《工业自动化安全》课件

工业自动化安全工业自动化安全是现代制造业不可忽视的关键领域，它关系到企业生产稳定性、人员安全以及国家关键基础设施的保护随着工业的推进，自动化系

4.0统与互联网的深度融合使得传统封闭环境下的工业控制系统面临前所未有的安全挑战本课程将系统介绍工业自动化安全的核心概念、常见威胁、防护技术以及管理措施，帮助学员建立完整的工业自动化安全知识体系，提升工业生产环境的安全防护能力什么是工业自动化安全？系统保护工业自动化安全是指对工业自动化系统进行全方位保护的措施和技术，目的是确保工业生产过程的连续性、可靠性和安全性硬件防护包括对、传感器、执行器等物理设备的保护措施，防止未授权PLC访问和物理干扰软件保障确保控制系统软件的完整性，防止恶意代码注入和程序篡改网络安全保障工业网络通信的安全，防止数据窃取、流量劫持和异常连接工业自动化安全的重要性生产连续性人员安全社会影响工业自动化系统一旦遭受攻击或出现安工业自动化系统控制着大量高风险设关键基础设施如电力、水处理、交通等全问题，可能导致生产线停止运行，造备，安全漏洞可能导致设备失控，造成领域的工业自动化系统一旦遭受攻击，成巨大的经济损失据统计，重工业企严重的人身伤害甚至人员死亡确保系不仅影响企业，还可能影响到整个社会业每小时停机可能带来数十万至数百万统安全是保障工人安全的基础的正常运转，造成广泛的社会恐慌元的直接损失工业自动化与现代工业的关系制造竞争力核心指标智能制造价值创造互联互通3基础架构自动化率已成为现代制造业竞争力的核心指标随着中国制造战略的推进，我国制造业正加速向智能化、数字化转型，工业2025自动化系统的部署规模不断扩大据统计，中国工业机器人年安装量已连续八年位居全球第一工业互联网的发展促进了设备间的深度互联，同时也带来了前所未有的安全挑战设备从封闭式独立运行转变为网络化协同工作，安全边界被打破，攻击面显著扩大工业自动化系统常见架构企业网络层、系统ERP MES控制层、系统SCADA HMI现场层、、传感器PLC RTU工业自动化系统通常采用分层架构设计，主要包括企业网络层、控制层和现场层（可编程逻辑控制器）负责直接控制现场设PLC备，（分布式控制系统）适用于连续过程控制，（监控与数据采集）系统则实现对分散设备的远程监控DCS SCADA这种分层架构提高了系统可靠性和可扩展性，但同时也增加了安全管理的复杂性不同层级间的通信安全、跨层访问控制成为安全防护的关键点工业自动化安全的核心目标完整性保证控制指令和数据的准确性和一致性，防止被篡改或损坏在工业环境可用性中，错误的控制指令可能导致生产异确保工业自动化系统小时持续7×24常甚至安全事故稳定运行，满足生产过程的连续性要求对关键系统，通常要求

99.999%保密性的可用性（全年停机时间不超过分5防止敏感数据和专有技术被窃取或泄钟）露，保护工业知识产权和商业机密智能制造时代，生产数据和工艺参数成为企业核心资产安全威胁类型一览恶意攻击内部操作失误勒索软件攻击误操作导致系统异常••有针对性的网络入侵配置错误导致安全漏洞••病毒与蠕虫传播未经授权的变更••拒绝服务攻击内部人员的恶意行为••工业间谍活动维护不当••物理破坏与自然灾害设备损坏与老化•电力中断•环境因素（水灾、火灾）•恶劣天气条件•故意破坏与盗窃•工业自动化安全安全vs IT工业自动化安全（OT安全）IT安全优先级排序可用性完整性保密性优先级排序保密性完整性可用性响应方式强调系统持续运行，安全更新需经过严格测试响应方式快速应用安全补丁，可接受短时间停机技术环境专有协议、嵌入式系统、工业特定硬件技术环境标准协议、通用操作系统、商用硬件生命周期设备使用周期长，通常年生命周期设备更新快，通常年10-203-5实时性要求毫秒级响应，不能容忍延迟实时性可以接受一定延迟，秒级响应通常足够国际工业信息安全标准标准名称适用范围核心内容工业自动化与控制系全面的工控安全框IEC62443统架，包括系统、组件和过程工业控制系统安全指南，风险管NIST