網(wǎng)絡(luò)空間并不太平，網(wǎng)絡(luò)安全工作任重道遠(yuǎn)。我們要堅(jiān)定信心、下定決心、保持恒心、找準(zhǔn)重心，堅(jiān)決防止形式主義，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和危機(jī)意識(shí)，樹立底線思維，做實(shí)各項(xiàng)防護(hù)措施，要以技術(shù)對(duì)技術(shù)，以技術(shù)管技術(shù)，做到魔高一尺、道高一丈“，努力使關(guān)基保護(hù)工作再上新臺(tái)階！——靖小偉

　　當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)空間斗爭(zhēng)形勢(shì)嚴(yán)峻，圍繞網(wǎng)絡(luò)空間主導(dǎo)權(quán)和控制權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)加劇，國家間的網(wǎng)絡(luò)安全博弈日趨激烈，國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施（以下簡(jiǎn)稱關(guān)基）已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)空間戰(zhàn)略要地。2021年5月7日，美國最大的燃油管道商科洛尼爾管道運(yùn)輸公司遭到勒索軟件攻擊，被迫關(guān)閉8000多公里輸油管道，全美油氣管道業(yè)務(wù)受到嚴(yán)重影響。伴隨新一代信息通信技術(shù)在更廣范圍、更深層次、更高水平與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合，關(guān)基網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)也不斷滲透、擴(kuò)散、放大，亟需在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、5G、下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）等領(lǐng)域加大安全研究和應(yīng)用力度。研究關(guān)基面臨的合規(guī)性要求、現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)和問題，開展體系化防護(hù)頂層設(shè)計(jì)具有重要意義。

　　關(guān)基安全保護(hù)條例主要內(nèi)容

　　2021年4月，國務(wù)院第133次常務(wù)會(huì)議通過《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例》，自2021年9月1日起施行。條例共六章五十一條。總則部分規(guī)定了依據(jù)、概念內(nèi)涵外延、職責(zé)、保護(hù)原則、保護(hù)內(nèi)容等。第二章”關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施認(rèn)定“明確了保護(hù)工作部門、認(rèn)定程序、考慮因素。第三章”運(yùn)營者責(zé)任義務(wù)“規(guī)定了三同步原則、運(yùn)營者負(fù)總責(zé)、設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu)、安全管理機(jī)構(gòu)八項(xiàng)職責(zé)、安全檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、事件報(bào)告、產(chǎn)品和服務(wù)采購等內(nèi)容；第四章”保障和促進(jìn)“規(guī)定了保護(hù)工作部門安全規(guī)劃、國家網(wǎng)信部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、保護(hù)工作監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急管理、檢查檢測(cè)、技術(shù)支持和協(xié)助、信息保護(hù)、批準(zhǔn)和授權(quán)、安全保衛(wèi)、教育、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、機(jī)構(gòu)建設(shè)和管理、軍民融合等工作內(nèi)容。第五章”法律責(zé)任“處罰條件和處罰內(nèi)容。關(guān)基安全保護(hù)條例為關(guān)基體系化防護(hù)頂層設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　關(guān)基防護(hù)的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)

　　傳統(tǒng)的防護(hù)方式難以應(yīng)對(duì)龐大的關(guān)基系統(tǒng)，在攻防體系化對(duì)抗和系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)長期存在的背景下，關(guān)基防護(hù)問題凸現(xiàn)，主要表現(xiàn)在：

　　01 每一個(gè)關(guān)基涉及系統(tǒng)數(shù)量多、范圍廣，業(yè)務(wù)資產(chǎn)類型多，條目繁雜，更新變化快

　　與支撐的功能范圍日益擴(kuò)大對(duì)應(yīng)，資產(chǎn)不清、風(fēng)險(xiǎn)不清，問題漏洞疏于管理的現(xiàn)象突出，缺乏與業(yè)務(wù)相關(guān)的全局視角的安全關(guān)聯(lián)分析能力，極易顧此失彼，造成一點(diǎn)突破，橫向蔓延，核心系統(tǒng)造成重大損失。

　　02 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、系統(tǒng)用戶不固定、數(shù)據(jù)推送范圍不斷擴(kuò)大

　　安全設(shè)計(jì)上普遍缺乏平臺(tái)統(tǒng)一的操作平臺(tái)，管理上容易造成責(zé)任不清，流程不清，隨意性操作，缺乏審計(jì)管控，工作效率低下，出現(xiàn)問題容易造成溯源困難。

　　03 供應(yīng)鏈變化快、系統(tǒng)升級(jí)快、運(yùn)維人員變化快

　　安全管理缺乏統(tǒng)一的科學(xué)設(shè)計(jì)，重視程度不高，投入不足。重建設(shè)輕運(yùn)維，重硬件輕人員的現(xiàn)象普遍存在，制度化、常態(tài)化的管控能力亟需進(jìn)一步提高。

