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關(guān)于工業(yè)控制信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系的論文
摘要：工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全問(wèn)題日益凸顯，嚴(yán)重影響了社會(huì)和國(guó)家安全。但工業(yè)控制系統(tǒng)的特殊性，也使其與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)在所面臨的安全威脅、安全問(wèn)題及所需要考慮的安全防護(hù)措施等方面存在較大的不同。傳統(tǒng)的信息安全產(chǎn)品無(wú)法適用于工業(yè)控制領(lǐng)域，因此出現(xiàn)了專(zhuān)用的工控信息安全產(chǎn)品，但缺少專(zhuān)業(yè)規(guī)范的工控信息安全測(cè)評(píng)體系，無(wú)法保證工控信息安全產(chǎn)品的基本安全。詳細(xì)分析了工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的區(qū)別，梳理了目前廣泛使用的工控信息安全產(chǎn)品，建立了工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系，并將該體系應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品測(cè)試中，進(jìn)一步推動(dòng)工控信息安全的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：工業(yè)控制系統(tǒng)；信息安全；測(cè)試
中圖分類(lèi)號(hào)：TP39文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
1引言
工業(yè)控制系統(tǒng)（IndustrialControlSystems，ICS）是由各種自動(dòng)化控制組件以及對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)的過(guò)程控制組件，共同構(gòu)成的確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化運(yùn)行、過(guò)程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)[1]�，F(xiàn)代的ICS網(wǎng)絡(luò)，越來(lái)越依靠于商業(yè)IT和Internet領(lǐng)域的操作系統(tǒng)、開(kāi)放協(xié)議和通信技術(shù)，這些技術(shù)已被證明存在著脆弱性。通過(guò)將ICS連接到互聯(lián)網(wǎng)或其他公共網(wǎng)絡(luò)，ICS脆弱性就暴露給潛在的攻擊者[2]。
為了提高工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性，現(xiàn)在一般從兩方面考慮：一方面是提高工業(yè)控制系統(tǒng)的自身安全性，從設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始安全性架構(gòu)，并落實(shí)在工控系統(tǒng)的研發(fā)、部署、運(yùn)行的各個(gè)階段；另一方面是通過(guò)附加信息安全保障手段（如在系統(tǒng)中部署信息安全專(zhuān)用產(chǎn)品）在一定程度上彌補(bǔ)系統(tǒng)本身的安全漏洞。由于工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)高穩(wěn)定性和高可用性的要求，通過(guò)附加信息安全保障的方式來(lái)提升工控安全性是目前最容易實(shí)現(xiàn)和被接受的方式。
工業(yè)控制系統(tǒng)本質(zhì)上是一類(lèi)信息系統(tǒng)，因此工控系統(tǒng)的安全性問(wèn)題是信息系統(tǒng)安全性與工業(yè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)相結(jié)合產(chǎn)生的。美國(guó)國(guó)家安全局（NationalSecurityAgency，NSA）針對(duì)信息系統(tǒng)的安全保障陸續(xù)制定了多個(gè)版本的信息保障技術(shù)框架（InformationAssuranceTechnicalFramework，IATF）[3]，成為信息安全保障的權(quán)威架構(gòu)。IATF把信息安全保障分為四個(gè)環(huán)節(jié)：防護(hù)（Protection）、檢測(cè)（Detection）、響應(yīng)（Response）和恢復(fù)（Recovery）。首先采取各種措施對(duì)需要保護(hù)的對(duì)象進(jìn)行安全防護(hù)，然后利用相應(yīng)的檢測(cè)手段對(duì)安全保護(hù)對(duì)象進(jìn)行安全跟蹤和檢測(cè)以隨時(shí)了解其安全狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)安全保護(hù)對(duì)象的安全狀態(tài)發(fā)生改變，特別是由安全變?yōu)椴话踩瑒t馬上采取應(yīng)急措施對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)處理，直至恢復(fù)安全保護(hù)對(duì)象的安全狀態(tài)。這四個(gè)部分相輔相成，缺一不可，構(gòu)成了公認(rèn)的PDRR模型，如圖1所示。