SP800-82ICS理方法和安全对策信息安全管理体系通用信息安全管理框ISO/IEC27001架，可应用于工控场景电力系统北美电力可靠性关键NERC CIP基础设施保护标准是目前全球最权威的工业自动化和控制系统安全标准，它从组织、系IEC62443统和组件三个层面定义了安全要求和实践指南该标准由委员会制定，被ISA99广泛应用于评估和提高工业自动化系统的安全性中国工业信息安全政策2017年《网络安全法》首次将工业控制系统纳入关键信息基础设施保护范畴，明确了运营者的安全保护义务和法律责任2019年《关键信息基础设施安全保护条例（征求意见稿）》进一步明确了工业控制领域关键信息基础设施的认定标准和保护要求2021年《关键信息基础设施保护条例》正式实施，明确了工业、能源等重要行业的关键信息基础设施保护责任和措施2023年《工业控制系统信息安全防护指南》工信部发布，提供了工控系统全生命周期的安全防护技术指南和最佳实践安全风险识别方法风险识别系统性地找出可能的威胁和漏洞，包括对资产清单进行梳理、威胁建模和分析历史事件常用工具包括资产扫描和漏洞评估工具风险分析评估每种风险的可能性和潜在影响，确定风险等级可使用定性或定量方法，如威胁漏洞矩阵和风险评分系统-风险评价根据组织的风险容忍度，确定风险处理的优先级通常采用风险热图等可视化工具呈现结果风险处理选择适当的风险应对策略规避、降低、转移或接受制定具体的安全控制措施和实施计划典型系统安全漏洞未及时更新补丁默认密码和弱口令协议缺乏安全机制网络隔离不足工控系统通常运行周期大量工控设备出厂时设置传统工业协议如、工控网络与办公网络间隔Modbus长，对稳定性要求高，导有默认密码，且密码策略等设计之初未考离措施不足，使得攻击者Profibus致系统补丁更新不及时，较弱，如常见的虑安全性，缺乏加密和认可通过办公网络作为跳板存在已知漏洞如年、证机制，通信数据可被轻进入工控网络2017admin/admin123456勒索攻击利用的等据调查，超过的易窃听或篡改WannaCry60%就是未打补丁的工控系统使用默认或弱密Windows系统漏洞码常见攻击场景工业自动化系统面临多种攻击场景，最常见的包括系统远程破坏、注入攻击、通信协议中间人攻击、传感器数据篡改以及拒绝服务攻击攻击SCADA PLC者通常会首先对目标系统进行长期侦察，了解系统架构和漏洞，然后利用这些信息设计精准的攻击方案现代攻击往往是多阶段、多向量的组合攻击，先从外围办公网络入手，逐步深入工控网络核心攻击者可能会使用社会工程学手段获取内部人员的访问凭证，或者利用供应链漏洞植入后门著名工业安全事件案例Stuxnet蠕虫事件2010针对伊朗纳坦兹核设施的高度复杂攻击，通过盘传播，专门针对西门子U和变频器，导致近台铀浓缩离心机损坏这是首个针对物理S7PLC1000设备的网络武器，标志着工业安全攻防进入新时代德国钢铁厂事件2014攻击者通过鱼叉式钓鱼邮件入侵办公网络，进而渗透至生产网络，造成高炉控制系统故障，导致设备无法正常关闭，造成严重物理损害乌克兰电网攻击2015三家电力分配公司遭受协同攻击，导致个变电站离线，影响超30过万用户断电长达小时攻击者首先通过钓鱼邮件获取访问236权限，随后使用被盗的凭证进入网络，最终远程控制VPN SCADA断路器攻击者画像与动因国家支持的黑客组织拥有丰富资源和技术能力，往往针对关键基础设施发动长期持续性攻击动机包括政治对抗、情报收集和战略准备著名组织如、等被APT28Lazarus认为与特定国家有关联经济驱动型攻击者以经济利益为主要目标，通过勒索软件攻击、窃取商业机密或进行市场操纵获利如针对工业企业的勒索攻击，通常要求支付加密货币赎金以恢复系统功能黑客活动家出于政治、环保或社会正义等理念发动攻击，目标通常是引起公众关注或表达抗议例如针对被认为污染环境的工厂或有争议的能源设施的攻击内部威胁包括不满员工、被收买的内部人员或离职人员，他们利用对系统的了解和访问权限发动攻击据统计，约的工业安全事件与内部人员有关30%工业网络通信安全协议安全分析网络分区设计1评估现有工业协议安全风险基于安全域划分网络区域通信监控审计边界控制实施持续监测异常流量部署防火墙与安全网关工业通信协议如、、等在设计之初未考虑安全性，存在明文传输、缺乏认证、无完整性校验等问题随着这些协Modbus