工控安全是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代面臨的一個(gè)非常重要的挑戰(zhàn)，隨著信息化快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程正在不斷加速，這為工業(yè)控制系統(tǒng)的安全帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
根據(jù)遭受工控攻擊的企業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，85%以上的攻擊都是通過(guò)遠(yuǎn)程接入方式實(shí)施，而且這種方式越來(lái)越成為攻擊工控系統(tǒng)的主要方式。這對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)、安全和財(cái)務(wù)都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此如何提高工控安全保障已經(jīng)成為著企業(yè)的研究熱點(diǎn)。
在這種背景下，擬議“工控安全沙盤(pán)”應(yīng)用于企業(yè)實(shí)踐的可行性研究，是對(duì)企業(yè)工控安全管理的一種新的嘗試，旨在提高企業(yè)對(duì)于攻擊行為的應(yīng)對(duì)能力。
一、 實(shí)踐需求
企業(yè)在進(jìn)行工控安全實(shí)踐時(shí)通常會(huì)采取什么樣的方法？在當(dāng)前的實(shí)踐中，通常會(huì)基于經(jīng)驗(yàn)、模擬攻擊、肉眼觀察等方式進(jìn)行安全評(píng)估。但受限于實(shí)際環(huán)境影響，企業(yè)工控實(shí)驗(yàn)和模擬演練的能力不足，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)于安全的真實(shí)評(píng)估存在粗淺和不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
因此，在工控安全領(lǐng)域建立一種可視化、高度還原的沙盤(pán)系統(tǒng)，模擬與現(xiàn)實(shí)類似的攻擊場(chǎng)景，指引企業(yè)員工在系統(tǒng)方面的演練、培訓(xùn)、攻防演練中學(xué)習(xí)攻擊者思想、攻擊方式、防御措施，也有助于企業(yè)個(gè)體以及團(tuán)隊(duì)的意識(shí)和素養(yǎng)提升。
二、 概念與架構(gòu)
1.已有沙盤(pán)模擬
沙盤(pán)模擬已經(jīng)在非常多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用，例如建設(shè)、人力資源管理等，模擬結(jié)果也具有非常的準(zhǔn)確性。
2.工控沙盤(pán)模型
工控沙盤(pán)模型是基于工控系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行流程，選擇合適的時(shí)間段，然后模擬攻防情節(jié)進(jìn)行演練。模型應(yīng)當(dāng)包括虛擬工廠生產(chǎn)線、控制系統(tǒng)及其設(shè)備布局，主要包含SCADA，PLC，服務(wù)器，開(kāi)關(guān)和人機(jī)接口等要素。
工控沙盤(pán)模型應(yīng)包括的三層戰(zhàn)略、運(yùn)營(yíng)、戰(zhàn)術(shù)。其中戰(zhàn)略層模型研究決策者和工控設(shè)備之間的關(guān)系所涉及的問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)層模型將系統(tǒng)工程視為目標(biāo)方向，并且研究工程管理策略和實(shí)施過(guò)程；戰(zhàn)術(shù)層模型研究控制器和設(shè)備間的交互機(jī)制，演示被攻擊的系統(tǒng)可能產(chǎn)生的技術(shù)難題。
三、 系統(tǒng)設(shè)想
1.模型的基本特點(diǎn)
首先，對(duì)于企業(yè)員工，上手易學(xué)，便于操作，簡(jiǎn)單易懂。其次，模擬仿真效果逼真，模擬出來(lái)的攻擊方式及恢復(fù)事件，更符合真實(shí)的安全環(huán)境，學(xué)習(xí)及演練的效果更加真實(shí)，而且可以極大的增加參與員工的實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)。第三，操作應(yīng)該具有個(gè)性化、分配權(quán)限、組合靈活等特點(diǎn)，不同的員工可以有不同的操作權(quán)限和操作模式，并且可以通過(guò)組合操作，有效的釋放出各組員工的多樣化能力。