從PDDR模型的“檢測(cè)”環(huán)節(jié)入手，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，建立工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系，為工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全測(cè)評(píng)提供專(zhuān)業(yè)化的理論支撐和實(shí)踐引領(lǐng)，一方面有效幫助供應(yīng)商大力提升其產(chǎn)品和系統(tǒng)的安全保障能力，另一方面為用戶(hù)選購(gòu)工控系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品，提高工控系統(tǒng)安全性提供支持。通過(guò)對(duì)安全測(cè)評(píng)結(jié)果的綜合分析，為相關(guān)主管部門(mén)提供真實(shí)、全面的安全態(tài)勢(shì)分析報(bào)告，促進(jìn)工業(yè)控制領(lǐng)域信息安全保障工作的開(kāi)展。
2工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全要求
工業(yè)控制系統(tǒng)有許多區(qū)別于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，包括不同的風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)先級(jí)別。其中包括對(duì)人類(lèi)健康和生命安全的重大風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，以及金融問(wèn)題如生產(chǎn)損失和對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響。工業(yè)控制系統(tǒng)有不同的性能和可靠性要求，其使用的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?qū)Φ湫偷腎T支持人員而言可能被認(rèn)為是不方便的。此外，安全和效率的目標(biāo)有時(shí)會(huì)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作的安全性發(fā)生沖突（如，需要密碼驗(yàn)證和授權(quán)不應(yīng)妨礙或干擾ICS的緊急行動(dòng)）。
美國(guó)NIST發(fā)布的《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全指南》[4]對(duì)ICS與IT的差異進(jìn)行了全面的總結(jié)，這些顯著差異的存在導(dǎo)致工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)在通信、主機(jī)應(yīng)用、外聯(lián)訪(fǎng)問(wèn)等方面采取了不同的策略。
傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的信息安全通常都將保密性放在首位、完整性放在第二位、可用性則放在最后。工控系統(tǒng)安全目標(biāo)優(yōu)先級(jí)順序則恰好相反。其首要考慮的是所有系統(tǒng)部件的可用性、完整性則在第二位、保密性通常都在最后考慮，這些需求體現(xiàn)如下：
�。�1）工控系統(tǒng)的可用性則直接影響到企業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)線(xiàn)停機(jī)或者誤動(dòng)都可能導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人員生命危險(xiǎn)和社會(huì)安全破壞。
�。�2）工控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求很高，系統(tǒng)要求響應(yīng)時(shí)間大多在毫秒級(jí)或更快等級(jí)，而通用管理系統(tǒng)能夠接受秒級(jí)或更慢的等級(jí)。
�。�3）工控系統(tǒng)對(duì)持續(xù)穩(wěn)定可靠運(yùn)行指標(biāo)要求很高，信息安全必須具備保證持續(xù)的可操作性及穩(wěn)定的系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)、系統(tǒng)性能以及全生命周期安全支持。
3工控信息安全產(chǎn)品
由于工控系統(tǒng)的自身特點(diǎn)以及對(duì)可用性的高度要求，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全產(chǎn)品也需要著重考慮工控系統(tǒng)的特點(diǎn)。目前使用相對(duì)比較廣泛的工控信息安全產(chǎn)品主要包括工控防火墻、工控安全審計(jì)、工控隔離、工控主機(jī)防護(hù)等類(lèi)型。
3.1工控防火墻
工控防火墻根據(jù)防護(hù)的需要，在工控系統(tǒng)中部署的位置存在多種情況，通常用于各層級(jí)之間、各區(qū)域之間的訪(fǎng)問(wèn)控制，也可能部署在單個(gè)或一組控制器前方提供保護(hù)。工控防火墻采用單機(jī)架構(gòu)，主要對(duì)基于TCP/IP工業(yè)控制協(xié)議進(jìn)行防護(hù)。通過(guò)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層及應(yīng)用層的過(guò)濾規(guī)則分別實(shí)現(xiàn)對(duì)MAC地址、IP地址、傳輸協(xié)議（TCP、UDP）和端口，以及工控協(xié)議的控制命令和參數(shù)的訪(fǎng)問(wèn)控制。