ProfibusDNP3议向以太网和无线通信迁移，安全风险进一步增加有效的工业网络安全需采用纵深防御策略，通过网络分割、访问控制、加密通信和异常检测等多层次措施共同构建防护体系推荐采用模型进行网络区域划分，实现网络与网络的有效隔离ISA-95/Purdue IT OT设备端安全措施1物理防护关键控制设备应部署在受限访问区域，配备门禁系统、视频监控和入侵报警装置统计显示，超过40%的工控安全事件涉及物理接触2硬件安全使用防篡改设计、加密芯片和安全启动机制，确保设备完整性新一代PLC已开始采用可信计算技术3软件保护部署应用白名单、端点防护和内存保护技术，防止未授权程序执行相比传统杀毒软件，白名单技术在工控环境中效果更佳4设备强化关闭不必要的服务和端口，更改默认密码，定期更新固件安全基线配置可降低76%的常见漏洞风险网络侧安全技术网络隔离控制技术安全通信技术防火墙是最基本的网络安全设备，用于控制不同网络区域间技术为远程访问提供加密通道，但需要特别注意服VPN VPN的通信流量工业环境通常需要深度包检测防火墙，能务器的安全配置和访问控制策略和是工业DPI IPSecSSL VPN够识别和过滤工业协议数据环境中常用的两种技术VPN单向网闸提供了物理级别的网络隔离，确保数据只能从低安加密通信在保证数据机密性方面起着关键作用，但需要权衡全级别网络单向传输到高安全级别网络，完全阻断反向数据安全性与性能影响轻量级加密算法如能在资源受限设ECC流，广泛应用于关键基础设施保护备上提供足够安全强度工业在网络与网络间建立缓冲区传输层安全保护基于的工业协议•DMZ IT OT•TLS TCP协议转换网关清洗和规范化工业协议数据适用于基于的工业协议加密••DTLS UDP安全密钥管理工业环境中的关键挑战•数据采集与安全存储数据完整性保护敏感数据加密采用数字签名技术确保数据未被篡采用等标准算法加密存储••AES-256改数据实施校验和验证确保传输数据完整差分隐私保护技术应用••传感器数据真实性验证机制关键参数脱敏处理••时间同步与时间戳机制密钥管理与轮换策略••容灾备份策略采用备份原则•3-2-1增量备份与全量备份结合•离线备份防勒索攻击•定期恢复测试与演练•工业数据安全存储需遵循最小权限原则，确保只有授权人员能访问特定数据数据分类分级管理可根据敏感度实施不同级别的保护措施远程维护与访问控制远程维护已成为工业自动化系统运维的重要组成部分，尤其在全球化背景下，设备供应商和专家可能分布在不同地区安全的远程访问方案需要综合考虑身份认证、访问控制、通信加密和行为审计等多个方面多因素认证是远程访问安全的基础，结合所知密码、所持令牌、所是生物识别三要素提供更强的身份验证远程MFA会话应全程记录，包括屏幕操作和命令执行，以便事后审计和追溯基于角色的访问控制和最小权限原则应贯穿整个访RBAC问控制体系安全管理制度建设持续改进定期评估与更新操作规程标准流程与指导组织架构明确职责分工安全策略总体原则与框架工业自动化安全管理制度是确保安全措施有效实施的基础安全策略应从企业最高层发起，明确表达管理层对安全工作的重视和支持，为整个安全体系提供指导方向组织架构应明确各部门和岗位的安全职责，尤其是部门与部门之间的协作机制建立首席信息安全官或工业控制系统安全负责人岗位，统IT