編者語：伴隨著自動化控製係統與基於Internet網絡的IT商業係統之間的連通性越來越多


，最棘手的便是SCADA係統的安全問題。特別明顯的缺點是SCADA係統的最初工程設計並未預想到與Internet網絡的連接，為什麼呢

？SCADA係統是從私人的產品發展而來的，它應用開放式的

、基於Internet網(wang)絡(luo)的(de)技(ji)術(shu)，具(ju)有(you)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)的(de)操(cao)作(zuo)性(xing)能(neng)和(he)安(an)全(quan)缺(que)陷(xian)。為(wei)了(le)達(da)到(dao)因(yin)經(jing)營(ying)規(gui)模(mo)擴(kuo)大(da)而(er)得(de)到(dao)的(de)經(jing)濟(ji)節(jie)約(yue)，對(dui)於(yu)多(duo)種(zhong)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)，現(xian)在(zai)銷(xiao)售(shou)商(shang)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)同(tong)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)元(yuan)件(jian)產(chan)品(pin)。

　　雖然廣泛應用的Internetwangluojishuyijingdailailexiaolvheshengchanlifazhandexinjihui，dantatongshiyedailailehendadefengxian，biruwangluoxitongyishougongji。duikongzhigongchengshiheguanlirenyuanlaishuo，zaimanzuputongshangyexuqiudetongshi，ruhegelihebaohujiankongheshujucaiji(SCADA)係統免受Internet的攻擊，這是一個關鍵的問題。在工業中利用的控製係統包括SCADA係統、分布式控製係統(DCS)、可編程邏輯控製器(PLC)，這些我們都稱為SCADA係統。

　　伴隨著自動化控製係統與基於Internet網絡的IT商業係統之間的連通性越來越多，最棘手的便是SCADA係統的安全問題。特別明顯的缺點是SCADA係統的最初工程設計並未預想到與Internet網絡的連接，為什麼呢？SCADA係統是從私人的產品發展而來的，它應用開放式的、基於Internet網(wang)絡(luo)的(de)技(ji)術(shu)，具(ju)有(you)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)的(de)操(cao)作(zuo)性(xing)能(neng)和(he)安(an)全(quan)缺(que)陷(xian)。為(wei)了(le)達(da)到(dao)因(yin)經(jing)營(ying)規(gui)模(mo)擴(kuo)大(da)而(er)得(de)到(dao)的(de)經(jing)濟(ji)節(jie)約(yue)，對(dui)於(yu)多(duo)種(zhong)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)
，現(xian)在(zai)銷(xiao)售(shou)商(shang)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)同(tong)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)元(yuan)件(jian)產(chan)品(pin)。

　　威脅的存在

　　在許多行業中，已經發生了對SCADA係統的攻擊，比如在油/氣
、電力、水、造紙和製造業的控製係統都遭受過影響。這些行業中

，多數

　　要求具有保密性。但是一些已經被泄露
，其中包括：

　　(1)、在亞洲損失了1000MW的水電；

　　(2)、在澳洲的一個汙水處理廠，因為排出閥的數據被計算機黑客隨意刪改，導致釋放了數百萬公升的汙水
；

　　(3)、計算機網絡蠕蟲病毒Slammer和Blaster攻擊了許多電力和供水設備的控製係統，包括美國俄亥俄州的Davis-Besse核動力設備，以及其它的工業製造業的控製係統。

　　安全攻擊是存在的
，威脅也是存在的，現在是回顧SCADA安全要素的時侯了。

　　為了使SCADA係(xi)統(tong)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)，它(ta)必(bi)須(xu)和(he)外(wai)界(jie)的(de)消(xiao)極(ji)影(ying)響(xiang)相(xiang)隔(ge)離(li)。這(zhe)些(xie)消(xiao)極(ji)影(ying)響(xiang)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)從(cong)一(yi)個(ge)工(gong)程(cheng)師(shi)需(xu)要(yao)的(de)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)到(dao)由(you)電(dian)腦(nao)黑(hei)客(ke)的(de)蠕(ru)蟲(chong)病(bing)毒(du)產(chan)生(sheng)的(de)大(da)規(gui)模(mo)的(de)電(dian)子(zi)郵(you)件(jian)傳(chuan)輸(shu)。

