马 标 金映言 那幸仪 贾俊铖 唐 文

1(苏州大学计算机科学与技术学院 江苏 苏州 215006) 2(西门子(中国)有限公司 北京 100102)

0 引 言

传统的工业生产环境中,工业控制系统(Industrial Control System,ICS)主要负责协调和控制各种设备按照生产要求执行各种任务。随着信息化的不断发展和普及,德国在2013年提出工业4.0的概念,旨在利用信息化促进产业变革,从而提高工业的竞争力。在2015年,我国国务院提出《中国制造2025》战略部署,全面推进建设制造强国的伟大战略。目前,中德两国已经签署《中德合作行动纲要》,共同推进工业4.0的建设,推动第四次工业革命。

工业4.0带来机遇的同时也面临着挑战。在工业4.0的生产中,ICS在完成工业生产任务的基础上,还需要具有数据分析、远程操控等功能,这些功能都需要将ICS接入互联网才能实现,因此,越来越多的工控系统与互联网融合,走向了信息化。由于传统的工业控制网络的主要功能是完成工业生产,在设计时缺乏安全考虑,在开放的网络环境中容易遭受攻击[1]。从网络安全方面看,传统工控系统在物理隔离环境下,采用私有的通信协议和软硬件设施来保证网络安全,接入互联网后物理隔离被打破,系统的一些固有漏洞容易被攻击者利用,从而进行破坏性攻击[2]。从物理安全方面看[3],攻击者通过网络在工业设备中植入恶意软件可以造成复杂的语义攻击[4],攻击可以直接修改传感器设备的返回值,执行器的执行顺序等影响整个物理空间的生产逻辑,造成重大生产事故。……