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★王軼泰戈特（北京）工程技術有限公司

★陳博北京網(wǎng)御星云信息技術有限公司

關鍵詞：工業(yè)網(wǎng)絡安全；攻防演練；安全靶場管控

1　項目概況

1.1　項目背景

工控系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)、智能制造、交通、水利以及市政等國家關鍵基礎設施領域，涉及到國家安全、經(jīng)濟命脈和人民群眾的生產(chǎn)生活，一旦受到攻擊，可能引發(fā)工廠停產(chǎn)、環(huán)境污染、人員傷亡、社會動蕩等災難性的后果。近年來，工控系統(tǒng)面臨的外部威脅日益增加，面臨的攻擊更加復雜、多樣、隱蔽、系統(tǒng)和持續(xù)，安全事件頻繁發(fā)生。為貫徹落實《中華人民共和國網(wǎng)絡安全法》《國務院關于印發(fā)<中國制造2025>的通知》（國發(fā)〔2015〕28號）《國務院關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導意見》（國發(fā)〔2016〕28號）《國務院關于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》，切實保障制造強國和網(wǎng)絡強國建設，加強工業(yè)控制系統(tǒng)安全保障工作顯得尤其重要。

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場是工控安全測試驗證、攻防演練的重要載體。然而，能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關系國計民生的典型行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)組成架構千差萬別，所面臨的安全風險也有所不同，相應安全防護手段或策略也不同，但不同行業(yè)又有著共性的漏洞、風險、防范場景，甚至部分控制組件也是相同的。因此，有必要建設工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)，實現(xiàn)共性組件、資源的調(diào)度和跨網(wǎng)絡、跨架構的攻防演練。

1.2　項目簡介

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”是工控安全測試驗證、攻防演練的重要載體。其助力客戶成功打造了基于工控系統(tǒng)覆蓋需求分析、設計、研發(fā)、集成、測試、評估、運維、廢止全生命周期的攻防對抗演練靶場（靶場包含基礎引擎、資源管控、組件監(jiān)控、角色應用、核心業(yè)務等核心系統(tǒng)），提供了覆蓋能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關系到國計民生、經(jīng)濟社會運轉的核心重點行業(yè)的攻防演練實戰(zhàn)場景，并支持開展“攻防對抗、漏洞挖掘、風險驗證、應急演練和培訓教育”五大業(yè)務應用。

1.3　項目目標

（1）基于產(chǎn)品實現(xiàn)基于工控系統(tǒng)需求分析、設計、研發(fā)、集成、測試、評估、運維、廢止全生命周期的攻防對抗演練。

（2）基于產(chǎn)品提供覆蓋能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關系到國計民生、經(jīng)濟社會運轉的核心重點行業(yè)的攻防演練場景。

（3）基于產(chǎn)品支持攻防對抗、漏洞挖掘、風險驗證、應急演練和培訓教育五項業(yè)務應用。

2　項目實施

2.1　項目內(nèi)容

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”為純軟件研發(fā)和集成的調(diào)度管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠調(diào)度和管控靶場集成的真實實物工控設備和安全設備，并在虛實結合組網(wǎng)的情況下快速自動化地實現(xiàn)對工控網(wǎng)絡環(huán)境的仿真。該產(chǎn)品具備基礎引擎子系統(tǒng)、資源管控子系統(tǒng)、組件監(jiān)控系統(tǒng)、角色應用子系統(tǒng)、核心業(yè)務子系統(tǒng)五大核心模塊。

該產(chǎn)品通過提煉不同行業(yè)的共性漏洞、風險、防范場景及控制組件，成功實現(xiàn)共性組件、資源的調(diào)度和跨網(wǎng)絡、跨架構的攻防演練。除此之外，該產(chǎn)品支持接入全系列或主流工控系統(tǒng)或產(chǎn)品及工業(yè)信息安全領域相關檢測工具，可利用檢測環(huán)境進行檢測、評估、驗證及工業(yè)信息安全新技術研究，研發(fā)相關檢測、評估、驗證工具及標準規(guī)范。

2.2　項目方案

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”總體架構關注縱向、橫向，成功實現(xiàn)大系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互操作。

該系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構圖

該系統(tǒng)架構分層設計包含調(diào)度管理層、安全基礎資源層、攻防對抗監(jiān)控層、核心業(yè)務層以及靶場平臺應用層，如圖2所示。

圖2 架構分層設計圖

（1）調(diào)度管理層：實現(xiàn)靶場基礎引擎子系統(tǒng)與資源管控子系統(tǒng)的對接，為上層場景構建、虛實結合組網(wǎng)、資源申請釋放提供功能接口。

（2）安全基礎資源層：為基礎引擎提供基礎組件資源，將物理設備、虛擬設備、安全設備進行基于場景拓撲的編排，為上層業(yè)務系統(tǒng)提供多元靶場組件構成的測試演練環(huán)境。

