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工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)

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智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
目 錄
01
02
03
工控事件攻擊技術(shù)概述
工控系統(tǒng)安全技術(shù)
工控系統(tǒng)防護(hù)體系思考
04 結(jié)束語
信息化和軟件服務(wù)業(yè)司智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
篡改供應(yīng)商網(wǎng)站，在下載軟件升級
包中包含惡意間諜軟件
被攻擊用戶下被載篡改的升級包
惡意間諜代碼自動安裝到OPC客戶端
OPC服務(wù)器回應(yīng)數(shù)據(jù)信息
黑客采集獲取
惡意間諜代碼通過OPC協(xié)議發(fā)出非法數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)
采集指令
1
2
4
將信息加密并傳輸?shù)紺&amp;amp;C
（命令與控制）網(wǎng)站
3
5
7
6
通過社會工程向
工程人員發(fā)送
包含惡意間諜
代碼的釣魚郵件
1
供應(yīng)商官方網(wǎng)站
工控
網(wǎng)絡(luò)
OPC客戶端OPC客戶端
OPC服務(wù)器OPC服務(wù)器
生產(chǎn)線PLC PLC
HAVEX病毒攻擊路徑概述智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
l 有三個廠商的主站被這種方式被攻入，在網(wǎng)站上提供的軟件安裝包中包含了
Havex。這三家公司都是開發(fā)面向工業(yè)的設(shè)備和軟件，這些公司的總部分別位于德
國、瑞士和比利時。
l 其中兩個供應(yīng)商為ICS系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程管理軟件，第三個供應(yīng)商為開發(fā)高精密工業(yè)攝
像機(jī)及相關(guān)軟件。
在被入侵廠商的主站上，向用戶提供包含惡意代碼的升級軟件包
利用系統(tǒng)漏洞，直接將惡意代碼植入包含惡意代碼的釣魚郵件
Havex 傳播途徑智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
? 通過反向Havex程序，我們發(fā)現(xiàn)它會枚舉局域網(wǎng)中的RPC服務(wù)，并尋找可連接的資源
? Havex通過調(diào)用IOPCServerList和IOPCServerList2 DCOM接口來枚舉目標(biāo)機(jī)器上的
OPC服務(wù)
? 隨后Havex可以連接到OPC服務(wù)器，通過調(diào)用IOPCBrowse DCOM接口獲取敏感信息
Havex 深度解析智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
方程式的攻擊目標(biāo)：以工業(yè)控制設(shè)施為主
它所瞄準(zhǔn)的不是
個人用戶，或普
通的商業(yè)用戶，
而是一個國家的
關(guān)鍵設(shè)施、經(jīng)濟(jì)
命脈。
它的目的不是普通
病毒的竊取信息、
經(jīng)濟(jì)詐騙，而是破
壞工業(yè)生產(chǎn)，制造
社會混亂，乃至直
接打擊軍事設(shè)施。
多種證據(jù)顯示，
“方程式”跟美
國國家安全局、
以色列情報(bào)機(jī)
構(gòu)、以及英國軍
方具有密切的聯(lián)
系。
結(jié)論：“方程
式”是一種主要
以工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)
為目標(biāo)的病毒武
器。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
方程式的攻擊目標(biāo)：以美國敵國為主
歐洲、北美、日
本 、澳洲等地區(qū)是世界
上經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，擁
有最多的計(jì)算機(jī)和最高
的互聯(lián)網(wǎng)普及率，從概
率上而言，這些國家感
染病毒的幾率應(yīng)該也是
最高的。但實(shí)際上，他
們的感染率卻是最低
的。
感染“方程式”最
多的國家，除了俄羅斯
和中國以外，伊朗、巴
基斯坦、阿富汗、敘利
亞等國，都是比較落后
的國家，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)
網(wǎng)的使用率都很低。
凡是美國和它的盟
國，感染率都很低，
凡是美國的敵國或美
國蓄意打壓的國家，
病毒感染率都名列前
茅。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
知己知彼：方程式的工具組件
? “ 程式組織” 發(fā)展了極為強(qiáng)大的“ 軍火庫” ， 惡意間諜軟件至少包括