OTCISO筹协调各方资源操作规程需落实到日常工作中，包括变更管理、漏洞管理、访问控制等方面的具体流程和标准安全培训与意识提升分层培训体系攻防演练安全文化建设根据不同角色设计针对性培训内容，管通过模拟钓鱼邮件、社会工程学测试等通过安全海报、提示语、案例分享等多理层关注风险意识和决策支持，工程师方式，评估员工安全意识水平研究表种形式，将安全意识融入企业文化建关注技术实施，操作人员关注日常安全明，持续的模拟演练可使钓鱼邮件点击立安全激励机制，鼓励员工主动报告安操作规范培训形式应多样化，包括课率从初始的降低到不足演全问题，形成人人关注安全的良好氛30-40%5%堂培训、在线学习、情景模拟等练结果应作为培训效果评估和改进的依围强调安全不是或安全部门的专属IT据责任，而是全员共同的任务第三方供应链管理供应商评估建立供应商安全评估框架，包括问卷调查、现场审计和技术验证评估内容应覆盖供应商的安全政策、开发流程、漏洞响应能力等合同约束在采购合同中明确安全要求，包括安全功能、漏洞修复责任、安全事件通知义务等必要时要求供应商提供源代码审计或第三方安全认证产品验收制定严格的安全验收标准，包括漏洞扫描、渗透测试和功能验证对关键系统，建议采用独立第三方进行安全测试，避免利益冲突持续监督建立长期的供应商安全管理机制，定期评估供应商安全状况变化，及时获取漏洞信息并验证修复情况工业控制系统（）生命周期安全管理ICS设计阶段实施阶段安全设计评审与威胁建模安全编码与安全测试退役阶段运维阶段数据安全销毁与设备处置安全运行与监控安全必须贯穿工业控制系统的整个生命周期在设计阶段，采用安全架构设计方法，将安全需求融入系统规划；实施阶段确保安全控制措施得到正确部署；运维阶段建立持续监控与响应机制；退役阶段需安全处理敏感数据和设备全生命周期安全管理应形成闭环，各阶段的安全经验和教训应反馈到未来系统的设计中技术更新是生命周期管理的重要环节，需平衡安全提升与系统稳定性要求典型工厂系统安全加固案例安全问题解决方案实施效果网络与网络混合部采用工业架构，部网络隔离后攻击面减少IT OTDMZ署署工业防火墙实现网络，无入侵事件85%分区程序修改无审计实施变更管理系统，所误操作率下降，系PLC67%有程序修改需双人审核统稳定性提高设备远程访问控制松散部署专用远程访问网未授权访问尝试被100%关，实施多因素认证阻止缺乏安全事件检测能力部署工业安全监测系平均事件发现时间从30统，集中日志分析天减至小时4某大型化工企业通过分阶段实施安全加固，将生产网络与办公网络完全隔离，并在边界部署深度包检测防火墙对关键系统实施物理隔离和程序加密保护，建立了完整PLC的备份恢复机制和应急预案虚拟化与边缘计算安全影响云平台安全挑战边缘计算安全策略随着工业系统向云迁移，传统安全边界被打破，数据主权和边缘计算设备常部署在物理安全有限的现场环境，面临物理访问控制面临新挑战多租户环境中，需防止跨虚拟机攻击攻击风险小型化、低功耗的边缘设备计算资源有限，难以和数据泄露风险运行完整安全套件云原生安全应关注容器安全、微服务保护和安全采用边缘安全应采用轻量级加密和安全启动机制，确保设备完整API零信任架构，对每次访问进行严格认证和授权加密技术在性设备间通信需采用安全协议，并实施严格的身份认证云环境中尤为重要，确保数据在传输、处理和存储全过程的边缘与云之间的数据传输应保证端到端加密，防止中间人攻安全击云服务商安全评估边缘设备强化配置••责任边界明确划分设备身份管理与认证••合规与数据主权保障分布式安全监测••工业无线通信安全挑战无线干扰与干扰攻击工业环境中电磁干扰源众多，可能影响无线通信质量恶意攻击者可通过定向干扰设备对特定频段进行干扰，导致通信中断关键控制指令传输应考虑备用通信路径，确保在无线通信受干扰时系统安全无线信号窃听风险无线信号具有广播特性，攻击者可在一定距离内截获通信内容传统工业无线技术如、蓝牙等在设计时安全考虑不足，存在加密强度低、认证机制弱等问ZigBee题应采用强加密算法保护无线数据传输中间人攻击威胁攻击者可通过伪造接入点或网关设备，截获并可能篡改通信数据工业无线网络应实施双向认证，确保设备与网关相互验证身份数字证书和公钥基础设施可PKI用于增强身份认证强度资源受限带来的安全挑战无线传感器网络中的节点通常电池供电，计算和存储资源有限，难以支持复杂的加密算法和安全协议轻量级加密技术和优化的安全协议成为解决方案，在保证安全性的同时降低资源消耗工业机器人安全防护控制系