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安全微访谈 | 郭志民:以数据可编程为方向,以去中心为思想审视工业物联网安全

点击数:897 发布时间:2020-03-17 15:58

工业控制系统是国家关键基础设施的重要组成部分,其安全关系到国家的战略安全。随着《中国制造2025》和“互联网+”等国家战略的实施,工业控制系统逐步实现人、机、物、环境、信息的智能化感知、互联、协同和处理,使我国工业行业自动化、网络化、智能化水平得到快速发展的同时,也引入了诸多互联网信息安全威胁,工业安全隐患日益严峻。

工业控制系统是国家关键基础设施的重要组成部分,其安全关系到国家的战略安全。随着《中国制造2025》和“互联网+”等国家战略的实施,工业控制系统逐步实现人、机、物、环境、信息的智能化感知、互联、协同和处理,使我国工业行业自动化、网络化、智能化水平得到快速发展的同时,也引入了诸多互联网信息安全威胁,工业安全隐患日益严峻。尤其近年来,作为信息技术与工业深度融合发展的产物,发展工业互联网、推进智能制造,已经成为当前各发达国家重塑工业发展新优势、抢占竞争制高点的战略选择。在此趋势下,工业安全又将迎来哪些全新挑战?本期特邀国网河南电科院设备状态评价中心副主任郭志民带来独到见解。

以数据可编程为方向,以去中心为思想审视工业物联网安全

展望2020年,全球网络安全形势仍然严峻,个人信息与商业数据遭遇大规模泄露与违规利用,针对关键信息基础设施的恶意网络攻击频发,各国在网络空间对抗态势进一步加剧。世界经济论坛《2019年全球风险报告》中指出,网络攻击已成为全球五大风险之一。关键基础设施,无论是发电厂,国家铁路和地方地下系统,还是其他形式的公共交通工具,都越来越受到关注。网络攻击可能会切断医院、家庭、学校和工厂的电力供应。

随着工业物联网的普及,大量的物理机器与网络传感器和软件进行集成,IT和OT之间的界限越来越模糊。越来越多的对象相互连接、通信和交互,网络犯罪分子控制的端点数量激增,使用的攻击方式愈发多样化,自动控制系统越来越容易受到网络攻击,特别是那些涉及国家基础支持设施的工业控制系统的网络攻击。

工业物联网的变革性力量正在塑造一个工业互联自治的新时代,特别是全球“黑天鹅”事件的不断上演,也将推动工业物联网安全进入一个飞速发展阶段,越来越多的资源将投入其中加快变革进程。我认为当下要关注以下几个方向:

分布式认知体系:传统的工业自动化是建立在对工业过程、现场设备和网络进行集中监督管理的基础上的。软件定义技术和广泛互联,正在快速改变这一集中式模型。在时间敏感网络环境中,靠近与现场的各端点将共同协商各自的执行策略。这种具有自主认知模式,解决了人工建立、推进、解除等操作所带来的复杂性和低效性。安全端点、协议和连接,对于在分布式认知体系中确保安全性和可靠性是至关重要的。

边缘终端安全:为了确保一个超连通和分布式自主认知体系的可靠性,充分的安全控制手段应内植在每一个终端。安全必须扩展到从边界到云端的各个部分,这需要在不同工业利益相关方之间进行组织协调。在传统的数字证书或密钥实现的安全标识之外,基于区块链技术在终端安全接入、数据交互及数据防篡改等正应用在边缘安全防护中,并且在构建设备和网络端点的内置安全的过程中发挥作用。

自动化互操作与运维:随着工业互联场景促使基于订阅的业务模型发展完善,现在数据能够跨越多个组织和区域边界进行传输。在这一背景下,安全责任、数据所有权、数据治理和数据管理尤为重要。安全性必须存在于软件、系统、边缘及云端部署方案的架构设计中。这就需要促使物联网各组织相互协作、统一标准、数据共享及减少人为干预,从而进一步推进自动化体系的建设。通过构建统一的数据化、标准化、统一化的互操作框架来支持通信和端到端信息交换的IP网络、IoT消息协议以及标准化语言模型。

前沿技术广泛运用:区块链的分布式决策模型与一个自主认知的生态系统相关。同时区块链还提供了一个可用于防篡改的固定分类账本。作为一种成熟技术,区块链将在工业物联网与计算资源、可扩展性和数据私密性等方面得到长足发展。基于安全监控和异常检测应用的深度学习,作为一个不断发展的领域,也将在技术层面得到大量投入,来开发自动化且具有自适应性的安全解决方案。同时,同态加密将会被用于云计算、边缘计算中来对密文进行困难计算。

可以看到,工业物理网安全方面的研究将进一步推动工业物联网的实现进程。需要跳出传统安全思维来审视工业物联网安全,以数据可编程为方向,以去中心为思想将成为发展的必然。

来源:摘自《自动化博览》2020年2月刊

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