EquationLaser、EquationDrug、DoubleFantasy、TripleFantasy、
Fanny 、Gray Fish等。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
知己知彼：方程式的硬盤感染能力
? “方程式”可以對數(shù)十種常
見品牌的硬盤固件進(jìn)行重新
編程的。包括三星、西數(shù)、
希捷、邁拓、東芝以及日立
等公司。這些受到感染的硬
盤使得攻擊者可以持續(xù)的對
受害者的計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和
數(shù)據(jù)竊取。是首個已知的能
夠直接感染硬盤的惡意軟
件。
? 方程式特別強(qiáng)化了其駐留硬
盤的能力，躲過殺毒軟件、
操作系統(tǒng)重裝、乃至硬盤格
式化。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
知己知彼：方程式的隔絕網(wǎng)絡(luò)感染能力
病1 毒會通過網(wǎng)絡(luò)，感染某臺能夠上網(wǎng)的電腦A。
2
3
4
? 隔離網(wǎng)絡(luò)在工控中應(yīng)用廣泛， “方程式”病毒特別擅長攻擊隔離
網(wǎng)絡(luò)，并在隔離網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間傳送信息。步驟如下：
5
6
7
當(dāng)電腦A插入某個U盤時，這個U盤也會被感染。
當(dāng)被隔離的電腦B需要拷貝文件，插入被感染的U盤時，電腦B被感染。
病毒會從電腦B以及跟它聯(lián)網(wǎng)的其他設(shè)備中收集信息，保存到U盤上。
當(dāng)這個U盤又被拿出去，接到電腦A上時，前面收集到的信息，則會通過網(wǎng)絡(luò)
傳回病毒的服務(wù)器。
服務(wù)器會分析通過U盤收集到的電腦B、以及電腦B所在網(wǎng)絡(luò)的信息，發(fā)出進(jìn)
一步的命令，存儲在U盤之中。
當(dāng)U盤再次插入電腦B，則那些命令將會自動執(zhí)行，執(zhí)行更有針對性的竊取和
破壞行為。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
沙蟲攻擊概述
? 沙蟲攻擊主要源自微軟Windows對PowerPoint文件的處理錯誤，影響幾乎所有
的Windows版本。通過利用該漏洞可以通過OFFICE文檔嵌入惡意程序，造成任意
代碼執(zhí)行，從而讓黑客完全控制被攻擊的電腦。
? 在針對能源企業(yè)的事件中，攻擊者通過沙蟲攻擊入侵了目標(biāo)主機(jī)后使用了GE
Cimplicity HMI軟件的一個安全漏洞進(jìn)一步控制了現(xiàn)場的HMI主機(jī)，植入木馬用
于竊取數(shù)據(jù)或進(jìn)行其他工作。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
沙蟲攻擊概述
? 通過分析惡意的工程文件（poc）的16進(jìn)制數(shù)據(jù)流能夠發(fā)現(xiàn)惡意嵌入的命令，
當(dāng)用戶打開該工程文件時，就會執(zhí)行惡意嵌入的命令，打開如下的工程文
件會在用戶界面彈出一個計(jì)算器。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
? 工業(yè)防火墻功能：
? 支持多種工業(yè)控制協(xié)議
? 支持OPC協(xié)議
? 支持指令集的白名單控制
? 支持閾值的控制
? 日志記錄及使用統(tǒng)計(jì)
? 其它安全機(jī)制
? 下一代智能防火墻功能：
? 工業(yè)協(xié)議智能建模深度解析
? 智能配置訪問控制規(guī)則
? 隱形防攻擊
工控防火墻
下一代智能
工控防火墻智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
? 抓包分析技術(shù)
抓包分析技術(shù)是從微
觀上保證網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)
手段，通過捕獲網(wǎng)絡(luò)中傳
輸?shù)臄?shù)據(jù)包并對數(shù)據(jù)包進(jìn)
行統(tǒng)計(jì)和分析，可以從中
了解協(xié)議的實(shí)現(xiàn)情況、是
否存在網(wǎng)絡(luò)攻擊等，為制
定安全策略及進(jìn)行安全審
計(jì)提供直接的依據(jù)。抓包
分析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)防火
墻、工控審計(jì)系統(tǒng)、工業(yè)
協(xié)議防護(hù)等防護(hù)技術(shù)和策
略的基礎(chǔ)。
工控審計(jì)系統(tǒng)智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
? 工控漏洞掃描技術(shù)
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞挖掘技術(shù)可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞，提前采取
