石化工控信息网络安全区域识别与防护

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1、石化工控信息网络安全区域识别与防护　　摘要：随着两化深度融合，加上互联网技术和产品的广泛应用，工控系统的信息安全面临严峻考验。以某石化企业的柴油加氢工艺系统为例，从安全区域的识别和分隔、区域边界建立、区域边界防护和区域内部防护等方面，提出深度防御关注的安全区域建立方法，并对安全区域识别和防护过程进行了探讨。　　关键词：石化行业；工业控制系统；安全区域；深度防御；信息安全　　DOIDOI：10.11907/rjdk.161739　　中图分类号：TP309　　文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（

2、2016）009015103　　基金项目基金项目：　　作者简介作者简介：甄涛（1992-），男，河北石家庄人，上海理工大学光电信息与计算机工程学院硕士研究生，研究方向为工控信息安全。　　0引言7　　信息时代，对石油化工等制造业而言，以震网蠕虫为代表的木马、病毒等对工业自动化生产安全带来了极大威胁，工业控制系统安全成为信息化时代企业安全生产的重中之重。最初的工控系统被设计为独立封闭的系统，其安全风险主要来自设备运行不稳定、操作不合理等方面。但是，随着信息化的推进和工业化进程的加速，越来越多的计算机和网络技术

3、应用于工业控制系统，在为工业生产带来极大推动作用的同时也带来了诸如木马、病毒、网络攻击等安全问题。　　1石化行业工控系统面临的信息安全问题　　随着石化行业信息化的不断深入，管理的精细化和智能工厂的实施，都离不开实时的现场信息，因此管与控的结合就成为了必然趋势。DCS控制系统与外界不再隔离，控制网络和信息网络之间广泛采用OPC通信技术；此外，先进过程控制（APC）也需要OPC技术建立通讯。目前，常用的OPC通讯随机使用1024～65535中的任意端口，采用传统IT防火墙进行防护配置时，被迫需要开放大量端口，

4、形成严重的安全漏洞；同时，OPC的访问权限过于宽松，任意网络中的任意计算机都可以运行OPC中的服务；且OPC使用的Windows的DCOM和RPC服务极易受到攻击。普通IT方后勤无法实现工业通讯协议过滤，网络中某个操作站/工程师站感染病毒，会马上传播到其它计算机，造成所有操作站同时故障，严重时可导致操作站失控甚至停车[1]。目前，存在的工控信息安全问题主要有[2]：　　（1）操作系统漏洞。目前，工业计算机操作系统大多采用Windows操作系统，甚至还有XP系统，这些一般不允许安装操作系统的安全补丁和防病毒

5、软件。针对性的网络攻击、病毒感染都会给系统造成严重后果，而且由于漏洞和病毒公布的滞后性，杀毒软件并不能有效地进行防护。此外，不正当的操作，比如，在项目实施和后期维护中使用U盘、笔记本等外设，也会存在一定的安全隐患。7　　（2）隔离失效。大多数石化企业通过OPC的双网卡结构对数据采集网络与控制网之间进行了隔离，使得恶意程序无法直接攻击控制网络。但对于针对Windows系统漏洞的病毒，这种设置就失去了效果，造成病毒在数采网和控制网之间传播。　　（3）信息安全延迟性。若工业网络遭受黑客攻击，维护人员无法采取相应

6、措施，并查询故障点和分析原因。通常情况下，小的信息安全问题直至发展成大的安全事故才会被发现和解决。　　2柴油加氢控制系统安全防护简介　　目前，我国炼油、石化等行业工业控制系统一般分为3部分：控制层、数据采集层和管理信息层，普遍采用DCS（分散控制系统）和PLC（可编程逻辑控制器）等数字化手段，自动化程度高，多以DCS系统为核心、PLC为辅机控制，形成对设备组命令的下达与控制，并对DCS和PLC反馈的数据进行分析以掌握设备组的整体运行状况。　　某石化公司的柴油加氢系统采取安全防护后的拓扑结构如图1所示。　　

7、实时服务器和组态服务器组成管理信息层；监控层包括操作员站、工程师站、OPC应用站和异构系统工作站，控制层包括以DCS为主控制温度显示仪表、液位计、继电器和阀门等仪表，PLC为辅控制报警器。其中，设备层与控制层通过模拟数字通信模块通信。　　其中：①信息层与数据采集层之间添加纵向隔离平台，避免信息层向下采集数据时造成信息泄露；②异构系统应用站采用横向隔离平台，防止其它系统对加氢操作工艺产生不必要的影响；③引入智能防火墙，对工业协议和应用程序进行审计、监控。　　3工业网络中的安全区域　　按照IEC62443定义

8、，“区域”7由逻辑的或物理的资产组成，并且共享通用的信息安全要求。区域是代表需考虑系统分区的实体集合，基于功能、逻辑和物理关系[3]。　　3.1使用操作域识别区域　　安全区域的建立，第一步就是识别所有操作域，以确定每个区域的组成及边界所在。一般在工业网络中建立区域时，要考虑的操作域包括有网络连接控制回路、监控系统、控制流程、控制数据存储、交易通信、远程访问以及用户群体和工业协议组之类。其目的是通过隔离使各操作域受到攻击的风险最