王伟

一、工业控制系统架构与安全威胁

工业控制系统是类似互联网技术的一种通用信息技术，是由计算机设备与工业过程控制部件构成的网络化控制系统，广泛应用于工业部门和基础设施中。抽象的工业控制系统一般具备五层结构；

最底层（0层）为工业过程基础设施，第1层为可编程逻辑控制器/远程控制终端（PLC/RTU），第2层为中心站与PLC远程终端组成的局域网规模的分布式控制系统（DCS），第3层为中心站与RTU远程终端或DCS组成的广域网规模的数据采集与监控系统（ SCADA），第4层则是包括SCADA或DCS在内的企业级信息管理系统。

工业控制系统的安全与因特网安全既有共性之处也有异性之别，共性在于都要防病毒等恶意软件和黑客入侵，异性在于两者体系结构截然不同，一是工业控制系统是高度集中的纵向多层次结构，传输内容与因特网不同，全部是直接控制工业设备的指令信息；二是安全问题，因特网大多集中在信息交互层面，而工业控制系统则大多集中在物理层面。

表1 工业控制系统五层结构

工业控制系统一经应用，就出现各种各样的安全威胁，主要表现为三类：

1、来自自然环境因素和系统本身脆弱性。2003年8月，北美发生大停电事件，起因于俄亥俄州电厂高压电线触及路旁树枝而造成局部跳电，但监控电厂运行状态的软件有设计错误，关键时刻并未报警，致使操作员未能及时发现并处理跳电以至负载失衡扩散，造成邻近电厂接连跳电，导致空前大停电，影响5000万人生活，造成100多亿美元的经济损失。……