　　為了實現這個隔離

，所有和SCADA原函數關聯的機器必須依靠一個公共的網絡—工廠控製網絡(PCN)，應用一個內部的防火牆把它和其它的網絡保護起來。

　　jianlifanghuoqiangshiweileguanlifanghuoqiangneibujiqihefanghuoqiangwaibujiqidelianjie。keyibianxiefanghuoqiangdeguizeyunxurenhewangluotongxin，huoshiduizhidingdeshebeiheyingyongxianzhiwangluotongxin。

　　需要向SCADA係統發送數據的係統類型將根據應用而變化。實驗室信息係統(LIS)就是一個很好的例子

，在現代的精煉廠操作中，它和精煉廠的SCADA係統周期性的交換有關產品質量和產量的數據。在假定情況下，我們把稱得上網絡的LIS看作工廠信息網絡(PIN)。

　　為了和SCADA係統軟件代理商發生數據轉換，需要與LIS軟件通信或建立一個連接。新的防火牆規則應明確識別LIS係統，因此僅僅它能應用這個規則。

　　許多公司發現在數據進入SCADA控製係統進行計算之前
，允許人員外在的檢查與確認是最優方法。為了完成他們的職責
，幾乎每個雇員都需有權使用企業電子郵件和Internet網wang絡luo。進jin行xing兩liang個ge網wang絡luo連lian接jie時shi不bu慎shen將jiang病bing毒du或huo者zhe計ji算suan機ji網wang絡luo蠕ru蟲chong引yin入ru到dao控kong製zhi網wang絡luo，便bian會hui出chu現xian很hen多duo的de問wen題ti。防fang火huo牆qiang規gui則ze必bi須xu是shi來lai自zi控kong製zhi網wang絡luo類lei型xing的de訪fang問wen，也ye將jiang開kai放fang控kong製zhi網wang絡luo

，使shi其qi充chong滿man由you病bing毒du和he計ji算suan機ji網wang絡luo蠕ru蟲chong產chan生sheng的de大da量liang的de有you害hai數shu據ju，即ji便bian控kong製zhi網wang絡luo上shang的de計ji算suan機ji沒mei被bei感gan染ran病bing毒du。應ying避bi免mian類lei似si事shi件jian的de發fa生sheng。

　　為了給操作員提供企業電子郵件和Internet網絡功能但又不危及PCN網絡的安全
，和PIN網絡分開的連接應該對所有地點工作的操作員都是適用的。僅僅連接到PIN網絡的工作站能提供操作員訪問電子郵件和Internet網絡功能
，分離PCN網絡，以便其免受來自Internet的危險。

　　保持暢通

　　對dui遠yuan程cheng設she備bei的de軟ruan件jian上shang載zai和he係xi統tong診zhen斷duan，大da多duo數shu銷xiao售shou商shang更geng喜xi歡huan應ying用yong調tiao製zhi解jie調tiao器qi進jin行xing訪fang問wen。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia
，在zai要yao求qiu服fu務wu之zhi前qian，與yu調tiao製zhi解jie調tiao器qi連lian接jie的de電dian話hua線xian應ying該gai是shi暢chang通tong的de，銷xiao售shou商shang一yi旦dan結jie束shu連lian接jie
，線xian路lu也ye應ying該gai是shi暢chang通tong的de。當dang銷xiao售shou商shang需xu要yao進jin行xing診zhen斷duan時shi，就jiu適shi當dang的de安an全quan策ce略lve和he安an全quan實shi施shi而er言yan
，如ru果guo公gong司si在zai現xian場chang有you工gong作zuo人ren員yuan