　　04 應(yīng)急處置能力不足

　　安全威脅與事件缺乏快速發(fā)現(xiàn)、預(yù)警、處置的閉環(huán)管理，安全態(tài)勢(shì)精準(zhǔn)研判與預(yù)測(cè)體系不足，動(dòng)態(tài)防御無法做到自動(dòng)化、精準(zhǔn)化、一體化。

　　05 新技術(shù)廣泛應(yīng)用帶來新的挑戰(zhàn)

　　云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)應(yīng)用改變了信息化和業(yè)務(wù)環(huán)境，帶來了新的安全威脅，但很多關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施單位采用的還是傳統(tǒng)的安全防護(hù)手段，缺乏基于數(shù)據(jù)的威脅分析。

　　關(guān)基防護(hù)體系化設(shè)計(jì)的思路與方法

　　根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)施關(guān)基保護(hù)時(shí)，首先需要對(duì)關(guān)基保護(hù)對(duì)象進(jìn)行整合。由于每一個(gè)關(guān)基保護(hù)對(duì)象涉及多個(gè)信息系統(tǒng)，需要將同類型關(guān)基系統(tǒng)進(jìn)行匯聚整合，構(gòu)建出工業(yè)控制、大數(shù)據(jù)、門戶、移動(dòng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、重點(diǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)等關(guān)基體系，每一個(gè)體系構(gòu)建集中的安全防護(hù)平臺(tái)。圖1是網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)示意圖，局域網(wǎng)承載了重點(diǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　圖1  網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)示意圖

　　集中整合后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按照專網(wǎng)設(shè)計(jì)，邏輯上劃分為生產(chǎn)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、中臺(tái)區(qū)和應(yīng)用區(qū)。生產(chǎn)區(qū)從裝置采集的數(shù)據(jù)集中匯總到數(shù)據(jù)區(qū)，集中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)和處理后進(jìn)入數(shù)據(jù)中臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)。

　　以下從十個(gè)方面來說明大型企業(yè)進(jìn)行關(guān)基防護(hù)體系化設(shè)計(jì)的思路與方法。

　　01 基于下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)專網(wǎng)防護(hù)

　　利用IPV6技術(shù)構(gòu)建獨(dú)立的生產(chǎn)專網(wǎng)，對(duì)邊界進(jìn)行集中防護(hù)，明確網(wǎng)絡(luò)邊界。采用過渡技術(shù)使新建的IPv6網(wǎng)絡(luò)與原有的IPv4網(wǎng)絡(luò)能夠互聯(lián)互通，最大限度地利用現(xiàn)有資源和服務(wù)，同時(shí)驗(yàn)證安全方案在IPv6環(huán)境中的有效性并優(yōu)化。利用地址轉(zhuǎn)換技術(shù)（IVI）、過渡技術(shù)（4over6）可以實(shí)現(xiàn)IPv4到IPv6過渡網(wǎng)絡(luò)。圖2是基于IPv6的生產(chǎn)專網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換示例。實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)內(nèi)部支持多個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū)域，并對(duì)部分技術(shù)（DNS64、多前綴）進(jìn)行革新。

　　圖2 基于IPv6的生產(chǎn)專網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換示例

　　02 態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)建設(shè)

　　網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維監(jiān)控是安全不可缺少的組成部分，但是目前管理部門不清楚各生產(chǎn)單位生產(chǎn)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分布、資產(chǎn)情況、漏洞情況等信息，無法協(xié)助各生產(chǎn)單位分析威脅發(fā)展與演變趨勢(shì)，需要建立安全態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)，對(duì)來自各生產(chǎn)單位的監(jiān)測(cè)流量精細(xì)分析，全面感知生產(chǎn)系統(tǒng)安全態(tài)勢(shì)。圖3展示了一種態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)支撐平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)。邏輯上主要包括三個(gè)層面，即：平臺(tái)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。平臺(tái)層以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，支持各類數(shù)據(jù)攝取，提供web技術(shù)框架。數(shù)據(jù)層包括接入的數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)（D）、關(guān)聯(lián)信息數(shù)據(jù)（I）、知識(shí)數(shù)據(jù)（K）和情報(bào)數(shù)據(jù)（I），其中網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)是類型多而數(shù)據(jù)量大的一類。應(yīng)用層以大數(shù)據(jù)安全解析引擎為基礎(chǔ)，以工作流引擎核心，采用插裝方式，運(yùn)行過程開發(fā)新的檢測(cè)方法手段可以及時(shí)插裝到工作流中，提高了系統(tǒng)可擴(kuò)展性。

　　圖3 一種態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)支撐平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)

　　03 安全監(jiān)測(cè)