補(bǔ)救措施，從而預(yù)防網(wǎng)絡(luò)安全事故的發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)安全漏洞挖掘技術(shù)通常
包括漏洞掃描和模擬攻擊兩種。
? 漏洞掃描：通過與目標(biāo)主機(jī)TCP/IP端口建立連接并請求某些服務(wù)（如
FTP，HTTP等），記錄目標(biāo)主機(jī)的應(yīng)答，從而收集目標(biāo)系統(tǒng)的安全漏
洞信息。
? 模擬攻擊：通過模擬攻擊的方法，如：IP欺騙、緩沖區(qū)溢出、DOS攻
擊等方法對目標(biāo)系統(tǒng)可能存在的已知安全漏洞進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，從而發(fā)
現(xiàn)系統(tǒng)的安全漏洞所在。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
工控漏洞掃描過程：
? 首先進(jìn)行端口掃描，獲取目標(biāo)工控設(shè)備、工控軟件等指紋信息；
? 通過獲取的指紋信息識別目標(biāo)系統(tǒng)的種類、型號或版本等，將這些相
關(guān)信息與網(wǎng)絡(luò)漏洞掃描系統(tǒng)提供的漏洞庫進(jìn)行匹配，查詢相關(guān)安全漏
洞。
系統(tǒng)漏洞庫
掃描引擎模塊
規(guī)則匹配庫
掃描客戶端模塊
5 漏洞數(shù)據(jù)
2 掃描方法
3 掃描網(wǎng)絡(luò)
4 主機(jī)響應(yīng)
1 掃描命令
6 掃描結(jié)果智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
? 網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)的目標(biāo)是確保隔離有害的攻擊，在可信網(wǎng)絡(luò)之外和保
證可信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息不外泄的前提下，完成網(wǎng)間數(shù)據(jù)的安全交換。
網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)相對于防火墻技術(shù)的優(yōu)勢在于：防火墻的思路是在保
障互聯(lián)互通的前提下，盡可能安全；而網(wǎng)絡(luò)隔離的思路是在必須保證安
全的前提下，盡可能支持?jǐn)?shù)據(jù)交換，如果不安全則斷開。網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)
可以解決以下問題：
Ø 操作系統(tǒng)漏洞
Ø TCP/IP 漏洞
Ø 應(yīng)用協(xié)議漏洞
Ø 鏈路連接漏洞
Ø 安全策略漏洞
Ø 文件帶有病毒/
惡意代碼等。
工控安全隔離網(wǎng)關(guān)智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
? 單向?qū)爰夹g(shù)
單向?qū)爰夹g(shù)的工作原理類似于“二極管”單向?qū)щ姷奶匦裕捎?
硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)使數(shù)據(jù)僅能從外網(wǎng)主機(jī)（非信任端）傳輸至內(nèi)網(wǎng)主機(jī)（信
任端），中間沒有任何形式的反饋信號，所有需要“握手”確認(rèn)的通信
協(xié)議在信息單向?qū)胂到y(tǒng)中都會失去意義。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
? 白名單技術(shù)
運(yùn)用白名單的思想，通過對工控網(wǎng)絡(luò)流量、工作站軟件運(yùn)行狀
態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集并分析流量數(shù)據(jù)及工作站狀
態(tài)，建立工控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)正常工作的安全模型，進(jìn)而構(gòu)筑工業(yè)控制
系統(tǒng)的可靠運(yùn)行環(huán)境。
? 只有可信任的 設(shè)備，才允許接入控制網(wǎng)絡(luò)；
? 只有可信任的 命令，才能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸；
? 只有可信任的 軟件，才能在主機(jī)上執(zhí)行。
工業(yè)控制系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
工控主機(jī)防護(hù)系統(tǒng)
工控防火墻智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
目 錄
01
02
03
工控事件攻擊技術(shù)概述
工控系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)
工控系統(tǒng)防護(hù)體系思考
04 工控系統(tǒng)安全解決方案
