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工业网络安全：原理、挑战与应对策略

1. 工业网络概述

1.1 工业网络的定义

工业网络主要存在于三个工业领域：
-化工处理：包括基本过程控制系统（BPCS）和安全仪表系统（SIS），用于化工厂、炼油厂等的设备控制。
-公用事业：通常由监控与数据采集（SCADA）系统监控和控制，为公众和工业提供水、废水、电力和天然气等基本服务。
-离散制造：服务于制造从汽车到拉链等各种离散物体的工厂。

1.2 工业网络安全的定义

工业网络安全旨在确保工业网络及其依赖的人员、流程和设备的安全。安全威胁可能来自恶意行为（如拒绝服务攻击、下载修改后的梯形逻辑程序）和意外事件（如员工误操作、电力浪涌）。工业网络安全不仅涉及电子安全，还包括物理安全和人员安全。

1.3 关键基础设施保护

从历史角度看，关键基础设施保护至关重要。1996 年，美国克林顿总统发布 PDD63 指令，确定了包括天然气和石油存储与输送、供水系统、电能等在内的八个关键基础设施部门。2003 年，布什总统发布《国家网络空间安全战略》，新增了化工行业、国防工业基地、食品生产等使用工业网络的关键部门。确保工业网络安全是保障国家关键基础设施安全的前提。

1.4 “开放与安全”的挑战

过去 12 年左右，工业网络发生了诸多变化：
-COTS 应用：专有系统被商用现货（COTS）硬件和软件取代，操作系统涵盖 Windows、Linux 和 Unix