工控防火墻從形態(tài)來(lái)說(shuō)主要分兩種，一類(lèi)是在傳統(tǒng)IT防火墻的基礎(chǔ)上增加工控防護(hù)功能模塊，對(duì)工控協(xié)議做深度檢查及過(guò)濾。還有一類(lèi)工控防火墻是參考多芬諾工業(yè)防火墻的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.2工控安全審計(jì)
工控安全審計(jì)產(chǎn)品通過(guò)鏡像接口分析網(wǎng)絡(luò)流量，或者通過(guò)代理及設(shè)備的通用接口進(jìn)行探測(cè)等方式工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量或設(shè)備的異常情況并告警，通常不會(huì)主動(dòng)去阻斷通信。
這類(lèi)產(chǎn)品自身的故障不會(huì)直接影響工控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也更容易讓用戶(hù)接受。
3.3工控隔離
工控隔離產(chǎn)品主要部署在工控系統(tǒng)中控制網(wǎng)與管理網(wǎng)之間。包括協(xié)議隔離產(chǎn)品，采用雙機(jī)架構(gòu)，兩機(jī)之間不使用傳統(tǒng)的TCP/IP進(jìn)行通信，而是對(duì)協(xié)議進(jìn)行剝離，僅將原始數(shù)據(jù)以私有協(xié)議（非TCP/IP）格式進(jìn)行傳輸。其次還有網(wǎng)閘，除了進(jìn)行協(xié)議剝離，兩機(jī)中間還有一個(gè)擺渡模塊，使得內(nèi)外網(wǎng)之間在同一時(shí)間是不聯(lián)通的，比較典型的是OPC網(wǎng)閘，主要還是傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，傳輸控制命令的網(wǎng)閘還相當(dāng)少。另外還有單向?qū)朐O(shè)備，主要采用單向光纖、VGA視頻信號(hào)等方式從物理上保證傳輸?shù)膯蜗蛐裕淙秉c(diǎn)是不能保證傳輸數(shù)據(jù)的完整性，但對(duì)于將控制網(wǎng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)辦公網(wǎng)還是可行的。
總體來(lái)說(shuō)，由于隔離類(lèi)產(chǎn)品采用雙機(jī)架構(gòu)，中間私有協(xié)議通信，即使外端機(jī)被攻擊者控制，也無(wú)法侵入內(nèi)端機(jī)，其安全性要高于防火墻設(shè)備。
3.4工控主機(jī)安全防護(hù)
工控系統(tǒng)中會(huì)部署一定數(shù)量的主機(jī)設(shè)備，如工程師站、操作員站等。這些設(shè)備往往是工控系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，病毒的入侵、人為的誤操作等威脅主要都是通過(guò)主機(jī)設(shè)備進(jìn)入工控系統(tǒng)。因此，這些主機(jī)有必要進(jìn)行一定的防護(hù)。
目前主要有兩種針對(duì)主機(jī)設(shè)備的防護(hù)產(chǎn)品：一種為鎧甲式防護(hù)產(chǎn)品，通過(guò)接管主機(jī)設(shè)備的鼠標(biāo)/鍵盤(pán)輸入、USB等外圍接口來(lái)保證主機(jī)的安全；另一種就是白名單產(chǎn)品，通過(guò)在主機(jī)上安裝代理程序，限制只有可信的程序、進(jìn)程才允許運(yùn)行，防止惡意程序的侵入。
4工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系
工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系涵蓋測(cè)試環(huán)境、測(cè)評(píng)技術(shù)和評(píng)價(jià)服務(wù)三部分。測(cè)試環(huán)境主要由適用于工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品的測(cè)試平臺(tái)組成，測(cè)評(píng)技術(shù)主要涉及測(cè)試工具、測(cè)試方法、基礎(chǔ)庫(kù)和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，評(píng)價(jià)服務(wù)提供工業(yè)控制系統(tǒng)的安全測(cè)評(píng)服務(wù)的能力。
4.1總體架構(gòu)
以工業(yè)控制系統(tǒng)相關(guān)的新一代信息技術(shù)為對(duì)象，從研究工控信息安全產(chǎn)品的安全功能要求、自身安全要求和性能要求出發(fā)，結(jié)合信息系統(tǒng)的威脅分析、系統(tǒng)脆弱性檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法和技術(shù)，建立了工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系，總體架構(gòu)如圖2所示。
其中，測(cè)試環(huán)境體系包括基礎(chǔ)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，測(cè)評(píng)技術(shù)體系包括測(cè)試方法、測(cè)試工具、基礎(chǔ)庫(kù)和關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)服務(wù)體系包括服務(wù)流程和組織管理。
4.2測(cè)試環(huán)境