　　如果生產(chǎn)單位缺乏系統(tǒng)安全監(jiān)控手段，不清楚自己的設(shè)備資產(chǎn)情況，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)非授權(quán)設(shè)備接入、異常流量時(shí)，沒有基本的監(jiān)測(cè)與分析判斷手段，則有效的網(wǎng)絡(luò)安全管理就無從談起。因此，需要在各生產(chǎn)單位建立生產(chǎn)系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，滿足資產(chǎn)管理、設(shè)備監(jiān)控、流量分析、風(fēng)險(xiǎn)分析、應(yīng)急處理等需求。

　　04 仿真驗(yàn)證測(cè)試

　　生產(chǎn)系統(tǒng)中任何安全措施的實(shí)施都有可能影響到生產(chǎn)業(yè)務(wù)，安全設(shè)備部署、安全策略調(diào)整、補(bǔ)丁升級(jí)等都需要在離線環(huán)境下經(jīng)過嚴(yán)格的仿真測(cè)試驗(yàn)證，同時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)安全應(yīng)急演練、人員培訓(xùn)、攻防技術(shù)研究等需要離線仿真環(huán)境，工控新設(shè)備或維修設(shè)備入廠時(shí)，可能存在高危漏洞或攜帶木馬、病毒等風(fēng)險(xiǎn)，需要建立測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境。如：工控系統(tǒng)類型涉及SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、DCS集散控制系統(tǒng)、PSC智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)、DSP數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)、PLC可編程邏輯控制系統(tǒng)，主要風(fēng)險(xiǎn)包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱、黑客攻擊、計(jì)算機(jī)病毒感染、系統(tǒng)漏洞、對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)和設(shè)備缺乏有效安全管理等，工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性要求極高，工控系統(tǒng)信息安全建設(shè)必須以不影響生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行為前提，分離生產(chǎn)及測(cè)試環(huán)境，工控信息安全產(chǎn)品和方案必須在離線工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行充分測(cè)試。因此生產(chǎn)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證測(cè)試具有重要作用。圖4是油氣生產(chǎn)領(lǐng)域仿真驗(yàn)證測(cè)試邏輯設(shè)計(jì)圖。包括設(shè)備層、控制層、監(jiān)控層和管理層。為了有效驗(yàn)證防護(hù)手段的有效性和適應(yīng)性，在仿真環(huán)境的建設(shè)過程中應(yīng)盡量采用真實(shí)的工業(yè)控制設(shè)備和控制軟件。為了盡量使檢測(cè)評(píng)估結(jié)果客觀、充分，同品類的檢測(cè)、評(píng)估工具應(yīng)當(dāng)部署至少兩個(gè)品牌的工具，用做交叉驗(yàn)證。

　　圖4  仿真驗(yàn)證測(cè)試邏輯設(shè)計(jì)示意圖

　　05 邊界安全

　　生產(chǎn)系統(tǒng)與辦公網(wǎng)存在必要的信息交互，為生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供決策信息，現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境往往采用雙網(wǎng)卡或防火墻隔離控制，缺乏整體的安全解決方案，需要解決安全隔離與信息交互之間的矛盾。當(dāng)前，企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部普遍缺乏有效的隔離與監(jiān)測(cè)機(jī)制，因此，需要?jiǎng)澐职踩颍⑵鹁W(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)，梳理網(wǎng)絡(luò)邊界，完善安全技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)不同安全等級(jí)邊界之間的安全隔離。

　　06 白環(huán)境建設(shè)

　　病毒和外部侵入是生產(chǎn)系統(tǒng)的直接威脅，目前大多數(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)不具備防病毒和入侵防護(hù)能力，即使配置殺毒軟件和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，也由于相對(duì)隔離的環(huán)境，沒有升級(jí)條件，長期不升級(jí)病毒庫和特征庫，系統(tǒng)就失去了效用。同時(shí)也由于殺毒軟件存在誤殺可能，會(huì)直接影響生產(chǎn)系統(tǒng)正常生產(chǎn)。需要研究行之有效的防護(hù)策略，從主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備等層面建立白環(huán)境機(jī)制，規(guī)范移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)等使用，避免或降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　07 補(bǔ)丁與策略

　　生產(chǎn)系統(tǒng)高危漏洞較多，補(bǔ)丁更新升級(jí)比較困難，面臨的網(wǎng)絡(luò)安全壓力很大，需要根據(jù)漏洞庫信息，建立補(bǔ)丁與策略管理機(jī)制，對(duì)升級(jí)補(bǔ)丁測(cè)試驗(yàn)證，制定解決方案，同時(shí)通過安全策略調(diào)整和升級(jí)，規(guī)避已知安全風(fēng)險(xiǎn)被利用。