，這zhe可ke能neng是shi一yi個ge可ke以yi接jie受shou的de方fang法fa。

　　對那些並不是現場24/7小時都有雇員的公司
，這可能是一個主要爭論點，可選擇的折中方法包括：回撥功能的調製解調器——可以對一個指定的銷售商電話號碼回撥，口令保護功能的調製解調器，加密功能的調製解調器，以及安全套接層協議虛擬專用網絡(SSL VPN)連接。

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　　通tong常chang，回hui撥bo功gong能neng的de調tiao製zhi解jie調tiao器qi是shi不bu切qie實shi際ji的de，因yin為wei它ta要yao求qiu銷xiao售shou商shang始shi終zhong為wei同tong一yi個ge電dian話hua號hao碼ma提ti供gong服fu務wu。如ru果guo你ni的de電dian話hua線xian能neng夠gou一yi直zhi保bao持chi暢chang通tong
，密mi碼ma保bao護hu的de調tiao製zhi解jie調tiao器qi也ye許xu是shi保bao護hu銷xiao售shou商shang訪fang問wen的de最zui大da成cheng本ben效xiao益yi的de方fang法fa。當dang設she置zhi多duo次ci注zhu冊ce失shi敗bai之zhi後hou(通常選擇3次或者4次)
，密碼保護的調製解調器應該支持帳戶失活

，並能處理複雜的密碼。

　　加jia密mi調tiao製zhi解jie調tiao器qi的de主zhu要yao目mu的de是shi保bao持chi在zai兩liang個ge調tiao製zhi解jie調tiao器qi之zhi間jian的de數shu據ju通tong信xin是shi機ji密mi的de。在zai這zhe樣yang的de情qing況kuang下xia
，這zhe個ge方fang法fa是shi吸xi引yin人ren的de，因yin為wei同tong一yi個ge製zhi造zao商shang必bi須xu使shi用yong調tiao製zhi解jie調tiao器qi建jian立li一yi個ge連lian接jie並bing共gong享xiang同tong一yi個ge密mi碼ma鑰yao匙chi。這zhe就jiu大da大da減jian少shao了le未wei授shou權quan人ren員yuan連lian接jie到dao這zhe個geSCADA係統的機會。

　　深層防禦策略

　　另外一個以策略製勝電腦黑客的方法是在你的網絡DeMilitarized Zone（DMZ）隔離區設置一個SSL VPN網絡應用，建立DMZ隔離區就是通過一個防火牆隔離兩個網絡。SSL VPN網wang絡luo安an全quan技ji術shu應ying用yong的de訪fang問wen規gui則ze能neng夠gou限xian製zhi銷xiao售shou商shang對dui他ta們men負fu責ze的de特te定ding設she備bei的de訪fang問wen。雖sui然ran這zhe種zhong方fang法fa的de成cheng本ben比bi較jiao高gao，但dan是shi增zeng加jia了le安an全quan係xi數shu
，因yin為wei你ni可ke以yi通tong過guo單dan一yi的de網wang關guan切qie斷duan調tiao製zhi解jie調tiao器qi，並bing對dui所suo有you的de銷xiao售shou商shang進jin行xing中zhong央yang管guan理li控kong製zhi。對dui那na些xie在zai控kong製zhi網wang絡luo上shang從cong來lai都dou不bu允yun許xu銷xiao售shou商shang訪fang問wen的de設she備bei，除chu非fei在zai進jin行xing維wei修xiu服fu務wu時shi明ming確que的de授shou權quan他ta們men，而er且qie在zai他ta們men的de操cao作zuo被bei監jian控kong的de情qing況kuang下xia
，這zhe是shi一yi個ge最zui優you方fang法fa。

　　在不同的網絡上
，SCADA數據被相關的係統需求，比如早期提到的LIS係統。工廠管理人員通常想要一個高層次的控製

　　shichuangguankanfashengleshenme

，youshitiaozhengdailishangyaoqiuyouquanfangwendeshuju，birulaizijiankongxitongfachudeshuju。duimanzuzheyangdeshangyeyaoqiu
，zhegemoxinggongzuozuihao，tahewomenyingyongdecongLIS係統到SCADA係統的數據傳送很相似，隻是這次的傳送是顛倒的。