根據(jù)測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)質(zhì)量體系建設(shè)等相關(guān)要求，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行整合、改進(jìn)和升級(jí)，形成實(shí)驗(yàn)室必要的物理基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括機(jī)房建設(shè)、硬件設(shè)備和軟件購(gòu)置，從而為工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)條件。
測(cè)試環(huán)境主要包括以下兩部分：
�。�1）基礎(chǔ)環(huán)境：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室機(jī)房裝修和改造，作為測(cè)試評(píng)價(jià)體系的實(shí)施基礎(chǔ)。
（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境：實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試儀表。
4.2.1基礎(chǔ)環(huán)境
基礎(chǔ)環(huán)境主要通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資源的整合、升級(jí)，著力建設(shè)測(cè)評(píng)環(huán)境所急需的物理基礎(chǔ)設(shè)施，包括機(jī)房改建和擴(kuò)建、硬件設(shè)備和軟件購(gòu)置、測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境建立等內(nèi)容，最終形成工控專(zhuān)用安全產(chǎn)品測(cè)試所需的必要基礎(chǔ)條件。
基礎(chǔ)環(huán)境包括4個(gè)測(cè)試（性能測(cè)試環(huán)境、攻擊測(cè)試環(huán)境、功能測(cè)試環(huán)境和協(xié)議測(cè)試環(huán)境）隔斷環(huán)境、1個(gè)演示環(huán)境和1個(gè)測(cè)試機(jī)房組成。
4.2.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境主要是針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品的檢測(cè)需要，搭建典型的工業(yè)控制環(huán)境，包括測(cè)試平臺(tái)和演示環(huán)境兩部分。其中測(cè)試平臺(tái)又包括功能測(cè)試平臺(tái)、協(xié)議測(cè)試平臺(tái)、攻擊平臺(tái)和性能測(cè)試平臺(tái)四個(gè)系統(tǒng)。
4.2.2.1測(cè)試平臺(tái)
測(cè)試平臺(tái)包括功能測(cè)試平臺(tái)、協(xié)議測(cè)試平臺(tái)、攻擊平臺(tái)和性能測(cè)試平臺(tái)四個(gè)方面。由于每個(gè)測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試重點(diǎn)和測(cè)試環(huán)境的要求各不相同，所以四個(gè)平臺(tái)分別獨(dú)立部署。
（1）功能測(cè)試平臺(tái)
功能測(cè)試平臺(tái)是一套典型的小規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)，包含工業(yè)控制領(lǐng)域主流工業(yè)設(shè)備、工控協(xié)議交換設(shè)備、工業(yè)控制模擬軟件系統(tǒng)。功能測(cè)試平臺(tái)的工業(yè)設(shè)備包含行業(yè)主流，并支持工業(yè)控制主要協(xié)議的設(shè)備（包括西門(mén)子、施耐德、和利時(shí)及信捷等）的一至兩種型號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)常用的工業(yè)控制功能及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能，具備支持多種常見(jiàn)的工業(yè)控制協(xié)議（支持ModBusTCP、DNP3.0、OPC、Profinet/Profibus、IEC61850、IEC104等）的能力。
�。�2）協(xié)議測(cè)試平臺(tái)
工控信息安全產(chǎn)品包括工控防火墻、工控隔離、工控審計(jì)、工控主機(jī)防護(hù)等。無(wú)論該設(shè)備在實(shí)際部署時(shí)串接接入，還是旁路接入工控網(wǎng)絡(luò)，則該設(shè)備都需要進(jìn)行協(xié)議測(cè)試，測(cè)試目地在于驗(yàn)證該設(shè)備是否能支持現(xiàn)有常用的工業(yè)控制協(xié)議。
�。�3）攻擊測(cè)試平臺(tái)
攻擊測(cè)試平臺(tái)主要針對(duì)常用的工控信息安全產(chǎn)品，用以驗(yàn)證安全產(chǎn)品是否能夠抵御來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，壓力，碎片等攻擊。對(duì)于旁路接入的工控信息安全設(shè)備，測(cè)試目的在于驗(yàn)證系統(tǒng)能否能記錄攻擊行為（工控審計(jì)類(lèi)產(chǎn)品）；對(duì)于串行接入的工控信息安全設(shè)備，測(cè)試目的在于驗(yàn)證系統(tǒng)能否能抵御并攔截攻擊行為（工控防火墻類(lèi)產(chǎn)品）。
（4）性能測(cè)試平臺(tái)
如果工控信息安全產(chǎn)品為串接部署則需要進(jìn)行性能測(cè)試，用以驗(yàn)證該設(shè)備的引入是否會(huì)對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)造成如通信延時(shí)增加、網(wǎng)絡(luò)帶寬降低等情況、安全設(shè)備的安全防護(hù)能力下降等影響。