　　08 業(yè)務(wù)模型安全分析

　　任何基于防火墻、網(wǎng)閘、安全網(wǎng)關(guān)等安全設(shè)備的被動(dòng)防御措施，防護(hù)效果有限，都有被繞過的可能。為了最大限度地提高生產(chǎn)系統(tǒng)安全防護(hù)能力，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)威脅，提前預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度建模分析，建立各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全狀態(tài)模型，只有業(yè)務(wù)模型處于安全狀態(tài)，其用戶、操作、運(yùn)維管理等才是合規(guī)的，否則視為非法行為，實(shí)施阻斷動(dòng)作。

　　09 非授權(quán)行為阻斷

　　生產(chǎn)系統(tǒng)中，上位機(jī)操作人員訪問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，需要建立阻斷機(jī)制，防止內(nèi)部高危操作；需要通過設(shè)備接入認(rèn)證與阻斷機(jī)制，保證授權(quán)設(shè)備安全接入，阻斷非法設(shè)備；當(dāng)外部威脅攻擊時(shí)，能夠監(jiān)測(cè)并分析攻擊行為，對(duì)入侵行為進(jìn)行阻斷。

　　10 接入與傳輸安全

　　行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)覆蓋范圍大，無線傳輸方式使用較廣，針對(duì)信息采集和生產(chǎn)控制等環(huán)節(jié)的節(jié)點(diǎn)接入驗(yàn)證、無線傳輸?shù)热狈Π踩珯C(jī)制，存在假冒和信息截取風(fēng)險(xiǎn)。需要建立有效的設(shè)備接入驗(yàn)證、無線通信傳輸與加密機(jī)制。

　　關(guān)基系統(tǒng)的安全防護(hù)除了這十個(gè)方面的頂層設(shè)計(jì)，還需要根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)際情況，注意以下幾個(gè)方面的防護(hù)工作：

　　一是深入分析日常檢查出來的被攻破系統(tǒng)的攻擊路徑選取思路和溯源方法，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心收斂互聯(lián)網(wǎng)暴露面，包括互聯(lián)網(wǎng)敏感信息清理、資產(chǎn)梳理、網(wǎng)絡(luò)邊界梳理、出口清查與應(yīng)用縮減等，提高網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力。

　　二是加強(qiáng)管理通報(bào)和技術(shù)問題通報(bào)，加強(qiáng)防釣魚、防社工和供應(yīng)鏈安全主題教育和網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)戰(zhàn)技能培訓(xùn)，提升全員網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)和基本技能。

　　三是強(qiáng)化溯源分析和調(diào)查取證方法和技術(shù)，增設(shè)專用系統(tǒng)，高度重視外部網(wǎng)絡(luò)安全情報(bào)的獲取、甄別、分析和應(yīng)用，提升攻防對(duì)抗中的態(tài)勢(shì)感知能力。

　　四是落實(shí)系統(tǒng)整改措施和安全加固方案，推廣通用措施和手段正面防護(hù)，包括梳理專網(wǎng)資產(chǎn)、從部署網(wǎng)絡(luò)空間測(cè)繪系統(tǒng)、內(nèi)部橫向攻擊監(jiān)測(cè)、專網(wǎng)安全防護(hù)以及泛終端安全等方面加強(qiáng)專網(wǎng)管控措施，加強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)和防護(hù)、開發(fā)和測(cè)試系統(tǒng)安全、源代碼安全，夯實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全防御基礎(chǔ)。

　　五是針對(duì)專網(wǎng)中重點(diǎn)系統(tǒng)、集權(quán)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，集中力量重點(diǎn)防御，包括提高漏洞發(fā)現(xiàn)和整改修復(fù)能力，加強(qiáng)主機(jī)、終端、數(shù)據(jù)、郵件等方面安全防護(hù)能力，加強(qiáng)專網(wǎng)邊界出口內(nèi)容審計(jì)、加強(qiáng)身份認(rèn)證及域控服務(wù)安全，推動(dòng)防護(hù)加固方案落地執(zhí)行。

　　作者介紹

　　靖小偉，計(jì)算機(jī)系博士學(xué)歷學(xué)位，現(xiàn)任中國石油天然氣集團(tuán)公司數(shù)字和信息化管理部副總經(jīng)理。有近三十年的信息化建設(shè)工作經(jīng)歷，全程參與中國石油信息技術(shù)總體規(guī)劃的編制和實(shí)施，組織編制并實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)安全整體解決方案，組織建設(shè)了全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、能源云計(jì)算平臺(tái)、辦公管理、生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理等信息系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，組織編制了20余個(gè)企業(yè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，起草并發(fā)布了16個(gè)安全基線配置規(guī)范，組織編制了《企業(yè)信息安全管理》、《企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施管理》等信息化管理圖書。

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