鲍金鹏 梁光明 刘伟

摘 要： 面对日趋严峻的工业控制系统安全威胁，通常采取主动隔离和被动检测的安全解决方案，然而这些方案仅能作为解决工业控制系统边界安全的一种手段，对于解决系统内部网络以及有效通信等问题作用不是太大，侵入者依旧可以利用各种手段侵入到内部网络进行链路数据破坏。该文从应用层数据安全需求出发，提出一种基于加密网关的工业控制系统通信数据加密防护方法，采用RC4加密算法有效保护上位机与PLC的通信数据安全。实践表明，该方案可靠、稳定、安全，能满足以太网环境下数据加密传输的需要。

关键词： 工业控制系统； 链路数据； 安全防护； 加密

中图分类号： TN915?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）08?0014?04

Safety protection method of data in application layer for industrial control system

BAO Jinpeng， LIANG Guangming， LIU Wei

（College of Electronic Sciences and Engineering， National University of Defense Technology， Changsha 410073， China）

Abstract： Faced with increasingly severe security threats to industrial control system， the security solutions of the active isolation and passive detection are usually taken. However， these solutions can be only used as a means to deal with the border security of industrial control systems， but cannot solve the issues in internal networks of the system and effective communication entirely， and the intruders can still take advantage of a variety of means to intrude into the internal network to conduct link data destruction. Considering the security requirement of data in the application layer， a communication data encryption protection method based on encryption gateway is proposed for the industrial control systems， in which RC4 encryption algorithm is adopted to effectively protect the communication data between upper computer and PLC.

Keywords： industrial control system； link data； safety protection； encryption

0 引 言

工业控制系统（Industrial Control System，ICS）它已广泛用于国防军工、交通运输、科学研究、石油炼化、核能电力、污水处理等领域，用于控制生产设备的运行，系统在工业以太网技术大量应用下引发的病毒和木马攻击事件频发，直接影响公共基础设施的安全[1]。2010 年，网络超级武器“Stuxnet ”病毒通过针对性的入侵工业控制系统，使伊朗布什尔核电站核反应堆几近瘫痪；2011年，黑客通过侵入美国伊利诺伊州斯普林菲尔德市（Springfield）的公共供水SCADA系统网络，通过连续开关水泵阀门，导致水泵损坏，影响整个区域正常供水。

随着ICS安全形势的日趋严峻，国内外安全机构和公司对工业控制系统提出了一系列安全解决方案，广泛采用包括工业防火墙、IDS（入侵检测系统）、IPS（入侵保护系统）、VPN（虚拟专用网络）和网闸等防护设备。……