4.2.2.2演示環(huán)境
演示環(huán)境是工控系統(tǒng)運(yùn)行的展示，以簡(jiǎn)單明了的形式來(lái)表征工控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，包括正常運(yùn)行和承受攻擊時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。不同的工業(yè)控制產(chǎn)品自身的漏洞是各不相同的，所以為了直觀(guān)的演示不同的攻擊對(duì)不同的工業(yè)控制設(shè)備造成的影響，我們需要在工業(yè)控制協(xié)議及工業(yè)控制廠(chǎng)商進(jìn)行盡量的覆蓋。
演示環(huán)境包含高仿真沙盤(pán)模型和可視化工控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展板。
沙盤(pán)由底座、臺(tái)面和臺(tái)面模型組成，沙盤(pán)內(nèi)部完成所有動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)和線(xiàn)路的連接，臺(tái)面模型根據(jù)具體設(shè)計(jì)和布局陳列，體現(xiàn)完整的工藝流程，各模型單體形狀和比例與真實(shí)系統(tǒng)一致。沙盤(pán)涉及化工生產(chǎn)、污水處理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能樓宇等多個(gè)應(yīng)用實(shí)景。
展板由展架和展板封面組成，展板上按層次集成工控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并由燈帶組成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)路徑。實(shí)際演示過(guò)程中，將由不同色燈光表現(xiàn)正常網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流和受攻擊后異常數(shù)據(jù)流。展板上各控制系統(tǒng)和交換機(jī)預(yù)留相應(yīng)接口，可方便接入典型的工業(yè)控制防護(hù)設(shè)備或?qū)Ｓ脺y(cè)試工具。
4.3測(cè)評(píng)技術(shù)
測(cè)評(píng)技術(shù)包括測(cè)試方法和測(cè)試工具的研究、改進(jìn)和應(yīng)用，基礎(chǔ)庫(kù)的建設(shè)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制。
4.3.1測(cè)試方法
工控系統(tǒng)的安全性測(cè)試方法按照安全技術(shù)要求可以分為安全功能、安全保證、環(huán)境適應(yīng)性和性能要求四個(gè)大類(lèi)。根據(jù)各大類(lèi)對(duì)系統(tǒng)的要求，分別進(jìn)行測(cè)試方法的研究。
鑒于工控系統(tǒng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)在安全性要求上的區(qū)別，工控系統(tǒng)的信息安全目標(biāo)通常都在最后考慮，因此工控系統(tǒng)的安全技術(shù)要求又有其特殊性。安全功能要求是對(duì)工控信息安全產(chǎn)品應(yīng)具備的安全功能提出的具體要求，工控信息產(chǎn)品安全功能的具體要求包括身份鑒別、訪(fǎng)問(wèn)控制、安全管理、不可旁路、抗攻擊、審計(jì)以及配置數(shù)據(jù)保護(hù)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等；安全保證要求針對(duì)工控信息安全產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用文檔的內(nèi)容提出具體的要求，例如配置管理、交付和運(yùn)行、開(kāi)發(fā)過(guò)程、指導(dǎo)性文檔和生命周期支持等；環(huán)境適應(yīng)性要求是對(duì)工控信息安全產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境提出具體的具體要求，例如IPv6環(huán)境適應(yīng)性，OPC環(huán)境適應(yīng)性等；性能要求則是對(duì)工控系統(tǒng)和工控產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)做出的規(guī)定，例如去抖動(dòng)、交換速率和硬件切換時(shí)間等。此外，針對(duì)工控系統(tǒng)和設(shè)備的操作系統(tǒng)層面的漏洞進(jìn)行分析挖掘，形成攻擊測(cè)試集。
針對(duì)以上要去分別深入研究相關(guān)的測(cè)試方法，并應(yīng)用于實(shí)際的測(cè)試工作中。
4.3.2測(cè)試工具
為確保工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品和系統(tǒng)測(cè)評(píng)服務(wù)的專(zhuān)業(yè)化，開(kāi)發(fā)了一批方便易用的測(cè)評(píng)工具和分析工具。其目的一是減少測(cè)評(píng)或評(píng)估人員的工作負(fù)擔(dān)，二是減少測(cè)評(píng)和評(píng)估人員因能力和經(jīng)驗(yàn)造成的測(cè)評(píng)或評(píng)估誤差，保證測(cè)評(píng)和評(píng)估服務(wù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)能力。通過(guò)測(cè)試軟件來(lái)模擬正常和異常協(xié)議，可檢測(cè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)異常協(xié)議的抵御能力。
