IT技術(shù)的發(fā)展改變著各行各業(yè)，自動化也不例外，生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)程度和使用以太網(wǎng)等標準協(xié)議進行數(shù)據(jù)物理傳輸?shù)膸茁蚀蟠笤黾?，OPC UA 之類的標準化協(xié)議允許通過IT系統(tǒng)訪問控制器，使得數(shù)據(jù)通信變得更加開放。

在自動化領(lǐng)域，“安全防護”一詞主要指的是保護設(shè)備或機器免受外部未經(jīng)授權(quán)的訪問，以及保護敏感數(shù)據(jù)免受內(nèi)部損壞、丟失和未經(jīng)授權(quán)的訪問。它從工廠大門的訪問控制開始，一直延伸到針對黑客攻擊的防御措施。德國IT安全專家Ralph Langner認為，造成破壞的并不總是“壞人”。許多安全違規(guī)發(fā)生在無意之中，例如同事和員工操作錯誤等。

工業(yè)信息安全vs IT信息安全

工業(yè)信息安全和IT信息安全的目標都是要保護網(wǎng)絡(luò)的保密性、完整性和可用性。只是各個目標的優(yōu)先級會有所不同。

IT信息安全實現(xiàn)目標優(yōu)先級

1. 保密性
2. 完整性
3. 可用性

IT信息安全，為了保護用戶信息安全，防止信息盜取事件的發(fā)生，故將保密性放在首位，可用性排在最后。

工業(yè)信息安全實現(xiàn)目標優(yōu)先級

1. 可用性
2. 完整性
3. 保密性

工業(yè)信息安全實現(xiàn)目標優(yōu)先級的順序則正好相反。首要考慮的是所有部件的可用性，完整性排在第二位，保密性通常是最后考慮。

因為工業(yè)數(shù)據(jù)都是原始格式，需要有關(guān)使用環(huán)境進行分析才能獲取其價值。而系統(tǒng)的可用性則直接影響到企業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)線停機或者誤動作都可能導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失，甚至人員生命危險。即使工業(yè)控制系統(tǒng)的保護被突破后，仍必須保證生產(chǎn)過程的安全，盡可能降低對人員、環(huán)境和資產(chǎn)的損失。

實時性是工業(yè)信息安全和IT信息安全的另一大區(qū)別。IT網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠接受任務(wù)在1秒或數(shù)秒內(nèi)完成，而工業(yè)控制系統(tǒng)的要求響應(yīng)時間大多在毫秒級別。

此外，工業(yè)信息安全還要必須保證持續(xù)的可操作性及穩(wěn)定的系統(tǒng)訪問、系統(tǒng)性能。

因此傳統(tǒng)的信息安全技術(shù)不能簡單的應(yīng)用到工業(yè)自動化領(lǐng)域。

IEC 62443——工業(yè)信息安全方面的國際標準

IEC62443《工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全》作為一個國際標準，全面涵蓋了自動化領(lǐng)域的信息安全問題，為工廠運營商和設(shè)備制造商有效實施安全防護提供了方向性指導(dǎo)。

IEC62443標準分為四個部分，12個文檔：

• 第一部分描述了信息安全的通用方面，如術(shù)語、概念、模型、縮略語、符合性度量。
• 第二部分主要針對用戶的信息安全程序，主要包括整改信息安全系統(tǒng)的管理、人員和程序設(shè)計方面，是用戶建立其信息安全程序時需要考慮的。

• 第三部分主要針對系統(tǒng)集成商保護系統(tǒng)所需的技術(shù)性信息安全要求。它主要是系統(tǒng)集成商在把系統(tǒng)組裝到一起時需要處理的內(nèi)容。包括將整體工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計分配到各個區(qū)域和通道的方法，以及信息安全保障等級的定義和要求。
• 第四部分主要針對制造商提供的單個部件的技術(shù)性信息安全要求。包括系統(tǒng)的硬件、軟件和信息部分，以及當開發(fā)或獲取這些類型的部件時需要考慮的特定技術(shù)性信息安全要求。

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，“安全”一詞指的是設(shè)備的功能安全，意思是保護人員和環(huán)境不受來自機器的可預(yù)見威脅的傷害，剩余風(fēng)險或多或少總是存在的，只是剩余風(fēng)險不能超過可接受的水平。通過使用安全繼電器和安全開關(guān)等部件，以確保機器處于安全的狀態(tài)，即使出現(xiàn)出問題時，也不會對人、機器和環(huán)境造成危害。