统安全工业机器人控制系统是攻击者的首要目标，攻击者可能通过篡改控制指令导致机器人异常行为应采用指令完整性校验和安全认证机制，确保控制指令未被篡改机器人操作系统需进行安全加固，关闭不必要服务，定期更新补丁物理安全措施工业机器人需配备多重物理安全机制，包括紧急停止按钮、安全围栏、光电保护装置等冗余急停系统确保在控制系统被攻击的情况下，仍能通过物理方式停止机器人运动定期测试物理安全装置的有效性，确保危险情况下能立即响应碰撞检测与力控制新一代协作机器人配备力传感器和碰撞检测算法，能感知异常碰撞并立即停止这些机制可作为防御异常操作的最后安全屏障先进的自适应力控制系统可根据工作环境动态调整力度，提高人机协作安全性工业物联网（）安全IIoT设备安全硬件可信与固件完整性保护通信安全端到端加密与协议安全平台安全身份认证与访问控制数据安全数据完整性与隐私保护工业物联网将海量设备连接到网络，极大扩展了攻击面设备安全需从芯片级安全启动、固件加密与签名验证开始，建立设备可信环境通信安全强IIoT调轻量级加密和安全协议，如、安全版本等适合资源受限设备的安全方案DTLS CoAP平台安全关注身份认证、访问控制和异常检测，需建立统一的设备身份管理系统和精细化权限控制数据安全涉及数据完整性校验、敏感数据加密和隐私保护，在保障数据可用性的同时确保安全性工业大数据与安全AI数据采集安全数据存储与访问控制确保数据源可信，防止污染源头数据实实施分级存储策略，敏感数据加密保存施数据完整性校验，确保传输过程中数据基于角色的访问控制，确保只有授权人员未被篡改建立数据来源可追溯机制，验能访问特定数据建立数据访问审计机证数据真实性制，记录所有数据操作AI模型安全AI应用安全防范模型投毒攻击，验证训练数据集安全决策的可解释性和透明度人机协作机AI性保护模型参数和结构不被窃取实施制，关键决策需人工确认建立系统性AI输入验证，防止对抗性样本欺骗模型能监控和异常检测机制典型入侵检测与响应技术网络行为分析设备行为监测工业协议异常检测控制指令审计••流量基线偏差监测固件完整性验证••未知协议识别异常操作检测••会话异常监测资源使用监控••入侵响应自动化威胁情报集成•自动隔离与阻断•事件关联分析•响应流程编排•工业入侵检测系统需特别关注工控协议和设备特性，传统安全产品难以识别、IT Modbus等工业协议异常基于工业控制系统行为建模的异常检测技术能有效发现未知威DNP3胁，不依赖已知特征库响应技术需考虑工业环境的可用性要求，避免错误阻断导致生产中断分级响应策略允许根据威胁级别和影响范围采取不同措施，从监控告警到隔离阻断工业安全态势感知检测率%平均响应时间分钟漏洞管理与补丁更新天73%187工控系统中存在高危漏洞平均漏洞修复时间据统计，超过的工控系统中存在至少一个高危漏洞，主要集中在操作系统、工控软工业环境中漏洞从发现到修复的平均时间远高于系统，主要受生产连续性和兼容性测70%IT件和通信组件试影响63%89%采用分层补丁策略需进行补丁兼容性测试超过半数企业采用分层级补丁管理策略，根据系统重要性和漏洞风险确定更新优先级绝大多数企业在生产环境应用补丁前会在测试环境进行全面兼容性验证，防止补丁引起系统异常应急预案与演练机制预案制定针对不同安全事件类型，如勒索软件攻击、数据泄露、控制系统入侵等制定专项应急预案预案应包括应急组织架构、响应流程、资源准备和恢复策略等内容团队组建建立跨部门应急响应团队，明确各成员职责团队应包括安全、工程师、生产管理和高层决策者代表，确保应急过程中信息沟通顺畅和决策高效ITOT演练执行定期开展桌面推演和实战演练，检验预案可行性和团队协作能力演练场景应尽可能接近真实环境，模拟各种复杂情况，如多点攻击、关键人员缺位等评估改进对演练过程和结果进行全面分析，识别预案和执行中的不足，持续优化应急机制收集参与人员反馈，完善技术手段和流程设计，提高应对真实事件的能力法规合规与检查安全管理制度技术防护措施人员能力建设应急响应机制供应链管理持续改进证明重点行业的安全实践电力行业