　　這個模型需要被SCADA係統收集和計算的數據“副本”，這(zhe)個(ge)副(fu)本(ben)是(shi)在(zai)工(gong)廠(chang)和(he)公(gong)司(si)網(wang)絡(luo)較(jiao)低(di)的(de)安(an)全(quan)等(deng)級(ji)建(jian)立(li)的(de)。能(neng)按(an)照(zhao)要(yao)求(qiu)建(jian)立(li)多(duo)個(ge)等(deng)級(ji)或(huo)者(zhe)副(fu)本(ben)。就(jiu)副(fu)本(ben)來(lai)說(shuo)


，並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)精(jing)確(que)的(de)複(fu)製(zhi)，但(dan)是(shi)以(yi)SCADA數據庫為基礎的有相關數據的數據庫：5分鍾的平均或者每小時的平均，而不是一個變量的每次時間標記情況。

　　為wei了le保bao持chi控kong製zhi網wang絡luo的de安an全quan性xing，數shu據ju應ying該gai增zeng加jia從cong控kong製zhi網wang絡luo到dao下xia一yi個ge較jiao低di層ceng的de安an全quan性xing
，這zhe個ge較jiao低di層ceng常chang常chang是shi工gong廠chang網wang絡luo。如ru果guo另ling外wai的de層ceng需xu要yao安an全quan性xing，比bi如ru合he作zuo夥huo伴ban或huo者zhe管guan理li機ji構gou需xu要yao的de數shu據ju，那na麼me應ying該gai增zeng加jia從cong工gong廠chang網wang絡luo到dao下xia一yi個ge較jiao低di層ceng的de數shu據ju安an全quan性xing。

　　從曆史數據上說



，應用專利代碼已經實現這個模型，但幸運的是，圍繞這個概念
，銷售商已經開發出了商業上可利用的產品，比如Wonderware和OSI PI數據庫。

　　盡可能避免遠程訪問

　　應該避免操作員的遠程訪問。一旦建立了遠程訪問(除了銷售商推薦的訪問)
，要保證PCN免受電腦黑客、病毒、計算機網絡蠕蟲和其它的惡毒代碼的攻擊是很困難的。

　　如果必須應用遠程訪問，那麼首先可供選擇的數據測定方法是從操作員的遠程位置到PCNwangluozhuangsheyigezhuanyongxian。tangruoshiyongyigejisuanjizhuanmenjinxingkongzhigongnengyeshifeichanghelide。ruguocaozuoyuanshiyongtamengerendejiayongdiannao，namezaimouxiefangmianjiangshoudaoganranhuozheweijianquandekenengxingyehuizengjia，erqiekenengweijikongzhiwangluodeanquan。

　　如果SCADA的控製功能是激活的網絡瀏覽器，那麼在DMZ隔離區設置一個SSL VPN網絡應用是一個切實可行的方法，它可以對操作員和PCN網絡之間的連接進行加密。為了增加安全性的附加測試，操作員需要高速Internet網絡訪問，也需要對附加的網絡訪問采取措施，比如時常的到期、多次的不成功的登錄上網之後禁止複雜的密碼。這種解決方案的附加值是：除非你允許操作員上載文件到SCADA係統
，你已經在操作員的遠程計算機上保護SCADA係統不受惡意代碼或者病毒的攻擊。

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　　如果上述兩個可選擇的方法都是不可行的，那麼第三個方法是建立普通的眾所周知的3EDS(數據加密標準)或者AES(高級加密標準)的IPSec(IP保護協議) VPN網絡。IPSec是訪問Internet網絡進行封裝通信的相對新的方法，3DES和AES是進行加密信息包公認的加密算法。那些建立的隧道幾乎能保證不讓電腦黑客侵入。