工業(yè)信息安全的威脅來源

隨著IT技術(shù)的融入，設(shè)備還面臨著來自網(wǎng)絡(luò)世界的威脅，工業(yè)信息安全的威脅來源主要來自以下三個方面：

1、外部攻擊

• 惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊
• 工業(yè)間諜活動
• 勒索病毒

2、內(nèi)部攻擊

• 通過U盤等植入惡意軟件
• 通過騙取員工信任等方式，將其作為自愿的工具

3、無意的違規(guī)

• 設(shè)備配置錯誤或者操作失誤

安全策略的實施

在安全防護策略方面，硬件相關(guān)的主要有如下幾類措施：

1. 防火墻

實施安全策略的一種措施是通過專用設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)進行保護。盡管路由器和交換機可以支持安全機制，但防火墻仍然扮演著重要的角色。這里涉及的是軟件解決方案或設(shè)備（硬件和軟件的組合），它們基于單獨定義的規(guī)則監(jiān)視整個數(shù)據(jù)流量并具有深度包檢查或入侵檢測等功能。防火墻的配置通常比較復(fù)雜，需要具備豐富的IT 知識，而這恰恰是生產(chǎn)部門所欠缺的。

2. 區(qū)域和通道

按“區(qū)域和通道”對網(wǎng)絡(luò)進行劃分，比如將管理網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)分開。如果需要，網(wǎng)絡(luò)也可以被分段為單個的制造單元，首先將具有相同安全要求的設(shè)備劃入同一區(qū)域，然后使用防火墻或安全路由器將這些區(qū)域相互隔離，這樣就可以確保只有獲得相應(yīng)授權(quán)的設(shè)備才能通過區(qū)域之間的線路（通道）發(fā)送和接收信息。

3. 深度防御

該原則的基礎(chǔ)是總是在入侵者的路徑上設(shè)置新的和不同的障礙。網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域和通道相當于城堡的大門，由防火墻和安全路由器等不同安全機制的安全設(shè)備作為城墻和其他障礙，組成多層次的深度防御“工事”。

4. 補丁管理

及時更新及打補丁可有效降低系統(tǒng)遭受最新的網(wǎng)絡(luò)威脅的風(fēng)險。此外，不僅要考慮制造商發(fā)布的補丁和更新，還要考慮第三方軟件（如Office應(yīng)用程序、PDF閱讀器）。

　　Pilz的工業(yè)信息安全解決方案

　　皮爾磁對工業(yè)信息安全領(lǐng)域也非常關(guān)注，推出了一系列的產(chǎn)品，如操作模式選擇和訪問授權(quán)系統(tǒng)PITmode fusion、模塊化安全門系統(tǒng)、PNOZmulti 2小型控制器、防火墻工業(yè)安全網(wǎng)橋等，可以根據(jù)用戶的實際需求，提供全面的安全解決方案，即包括機械安全需求，又涵蓋信息數(shù)據(jù)安全需求，同時還可以為員工根據(jù)不同的角色定義不一樣的權(quán)限。確保員工不會受到機器可能帶來的危險傷害，機器也不會受到操作人員失誤（無心之過）和操縱（有意為之）的影響。

• PITmode fusion可以幫助您保護設(shè)備和機器免受未經(jīng)授權(quán)的訪問，并防止因不當使用造成設(shè)備損壞。除了使用PITreader控制訪問權(quán)限，您還可以使用PITmode fusion選擇功能安全的操作模式。將安全和防護功能統(tǒng)一在單一系統(tǒng)中。
• 如果外部攻擊者能夠侵入您的控制網(wǎng)絡(luò)并操縱控制系統(tǒng)，那么即使您的設(shè)備和機器采用最安全的訪問控制也將無濟于事。SecurityBridge是Pilz開發(fā)的一種行業(yè)標準防火墻，即插即用的設(shè)計，通過特定于應(yīng)用的預(yù)設(shè)置輕松投入使用，保護控制器數(shù)據(jù)不被篡改。它監(jiān)控PC機和控制器之間的數(shù)據(jù)流量，并報告未經(jīng)授權(quán)的控制項目更改。通過這種方式，保護下游控制器免受基于網(wǎng)絡(luò)的攻擊和未經(jīng)授權(quán)的訪問。