石化行业电力系统是国家关键基础设施，承担着能源供应的重要使石化行业同时面临安全生产和信息安全双重挑战，事故可能命电力行业采用纵深防御策略，建立区域隔离、设备加导致环境污染和人员伤亡石化企业普遍采用标IEC62443固、通信加密的多层防护体系准建立安全体系电力系统通常采用冗余架构设计，确保在单点故障情危险工艺过程控制系统通常采用物理隔离措施，确保核心控SCADA况下系统仍能正常运行针对变电站自动化系统，应用制系统独立运行工艺参数和配方等核心数据采用加密存IEC标准加强通信安全关键电力设备如继电保护装置实储，并实施严格的访问控制建立全面的安全监测系统，实62351施物理隔离和数字签名验证技术时监控异常操作和工艺波动调度数据与互联网物理隔离安全仪表系统独立管理••SIS关键指令多重验证机制危险操作双人确认机制••区域电力安全联动响应工艺参数异常波动检测••智能制造时代的新型威胁数字孪生安全风险增强现实操作风险远程运维新威胁数字孪生技术将物理系统与虚拟模型深工业技术在远程操作与维护中应全球化大背景下，远程运维成为常态，AR/VR度融合，一旦模型被篡改，可能导致错用日益广泛，但视觉信息伪造可能导致但同时带来更广泛的攻击面远程连接误决策影响物理实体攻击者可能通过错误操作眼镜显示的关键数据如果一旦被劫持，攻击者可获得对设备的直AR劫持传感器数据或篡改模型参数，使系被篡改，可能误导操作人员做出危险决接控制权应建立安全的远程访问架统基于错误模型运行数字孪生应用需策需实施视觉信息的真实性验证和多构，包括专用网关、多因素认证、会话建立数据完整性校验和模型安全验证机源数据交叉校验记录和行为审计等安全措施制智慧园区自动化安全解决方案智慧园区集成了大量自动化系统，包括楼宇自控、安防监控、能源管理和生产控制等，系统间互联互通带来复杂的安全挑战统一防护平台采用一园一策设计理念，根据园区特点定制安全方案，实现跨系统安全策略协同和事件联动集群管理技术使安全团队能集中管理分散在园区各处的安全设备，降低运维复杂度异构系统协同防御建立在统一数据采集和分析基础上，打破不同系统间的安全信息孤岛，提升整体安全防护能力零信任架构应用确保任何设备和用户默认不被信任，需要持续验证身份和权限现网隐患排查典型工具工控漏洞扫描器工业协议分析工具网络拓扑发现工具专为工业环境设计的漏洞扫描深度解析Modbus、DNP

3、自动绘制工业网络拓扑图，发工具，能识别PLC、DCS、OPC等工业协议，识别通信中现未授权设备和异常连接通SCADA等工控设备中的安全漏的异常行为和协议违规这类过分析通信关系，建立设备通洞，同时避免对生产系统造成工具能发现未授权命令、参数信基线，为异常检测提供依干扰与传统IT漏洞扫描不同，超限和异常响应等问题，帮助据这类工具通常采用被动扫工控扫描器采用被动监听模发现隐藏在正常通信中的攻击描技术，通过分析现有流量构式，分析网络流量发现潜在问行为先进工具还具备控制指建网络图，最大限度降低对生题，不向设备发送可能影响生令仿真验证功能，预测指令执产的影响产的主动探测包行后果安全态势感知平台综合性安全监测平台，集成多源数据，提供全网安全态势可视化展示态势感知平台通过大数据分析和机器学习技术，识别复杂攻击行为和潜在威胁，提供风险预警和安全决策支持高级平台还具备自动响应和安全编排能力实时监测与日志管理1数据采集从设备、网络、系统和应用收集安全日志和运行状态数据工业环境中需特别关注操作日志、控制系统会话PLC记录、网络流量数据和物理安全系统日志2数据预处理对原始数据进行过滤、归一化和关联，转换为标准格式考虑工业数据特点，需保留工控协议细节和操作上下文信分析检测息，便于后续分析采用规则匹配、行为分析和机器学习技术发现异常工业异常检测应结合工艺特点，建立设备正常行为模型，识别告警响应偏离正常模式的操作生成安全告警并触发自动或人工响应工业环境告警需考虑生产影响，根据风险等级和业务重要性确定响应策略，存储归档避免误判导致生产中断安全存储日志数据，满足合规要求和事后分析需求根据法规和