2.基礎(chǔ)模塊
基礎(chǔ)模塊包括機(jī)房模塊、生產(chǎn)線設(shè)備模塊、電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。其中機(jī)房模塊是整個(gè)模型的核心，所以機(jī)房的設(shè)計(jì)要注重生產(chǎn)安全和自然環(huán)境等方面的要求。生產(chǎn)線設(shè)備模塊應(yīng)該包括PLC、I/O模塊和數(shù)據(jù)總線等。電源模塊應(yīng)該包括UPS、電源保護(hù)模塊等。網(wǎng)絡(luò)模塊應(yīng)包括防火墻、VPN模塊、加密模塊等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊應(yīng)該包括各種攻防數(shù)據(jù)、日志、應(yīng)急預(yù)案等信息的存儲(chǔ)。
3.定制操作模式
對(duì)于操作模式定制，則可以靈活分配權(quán)限，例如支持管理員、數(shù)據(jù)專員的分類操作權(quán)限等，并提供主管批準(zhǔn)這種復(fù)雜操作模式的種種特殊要求。此外，沙盤(pán)還是可以自適應(yīng)要求，讓不同類型的操作者趕緊經(jīng)歷不同的攻擊，學(xué)習(xí)安全知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際需要，做出相應(yīng)的反擊措施。
四、 應(yīng)用背景
1.提高企業(yè)工控競(jìng)爭(zhēng)力
在當(dāng)前的時(shí)代背景下，企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和工作方式正在發(fā)生著革命性的變化。而這一變化的核心便是工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)字化。建立了模擬場(chǎng)景的演練系統(tǒng)，有利于企業(yè)在工控安全上的學(xué)習(xí)和提高，讓企業(yè)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
2.跨領(lǐng)域合作
“工控安全沙盤(pán)”的設(shè)計(jì)需要涉及多個(gè)領(lǐng)域的人才，例如工控安全人員、信息安全人員、模型制作人員、動(dòng)畫(huà)制作人員等。通過(guò)這種跨領(lǐng)域的合作，不僅可以增加合作機(jī)會(huì)，更能夠?yàn)槠髽I(yè)的安全保衛(wèi)提供更強(qiáng)大的保障。
3.提高員工技能
通過(guò)該模型的學(xué)習(xí)和演練，員工基于模擬環(huán)境治理攻擊的能力和實(shí)際演習(xí)中的體驗(yàn)?zāi)芰⒌玫綐O大的提升。在后續(xù)工作中，員工以更好的態(tài)度和能力對(duì)工控安全具有更加深刻的了解，進(jìn)一步提高企業(yè)的安全保障。
五、 未來(lái)方向
雖然 “工控安全沙盤(pán)”還未真正的進(jìn)入企業(yè)應(yīng)用階段，但肯定會(huì)成為企業(yè)工控安全領(lǐng)域?qū)氋F的工具之一。在未來(lái)，沙盤(pán)模型的模擬式演練有望應(yīng)用于更多方向，建設(shè)以CNC雙控制為基礎(chǔ)的金屬加工、機(jī)電設(shè)備制造等工廠場(chǎng)景，甚至可以在智能房間、智能車(chē)、智能家居領(lǐng)域得到應(yīng)用。
六、 結(jié)論
總結(jié)起來(lái)，通過(guò)架構(gòu)合理的“工控安全沙盤(pán)”，企業(yè)可以更好地學(xué)習(xí)和理解攻擊者行為和意圖，并更好的了解安全防御的策略和應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，眾多人才在沙盤(pán)建設(shè)中拾得鍛煉和成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)，也在某種意義上推動(dòng)了企業(yè)安全保衛(wèi)的進(jìn)步。但需要注意的是，沙盤(pán)模擬演練仍需進(jìn)一步完善，以提高其對(duì)真實(shí)攻擊環(huán)境的還原度和演練的效果。
