频器的页面。重点是设置、保留极少量的动态IP地址用于网内的Web访问。对于网内的每一台装置则通过静态IP地址分配和端口的MAC地址绑定。
更安全的做法是启用无线网络MAC地址过滤,只有指定的MAC地址设备(包括指定的智能手机、iPad)被允许通过无线网络接入。
对于ProfiNet网络的单一生产线来说,并不需要路由,交换机就可以完成组网。但对于多生产线的工厂管理来说(例如:需要生产线之间的负荷平衡)将以太网口(X127)接入路由器是一种选择。通过路由器的NAT转接功能,将管理层和现场、现场和现场隔离开来。
在使用路由器(包括管理型交换机、安全模块、无线模块)的情况下,登录路由器的安全性就变得极为重要。
通常,是采用浏览器来登录路由器的设置界面,在内网中,其地址通常就是网关的IP地址。如果登录用户名和密码使用默认值,非常容易猜到(搜索各家说明书、手册即可)。一旦被非法登录,一切信息安全都没有了。
在内网中(本地网络)只要对各MAC地址没有限定;这种登录可以来自任何没有关闭的网口;也可以来自获得授权(WiFi密码)的无线接入。因此,必须修改路由器管理登录的用户名和使用“强”密码。也可以考虑是否需要限定对路由器登录操作端(通过限定固定MAC地址)。但要注意,这是一把双刃剑(万一操作端坏了呢?);所以要保存、备份路由器内的所有设置;否则只有复位重置了。
此外,也要考虑是否允许从外网(远程)登录管理界面?是否需要“绑定”登录者的MAC地址?这些都可以在路由器(安全模块)中设置。

说一下DMZ。DMZ虽说是隔离区,但实质上是将内网的一个指定IP地址(可以是PC,也可以是支持PN的PLC、变频器的CU等等)映射到外网。这时外部(包括来自Internet)对WAN口IP地址的访问就是对这个IP地址的访问。正常情况下,应该指向具有防火墙功能的服务器。特殊情况下(如远程调试)才暂时地指向上述PN设备(只要允许远程登录路由器管理界面,就可以远程修改指向)。
随着ProfiNet的发展,越来越多的PLC、触摸屏、驱动装置、变频器内置了Web服务,通过使用普通的浏览器就可以监视、修改变量、参数;甚至可以操作(通过自行编写的用户页面)这些装置、设备。在信息安全方面,同样需要细心地设置好每一个IP的Web服务的授权级别的登录用户名和密码。在使用路由器的情况下,启用虚拟服务VLAN的映射端口;将每一个具有Web服务的IP端口分配、设置好。如果有修改变量、参数的需求;甚至使用用户页面有控制的需求时,为了防止“监听、截获”通讯信息内容;可以启用https(加密的安全连接)。这时需要下载、并安装每一个Web服务的证书。这样就可以通过设定的端口号;远程安全地访问每个Web服务页面。
以上是我几年使用工业以太网和ProfiNet在工厂自动化应用时,对信息安全方面的一些认识。
学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
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