05 結(jié)束語
信息化和軟件服務(wù)業(yè)司智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全的現(xiàn)實(shí)
? 我們面臨的尷尬
? 工業(yè)控制設(shè)備是個“黑盒”
Ø 是否存在后門？
Ø 是否存在漏洞？
Ø 是否存在無線發(fā)射裝置？
Ø 是否存在網(wǎng)絡(luò)探測或竊密行為？
? 我們怎么辦？
? 現(xiàn)階段無法徹底解決。
? 充分考慮這個前提。
? 盡可能將風(fēng)險(xiǎn)控制在最小范圍。
? 盡可能將損失降到最低。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
? 網(wǎng)絡(luò)專用：工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)使用專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)立組網(wǎng)，
專網(wǎng)專用。在物理層面上實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)及外部公共信息網(wǎng)的安
全隔離；
? 安全分區(qū)：根據(jù)工業(yè)控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)的重要性、功能等因素可分
為若干個安全區(qū)域，各安全區(qū)采取措施相互隔離；
? 環(huán)境可靠：應(yīng)從工控系統(tǒng)設(shè)備準(zhǔn)入、網(wǎng)絡(luò)通信、主機(jī)程序等方
面構(gòu)建白名單可靠運(yùn)行環(huán)境；
? 縱深防御：建立多層次、多手段的技術(shù)安全防護(hù)體系；
? 綜合審計(jì)：建立多綜合立體審計(jì)體系，包括設(shè)備接入審計(jì)、網(wǎng)
絡(luò)審計(jì)、應(yīng)用審計(jì)及外部維修接入設(shè)備審計(jì)等；
? 動態(tài)監(jiān)控：通過實(shí)時數(shù)據(jù)搜集大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時動態(tài)發(fā)現(xiàn)工業(yè)
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)險(xiǎn)并及時預(yù)警。
信息化和軟件服務(wù)業(yè)司
工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)防護(hù)體系思考智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
? 識別功能組
? 建立安全區(qū)域的第一步是識別所有的功能組，以確定每隔區(qū)域的組成
及其邊界所在。
? 功能組直接參與或負(fù)責(zé)特定的功能。
? 識別功能組時，需要對資產(chǎn)、系統(tǒng)、用戶、協(xié)議和其他元素進(jìn)行評估。
? 嘗試對兩個元素進(jìn)行分離，比如資產(chǎn)中分離出協(xié)議，如果能夠分離且
不影響其主要功能，那么他們就屬于不同功能組。
? 需要考慮的功能組包括：控制回路、監(jiān)控系統(tǒng)、控制流程、控制數(shù)據(jù)
存儲、用戶群體及協(xié)議等。
工業(yè)控制系統(tǒng)安全分區(qū)智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
工業(yè)控制系統(tǒng)安全分區(qū)
? 基于控制過程建立功能組
如果主控制器或主終端單元（MTU）是用來管理多個人機(jī)界面HMI，
由MTU負(fù)責(zé)一個較大的控制過程，那么MTU和這些HMI屬于構(gòu)成另一個功
能組，該設(shè)備MTU代表了另一種功能組的根，而MTU功能的實(shí)現(xiàn)往往需要
Historian和ICCP Server，所以這兩個設(shè)備也被包括此功能組。智能工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全專家
? 隨著越來越多的安全事件的發(fā)生，工業(yè)控制系統(tǒng)面臨著前所未有的安全挑
戰(zhàn)
? 工控安全不是一個單純的技術(shù)問題，而是一個從意識培養(yǎng)開始，
涉及到管理、流程、架構(gòu)、技術(shù)、產(chǎn)品等各方面的系統(tǒng)工程
? 工控安全需要工控系統(tǒng)的管理方、運(yùn)營方、集成商、安全產(chǎn)品提
供商、組件提供商的共同參與，協(xié)同工作
? 全生命周期安全管理及技術(shù)上縱深防御是應(yīng)對工控安全挑戰(zhàn)
的現(xiàn)實(shí)方法
? 工控安全是一個動態(tài)過程，需要在整個工業(yè)控制系統(tǒng)生命周期的各個階段
中持續(xù)實(shí)施，不斷改進(jìn)
信息化和軟件服務(wù)業(yè)司
結(jié)束語

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