内部政策设定保存期限，实施访问控制和完整性保护措施安全成熟度评估持续优化等级5安全自适应与主动防御量化管理等级4安全绩效度量与优化已定义等级33标准流程与组织协同可重复等级2基本管理与项目控制初始等级1应急响应与临时措施工业自动化安全成熟度评估借鉴（能力成熟度模型集成）理论，将组织安全能力分为五个等级成熟度评估通常从安全管理、技术防护、人员能力、供应链安全和应急CMMI响应等维度进行综合考量分层分级分析方法将评估指标细化为可量化的具体项目，通过现场检查、文档审核和人员访谈等方式收集证据评估结果用于识别安全短板，指导安全建设方向，并提供不同成熟度阶段的改进路径大多数工业企业处于等级之间，仅少数领先企业达到等级2-34等保与工业系统

2.0保护对象等级定义主要保护要求工控系统按照破坏后果级别分为身份鉴别、访问控制、安1-5级全审计工业互联网按影响范围和严重程度分安全通信、数据完整性、级入侵防范工业大数据按数据敏感性和影响程度数据保密性、完整性、可分级用性工业云平台按服务对象和影响程度分虚拟化安全、资源隔离、级租户保护等级保护在工业系统应用中特别强调了物理安全、网络安全和数据安全的协同防护工业

2.0控制系统至少应达到二级保护，关键行业核心系统需达到三级以上等保评测过程包括自查、整改、现场测评和报备等环节，需由授权的测评机构执行常见问题包括安全管理制度不完善、网络边界控制不足、数据保护措施缺失等工业企业应根据等保要求，建立覆盖技术和管理的综合安全体系，并与业务发展同步规划和实施安全投资与效果评估新兴技术对安全融合趋势AI+安全自适应防护5G与工业安全协同人工智能技术正在深度融入工业安全防护，从被动响应转向技术为工业自动化带来超高带宽、低延迟和大规模连接能5G主动预测防御驱动的安全系统能基于海量历史数据构建力，同时也引入新的安全挑战和机遇网络切片技术可为AI5G正常行为模型，实时检测偏离模式的异常活动，并预测可能不同安全等级的工业应用提供隔离环境，如关键控制系统独的攻击路径占一个切片自适应防护系统根据威胁等级和环境变化动态调整防御策边缘计算与结合，将安全防护前移到数据源头，减少数据5G略，实现免疫系统式的安全防护系统能通过持续学习传输风险专网部署为工业企业提供了独立可控的通信环AI5G不断提高检测准确率，降低误报率，减轻安全人员负担境，增强安全管控能力深度学习异常检测准确率超过网络切片隔离减少跨域攻击风险•95%•95%自动威胁响应平均节省处理时间边缘安全处理降低数据暴露面•60%•60%辅助决策减少人工分析工作终端身份认证可靠性提升•AI80%•75%工业自动化安全生态圈国际主流安全企业全球工业安全市场由施耐德、西门子、ABB等工业巨头和Claroty、Nozomi Networks等专业安全公司主导这些企业通常拥有深厚的工控系统理解和先进的安全检测技术，产品覆盖资产发现、异常检测、风险评估等多个方面国际厂商与本地合作伙伴形成技术+服务模式，应对不同行业需求中国安全企业布局中国工控安全市场近年发展迅速，涌现出启明星辰、安恒信息、绿盟科技等一批具有自主创新能力的企业国内厂商通常具有更好的本地化能力和服务响应速度，能根据中国特定行业需求定制解决方案随着产业政策支持，国产工控安全产品正逐步替代进口，特别是在关键基础设施领域开源与商用平台开源工具如OpenPLC、Wireshark ICS插件等为企业提供了低成本的安全实践起点这些工具功能虽不全面，但在特定场景下效果显著，且具有良好的定制性商用平台则提供更全面的解决方案和专业支持服务，适合大型企业和关键基础设施企业常采用开源+商用混合策略，根据不同需求选择适当工具行业最新安全事件盘点Colonial管道勒索事件2021美国最大燃油管道运营商遭遇勒索软件攻击，被迫关闭全长英里的管道系统近5,500一周，导致美国东南部地区燃油短缺和价格飙升攻击者通过一个未使用的账VPN户入侵，最终公司支付了约万美元赎金这一事件凸显了传统基础设施网络安全440防护的脆弱性，促使美国加强关键基础设