2023年11月29日发(作者：)

面向服务的工业控制系统安全性研究

随着信息化技术的不断发展，工业控制系统（Industrial Control System，简称

ICS）被广泛应用于各个行业。基于工业互联网的新一代ICS，更是具备了更高的

智能化和自动化程度。然而，ICS 的安全问题也凸显了出来，安全漏洞被攻击者利

用，给生产、环保、安全等方面带来较为严重的影响。因此，在ICS的安全保障

问题上，面向服务的控制系统上升为了研究热点。

一、 ICS 安全存在的问题

ICS 是工业生产控制的核心系统，通过监控和控制设备、仪器、传感器等，通

过实时汇报和指令传递的方式，对生产过程进行调控，最终保证了生产效率和生产

质量，降低了生产成本。但从另一角度来看，ICS 也在存在各种安全问题。

1. 数据泄露：ICS 系统中的生产数据极其重要，泄露这些数据可能会导致公司

的商业机密暴露，进一步情况下，盈利能力将会被损害。

2. 恶意信息攻击：ICS 系统也面临恶意信息攻击，包括电脑病毒、木马、网络

钓鱼、网络攻击等。

3. 身份验证失败：ICS 是一个多用户系统，因此需要提供适当的身份验证机制。

如果身份验证系统出现问题，则会面临未经授权的访问，进而可能导致敏感信息泄

露和关键控制的失效。

4. 软件漏洞：ICS 系统必须依赖各种软件工具和应用程序，因此软件漏洞往往

是 ICS 系统中出现安全问题的根源。针对不同的软件漏洞，攻击者可以通过多种

方式获取对系统的控制。

二、 面向服务的工业控制系统安全架构

针对上述问题，近年来研究者们在工业控制系统安全领域积极开展研究和探索，

在此基础上，提出了面向服务的工业控制系统安全架构。

面向服务的工业控制系统安全架构的核心思想是以网络为基础，通过软件定义

的网络安全策略来保障工业系统的安全。该架构由四个关键部分组成：身份认证、

安全授权、供应商接口和设计模式。

1. 身份认证：身份验证是确保工控系统安全的第一个关键步骤，可以通过多种

方式进行，如双因素认证、生物识别等。采用如移动边缘认证等现代身份认证技术，

可以有效提高身份认证的精度。

2. 安全授权：安全授权是指ICS系统可信的实体对系统操作的实时授权。只有

经过身份认证和授权的实体，才能在系统中进行操作。因此，在拓扑图上分布着的

控制元素，如传感器、控制器、交换机等，具有特定的授权角色。

3. 供应商接口：ICS 由各种设备和单元组成，如传感器、通信设备、控制器、

网络等。为了确保整个系统的安全性，应该采用一个标准的标识接口，以便更好地

控制外部设备的接入。

4. 设计模式：面向服务的工业控制系统安全架构也要考虑到此类系统的特殊性。

可以通过从安全角度设计整个系统的数据流、信道路由和网络拓扑结构等，来提高

3. 安全管理人员的知识与培训成为问题：由于面向服务的工业控制系统安全的

系统架构的专业性，需要安全管理人员具备足够的技能和知识来掌控整个安全生命

周期。

结语