本體系配套了工控協(xié)議模擬測(cè)試軟件，集成Modbus、DNP、IEC104、IEC61850等工控協(xié)議，用于工控信息安全專(zhuān)用產(chǎn)品和工控設(shè)備的測(cè)試。該軟件的運(yùn)行方式是單機(jī)運(yùn)行，適用的操作系統(tǒng)為windowsNT，windowsxp，windows7x86平臺(tái)。該軟件主要分為四個(gè)模塊：ModBus模塊、DNP模塊、IEC61850MMS模塊和IEC104模塊。
4.3.3基礎(chǔ)庫(kù)
基礎(chǔ)庫(kù)主要包括知識(shí)庫(kù)、測(cè)評(píng)指標(biāo)庫(kù)、測(cè)評(píng)方法庫(kù)、測(cè)評(píng)用例庫(kù)和測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)庫(kù)。
知識(shí)庫(kù)的主要內(nèi)容包括工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)知識(shí)、測(cè)試案例、法律法規(guī)、安全事件/技術(shù)手段等的統(tǒng)一描述方法、國(guó)內(nèi)外安全事件、知識(shí)庫(kù)的管理和維護(hù)方法、智能化數(shù)據(jù)挖掘方法等。
指標(biāo)庫(kù)保證各個(gè)被測(cè)系統(tǒng)之間測(cè)評(píng)結(jié)果的一致性。通過(guò)為工業(yè)控制系統(tǒng)安全測(cè)評(píng)服務(wù)建立統(tǒng)一的測(cè)評(píng)指標(biāo)庫(kù)，保證測(cè)評(píng)結(jié)果的唯一性和公正性。指標(biāo)庫(kù)由功能指標(biāo)庫(kù)、性能指標(biāo)庫(kù)和安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)庫(kù)等構(gòu)成，可根據(jù)需要對(duì)指標(biāo)庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)展和維護(hù)。
測(cè)評(píng)方法庫(kù)用以在每種信息安全專(zhuān)業(yè)化服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)編制和測(cè)評(píng)方法研究的基礎(chǔ)上，明確具體的技術(shù)要求，從而提供有效的服務(wù)。
測(cè)評(píng)用例庫(kù)是在測(cè)評(píng)方法庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)測(cè)試的復(fù)用，提高安全測(cè)試的效率。根據(jù)廠(chǎng)家提供的說(shuō)明書(shū)和測(cè)評(píng)人員的經(jīng)驗(yàn)，深入解析相關(guān)技術(shù)要求的內(nèi)涵，為每種具體服務(wù)建立測(cè)評(píng)用例庫(kù)。
本體系的基礎(chǔ)庫(kù)由兩部分構(gòu)成，第一部分包括了知識(shí)庫(kù)和漏洞庫(kù)，設(shè)計(jì)成站模式，直接對(duì)外開(kāi)放，其中收集了4000余條安全事件、3萬(wàn)余條安全漏洞以及相關(guān)的法規(guī)政策、技術(shù)知識(shí)、工具等；第二部分涵蓋了指標(biāo)庫(kù)、測(cè)評(píng)方法庫(kù)、測(cè)評(píng)用例庫(kù)、測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)庫(kù)等，運(yùn)用于測(cè)評(píng)實(shí)戰(zhàn)，檢測(cè)人員可以在其中依據(jù)指標(biāo)、測(cè)評(píng)方法、測(cè)試用例對(duì)實(shí)際的產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試記錄。
4.3.4關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)
工控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)采用傳統(tǒng)信息安全產(chǎn)品難以滿(mǎn)足相關(guān)要求，工控系統(tǒng)對(duì)持續(xù)穩(wěn)定可靠運(yùn)行指標(biāo)要求很高，信息安全必須具備保證持續(xù)的可操作性及穩(wěn)定的系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)、系統(tǒng)性能以及全生命周期安全支持。因此，有必要為應(yīng)用于工控系統(tǒng)的關(guān)鍵信息安全產(chǎn)品，以及工控系統(tǒng)安全提出專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，并研究相應(yīng)的測(cè)試技術(shù)與方法。
本體系在工控領(lǐng)域制定了信息安全產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，以規(guī)范和支撐產(chǎn)品測(cè)試。主要包括：
�。�1）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)專(zhuān)用防火墻技術(shù)要求》；