施网络安全监管水处理厂远程入侵2021佛罗里达州一家水处理厂遭遇远程入侵，攻击者尝试将水中的氢氧化钠（烧碱）含量提高到危险水平幸运的是，一名操作员及时发现并阻止了这一操作调查显示，攻击者通过一个过期的远程访问软件获取了系统控制权这TeamViewer一事件引发了对公用事业远程访问安全的广泛关注芯片制造企业勒索攻击2024台湾一家大型半导体设备供应商遭受勒索软件攻击，部分生产线被迫停产48小时，导致数千万美元损失攻击者通过钓鱼邮件植入初始访问点，随后在网络中横向移动并加密关键服务器事故后企业全面升级了网络分段策略和终端防护系统，防止类似事件再次发生未来发展趋势展望芯片级安全自主安全系统硬件可信根与安全启动2驱动的安全自动化与自愈AI零信任架构持续验证与最小权限区块链溯源融合安全运营数据与设备可信验证4物理安全协同IT/OT/工业自动化安全正从被动防御向主动预测演进，智能安全自愈系统将成为主流这类系统能自动发现异常、分析威胁、实施响应，并从经验中学习改进，极大减轻人工负担端到端可信链路建设将成为安全体系的基础，从芯片级安全启动、固件完整性校验、通信加密认证到应用层访问控制，形成完整的信任链零信任架构将替代传统边界防御模型，任何设备和用户默认不被信任，需要持续验证身份和权限多维安全融合将成为趋势，安全、ITOT安全和物理安全将高度协同，形成统一的安全运营体系常见问题答疑如何平衡安全性与生产连续性？这是工业环境最常见的挑战建议采用分层分区策略，根据系统重要性和安全需求实施差异化防护关键是在安全设计阶段就考虑生产影响，采用旁路监测、非侵入式扫描等对生产友好的安全技术安全更新应在测试环境充分验证后再应用到生产，必要时采用滚动更新策略减少影响遗留系统如何防护？对于无法升级的老旧系统，应采用包装盒策略，即在其外围构建防护层可使用网络隔离设备限制与遗留系统的通信，仅允许必要的受控访问数据传输通过安全网关进行过滤和检查，防止不安全指令传入同时加强物理访问控制和日志审计，建立异常行为检测机制弥补系统自身安全机制的不足安全投资优先级如何确定？应基于风险评估结果确定投资优先级首先解决可能导致重大事故的高风险漏洞，如网络隔离不足、关键系统无访问控制等基础问题其次关注检测与响应能力建设，确保能及时发现和处置安全事件在安全基础较好的情况下，再考虑高级威胁防护和安全自动化不同行业的优先级可能有所不同，应结合行业特点和监管要求制定计划如何应对人员安全意识不足？人员因素是工业安全的最大挑战之一建立分层培训体系，针对不同角色设计专项内容，从高管到操作工都应纳入培训范围采用情景模拟和实战演练提高实际应对能力，定期开展钓鱼邮件测试等评估活动建立激励机制鼓励安全行为，同时实施技术强制措施，如强密码策略、双因素认证等，减少对人为判断的依赖参考资料与延伸阅读标准规范系列标准是工业自动化和控制系统安全的权威指南，特别推荐研读《系统安全要求和安全IEC62443IEC62443-3-3级别》部分《工业控制系统安全指南》提供了实用的安全实施建议中国国家标准《信息安全NIST SP800-82GB/T36323技术工业控制系统安全管理基本要求》是国内企业必读资料行业报告推荐关注、等机构发布的工业安全年度威胁报告，了解最新攻击趋势和防护方法工信部信息中心Dragos Mandiant定期发布的《工业信息安全发展报告》提供了国内工控安全状况的权威分析学术期刊方面，《IEEE Transactionson》经常发表工业安全最新研究成果，值得关注Industrial Informatics结束与讨论5核心安全领域网络隔离、身份认证、行为监测、安全管理和应急响应3安全原则纵深防御、最小权限、零信任架构2优先关注项可用性保障和风险管理机制1最终目标安全与业务协同发展工业自动化安全是一个持续进化的领域，需要技术与管理的紧密结合随着智能制造的深入推进，安全防护将从被动应对向主动预测转变，成为企业数字化转型的重要支撑我们鼓励在场各位根据自身行业特点和系统状况，制定符合实际需求的安全规划。