（3）攻防對抗監(jiān)控層：通過采集虛擬平臺數(shù)據(jù)、組件運行數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)等，為核心業(yè)務系統(tǒng)中的白方系統(tǒng)提供監(jiān)控、分析、可視化的數(shù)據(jù)來源。

（4）核心業(yè)務層：實現(xiàn)對組件監(jiān)控子系統(tǒng)、基礎引擎子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)的調(diào)度，為用戶基于角色的核心業(yè)務提供一體化功能服務。

（5）平臺應用層：滿足靶場功能業(yè)務，實現(xiàn)攻防演練、漏洞挖掘、風險驗證、應急演練和培訓教育等全生命周期能力提升及技術保障服務。

該系統(tǒng)在架構設計上實現(xiàn)了多子系統(tǒng)交互和調(diào)度的接口規(guī)約以及平臺自身安全保障功能。從子系統(tǒng)層面看，架構從基礎引擎子系統(tǒng)到角色應用子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)的功能均可模塊化架構實現(xiàn)，每個子系統(tǒng)之間通過標準接口規(guī)約進行交互和調(diào)度。在架構分層設計實現(xiàn)上，每個資源層均由下層向上層提供資源調(diào)用接口，上層對下層實現(xiàn)管控接口。

2.3　項目效果

（1）產(chǎn)品成功支撐紅隊、藍隊、白隊、黃隊等不同角色開展攻防演練的需求，具備同時支撐百人進行攻防實戰(zhàn)演練的能力。

（2）依托系統(tǒng)，助力客戶實現(xiàn)針對PLC、DCS、SCADA、RTU等工業(yè)控制系統(tǒng)組成設備或軟件開展漏洞挖掘的需求。

（3）產(chǎn)品具備按需組網(wǎng)功能，能夠依據(jù)需要接入多種風險驗證評估工具，以適配多種評估與風險驗證方法。

（4）產(chǎn)品為客戶提供了實操演練環(huán)境和規(guī)范化操作流程，助力提升演練人員針對工業(yè)信息安全的認知和技能水平。

（5）產(chǎn)品擁有完整的課程體系，同時預置大量實訓環(huán)境，助力參訓人員學習、訓練以獲得成長提升。此外，產(chǎn)品支持實訓環(huán)境的自由構建，以滿足客戶的多樣需求。

3　案例亮點及創(chuàng)新性

3.1　一體化思想統(tǒng)籌建設，超前布局

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”架構設計采用一體化思想，統(tǒng)籌建設，超前布局，既考慮到已有的信息系統(tǒng)資源，又結合了客戶系統(tǒng)未來的建設規(guī)劃，從系統(tǒng)層面關注縱向、橫向，成功實現(xiàn)了大系統(tǒng)的互聯(lián)、互通、互操作，為靶場綜合集成奠定基礎。同時，該系統(tǒng)成功滿足了客戶開展攻防對抗、漏洞挖掘、風險驗證、應急演練和培訓教育的五大業(yè)務需求。

3.2　快速自動化實現(xiàn)工控網(wǎng)絡仿真環(huán)境

“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”能夠調(diào)度和管控靶場集成的真實實物工控設備和安全設備，并在虛實結合組網(wǎng)的情況下，快速自動化地實現(xiàn)對工控網(wǎng)絡環(huán)境的仿真，成功解決了無法在真實環(huán)境中對復雜大規(guī)模異構網(wǎng)絡和用戶進行逼真的模擬和測試以及風險評估等問題。此外，系統(tǒng)支持接入全系列或主流工控系統(tǒng)或產(chǎn)品及工業(yè)信息安全領域相關檢測工具，可利用檢測環(huán)境進行檢測、評估、驗證及工業(yè)信息安全新技術研究，研發(fā)相關檢測、評估、驗證工具及標準規(guī)范。

3.3　靈活架構助力高效開展攻防演練

能源、鋼鐵、有色、化工、裝備制造等關系國計民生的典型行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)組成架構千差萬別，所面臨的安全風險也有所不同，相應安全防護手段或策略也不同，但不同行業(yè)又有著共性的漏洞、風險、防范場景，甚至部分控制組件也是相同的。“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全靶場資源管控系統(tǒng)”基于這些問題成功實現(xiàn)了共性組件、資源調(diào)度和跨網(wǎng)絡、跨架構的攻防演練，提供了覆蓋分析、設計、研發(fā)、集成、測試、評估、運維等全生命周期的保障服務，助力實現(xiàn)了國家工業(yè)信息安全能力的整體提升。

作者簡介

王　軼（1978-），男，陜西西安人，工程師，本科，現(xiàn)就職于泰戈特（北京）工程技術有限公司，主要從事人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全方面的研究。

陳　博（1989-），男，黑龍江哈爾濱人，網(wǎng)絡安全資深專家，CISP、CISD培訓講師，本科，現(xiàn)就職于北京網(wǎng)御星云信息技術有限公司，主要從事漏洞挖掘、攻防對抗、安全運營方面的研究。

摘自《自動化博覽》2024年1月刊