�。�2）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)審計(jì)產(chǎn)品安全技術(shù)要求》；
�。�3）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全隔離與信息交換系統(tǒng)安全技術(shù)要求》；
（4）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)安全管理平臺(tái)安全技術(shù)要求》；
（5）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)入侵檢測(cè)產(chǎn)品安全技術(shù)要求》
�。�6）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)邊界安全專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品安全技術(shù)要求》；
�。�7）《信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)軟件脆弱性?huà)呙璁a(chǎn)品安全技術(shù)要求》；
（8）《信息安全技術(shù)安全采集遠(yuǎn)程終端單元（RTU）安全技術(shù)要求》。
4.4評(píng)價(jià)服務(wù)
評(píng)價(jià)服務(wù)包括服務(wù)流程和組織管理。服務(wù)流程基于現(xiàn)有的服務(wù)流程，深入挖掘工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)品的特點(diǎn)，融入服務(wù)流程，提升服務(wù)質(zhì)量；組織管理主要規(guī)范服務(wù)的相關(guān)制度，充分合理利用各方面的資源，提高服務(wù)效率。
4.4.1服務(wù)流程
服務(wù)采購(gòu)單位提出自己的系統(tǒng)需求，測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)溝通協(xié)調(diào)確定服務(wù)目標(biāo)，簽訂服務(wù)合同，成立測(cè)評(píng)項(xiàng)目組；項(xiàng)目組根據(jù)采購(gòu)單位提出的需求信息，分析需求是否充分；當(dāng)需求不夠充分時(shí)，需和服務(wù)采購(gòu)單位進(jìn)行溝通，補(bǔ)充需求并最終確認(rèn)；當(dāng)需求足夠充分時(shí)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行服務(wù)方案的總體設(shè)計(jì)，并由專(zhuān)家對(duì)方案進(jìn)行評(píng)審；通過(guò)初步方案評(píng)審后，由測(cè)評(píng)人員對(duì)服務(wù)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，再交由專(zhuān)家對(duì)方案進(jìn)行評(píng)審，并提交方案；如方案需進(jìn)行修改，需重新設(shè)計(jì)或晚上詳細(xì)的服務(wù)方案，再由專(zhuān)家進(jìn)行方案評(píng)審，如此類(lèi)推；當(dāng)提交的服務(wù)方案不需要進(jìn)行修改時(shí)，形成安全的服務(wù)方案；一方面由專(zhuān)家對(duì)安全的服務(wù)方案進(jìn)行審批，并形成標(biāo)準(zhǔn)化管理；另一方面測(cè)評(píng)人員根據(jù)安全服務(wù)方案進(jìn)行測(cè)評(píng)工作，測(cè)評(píng)結(jié)束后，形成文檔，并歸檔。
4.4.2組織管理
為了保障整套服務(wù)流程的順利實(shí)施，本體系還建立信息安全產(chǎn)品及系統(tǒng)服務(wù)的組織架構(gòu)，如圖8所示。
通過(guò)成立領(lǐng)導(dǎo)辦公室、管理部、技術(shù)部和檢測(cè)部，分別從組織、管理和技術(shù)等方面對(duì)服務(wù)的流程進(jìn)行控制。管理部主要按照相關(guān)的管理規(guī)定負(fù)責(zé)服務(wù)申請(qǐng)的受理、產(chǎn)品測(cè)評(píng)流程的控制、檢驗(yàn)報(bào)告或測(cè)評(píng)報(bào)告的審核、客戶(hù)滿(mǎn)意度的回訪(fǎng)等；技術(shù)部主要負(fù)責(zé)測(cè)評(píng)相關(guān)技術(shù)研究工作；檢測(cè)部負(fù)責(zé)具體檢測(cè)工作的實(shí)施，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)整理出具檢驗(yàn)報(bào)告或測(cè)評(píng)報(bào)告初稿。
5結(jié)論
由于工控信息安全及相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用還處于快速發(fā)展階段，對(duì)其的安全性測(cè)評(píng)還屬于一個(gè)全新的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)僅少數(shù)幾個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)部分開(kāi)展了相關(guān)測(cè)評(píng)工作。本文提出的工控信息安全產(chǎn)品測(cè)試評(píng)價(jià)體系已經(jīng)在實(shí)際測(cè)評(píng)服務(wù)工作中得到了大力推廣應(yīng)用，為我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了安全保障。
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