　　比如選擇SSL VPN網絡遠程訪問技術
，這個方法要求在DMZ隔離區有一些昂貴的硬件。和SSL VPN網絡遠程訪問不同

，通過遠程計算機，IPSec VPN網絡遠程訪問可能使控製網絡受到惡毒代碼或者未授權訪問的攻擊
，除非在操作員應用的計算機上保持嚴格的控製。

　　當操作員的實際位置不在一個安全的控製室時

，對於操作員的鑒定，需要三個要素。前兩個要素是用戶ID和密碼(操作員知道這個密碼)。第三個要素是確認包括USB接口激活標記
、智能卡
、或者有生命特征的ID比如他的聲音或拇指的指紋。

　　無線通訊

　　雖然在精煉廠或化工廠的SCADAcaozuoyuanshezhikenengbuxuyaopeizhiwuxiantongxunxitong，danduiyumouxieyingyong，birushengchanxianchangweizhihuoyuanchengdeguandaobengzhan
，wuxiantongxunjihushibixude。zaiyixieqingkuangzhong
，birucongdiliweizhishangfenbushidechuanganqidaoSCADA係統，幾乎沒有其它成本效益的方法來反饋數據點。

　　在他們現成的產品中，配置簡單容易。無線站點(WAPs—登陸PCN網絡的無線站點)是一個安全的噩夢。他們能接收來自任何方向的信號，如果使用天

　　線來加強信號強度
，客戶端能在很遠的地方接收。任何一個有膝上型電腦或PDA
，以及便宜的傳送器和天線的人就能夠有權訪問你的控製係統。

　　有幾種方法可以使WAPs安全可靠。最不安全的方法是有線對等保密(WEP)。說它缺少安全是因為它在無線客戶端傳感器間的加密通信是薄弱的
，而且在數小時內就能被破壞。

　　在保護你的無線訪問時，動態WEP能做得更好。當一個隨機的字節傳送之後
，動態WEP能改變WEP的加密鑰匙，因此使那些試圖破壞WEP的企圖更困難。事實上
，在一個無線SCADA係統環境中應用動態WEP應該是必須的。

　　一個更安全的方法是應用動態WEP加密
，在所有的無線傳輸上，它將強製所有來自WAPs的通信都通過一個IPsec 3DES加密驅動程序。但是，這可能是昂貴的，而且對於這個方案通常是不需要的。

　　第二步應該采取的措施是應用一個WAP
，讓你指定允許和它通信的機器地址(MACs)。結合動態WEP，對於這種類型的環境

，對指定的MAC地址訪問進行限時常常是足夠安全的。

　　通過合並以上的措施
，如果可能，對那些未獲得授權而通過WAP訪問你的PCN網絡，使用一個行之有效的方法是困難的
，但是我們沒

　　有涉及到電力的幹擾，它可能妨礙傳感器數據的有效性。不管是來自惡毒源碼還是自然發生現象的幹擾，這仍然幹擾從傳感器到SCADA係統的信號，危及控製的安全。為了彌補這個問題，係統說明符應該考慮配置定向的天線、微波或其它的技術來增強來自傳感器信號的強度，以保證WAP僅僅接收來自傳感器的信號。

　　安全的策略、標準、指導方針

　　標準是指定的操作或程序
，都應該遵循確保網絡安全的策略。例如，比較安全的策略標準可能是 ：PCN網絡的所有用戶的IDs必須通過“XYZ”過程的核準。另一方麵

，指導方針是專用的操作或程序，都應該遵循確保安全的策略。比如，操作員可能設立這樣的指導方針：對於SCADA係統
，用戶的IDs對操作員來說應該從操作程序(OP)開始，對控製工程師來說，應該從芯片啟動(CE)開始。

　　對於應該開發的安全策略
、標準和指導方針的取樣種類應包括鑒定、訪問控製、訪問控製管理、網絡、無線、遠程訪問、應用
、係統
、加密等。（作者：Jay Abshier and Joe Weiss ）