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工业控制系统中的网络漏洞扫描与漏洞管理分析


工业控制系统(ICS)在现代社会中扮演着不可或缺的角色,用于监测、控制和管理关键的基础设施,如能源、制造、交通等领域。然而,随着信息技术的不断发展,ICS网络也面临着日益严重的安全威胁。网络攻击者的目标已经从传统的信息系统扩展到关键信息基础设施,由此可能带来生产中断、环境灾害甚至人员伤亡。

 

 

漏洞扫描技术分析

 

1.定期扫描

 

定期进行漏洞扫描是维护ICS安全的重要措施。定期扫描的目的在于发现系统中可能存在的漏洞、未修复的补丁和配置错误。通过持续扫描,监测系统的安全状态并及早发现潜在的安全风险。

 

2.漏洞扫描工具 

 

一般的漏洞扫描工具可能无法准确识别ICS中的特定漏洞和安全问题。因此,选择专门为ICS设计的漏洞扫描工具至关重要。这些工具会考虑到ICS网络的独特性质,如设备类型、通信协议和网络拓扑等。

 

3.非侵入性扫描

 

选择支持非侵入性扫描的工具和设置是必要的。非侵入性扫描采用被动观察的方式,通过监控网络流量和系统状态来发现漏洞,而不会主动影响或干预系统。

 

4.配置验证

 

确保漏洞扫描工具的配置与ICS的实际设置相匹配至关重要。扫描工具需要了解网络的拓扑结构、设备类型和通信协议等信息,以便进行准确扫描。不正确的配置可能导致误报或漏报,影响漏洞扫描的效果。需确保在设置扫描工具时,提供准确的网络信息,以获得准确的扫描结果。同时,需定期检查和更新扫描工具的配置,以适应系统的变化。

 

综合而言,漏洞扫描是保护ICS免受安全威胁的重要一环。通过定期、专门化、非侵入性的扫描,以及确保配置的正确性,可以及早识别并纠正潜在的漏洞,提高ICS的安全性,确保其可靠运行。

 

漏洞管理

 

在ICS中进行漏洞管理是确保系统持续安全性的关键环节。以下是有关漏洞管理的详细分析。

 

1.优先级分类

 

对于发现的漏洞,根据其严重性、可利用性和潜在影响,可分为不同的优先级。这有助于资源的针对性分配,可以首先解决高风险漏洞,从而最大程度地降低系统遭受攻击的风险。通常,漏洞可以分为紧急、高、中、低四个优先级。

 

2.风险评估

 

对每个漏洞进行风险评估是决定修复优先级的关键步骤。考虑漏洞可能对生产环境和设施安全造成的潜在威胁,以及攻击者可能利用漏洞进行的活动。基于风险评估,可以决定是否需要立即修复漏洞,或者是否可以采取其他措施来降低影响,例如实施临时性的补救措施。

 

3.漏洞补丁管理

 

及时应用供应商提供的漏洞修复补丁是保护系统免受已知漏洞攻击的关键。需要定期检查供应商的安全更新和补丁发布,确保系统始终保持在最新安全状态。然而,在应用补丁之前,务必进行测试,以确保补丁不会对系统的正常运行造成不良影响。

 

4.漏洞跟踪

 

建立漏洞跟踪系统是追踪和监控漏洞修复进展的有效方法。在此系统中记录每个漏洞的详细信息,包括其状态、修复计划和实施情况,有助于确保漏洞得到妥善解决,并及时更新相关人员的状态。此外,漏洞跟踪系统也可以提供对漏洞管理流程的透明度和可追溯性。

 

通过合理的优先级分类、细致的风险评估、及时的漏洞补丁管理以及可靠的漏洞跟踪,可以更好地管理和控制ICS中的漏洞,降低潜在风险,确保系统的可用性和安全性。

 

安全措施与应急响应

 

1.防止网络漏洞安全措施

 

在保护ICS的过程中,实施适当的安全措施至关重要。以下是有关安全措施的详细分析。

 

(1)网络分段

 

网络分段是将ICS网络划分为不同的功能区域,如生产区、监控区和管理区,以减少攻击面,限制潜在攻击者的活动范围。每个区段具有特定的访问控制策略,只有经过授权的用户和设备才能够访问特定的区段。这种隔离性可以减少横向传播攻击的可能性,即使一个区段受到攻击,其他区段仍能保持相对安全。

 

(2)防火墙和入侵检测系统(IDS)

 

防火墙可以监控和过滤网络流量,阻止不安全的流量进入或离开网络。通过设置防火墙规则,可以实施访问控制策略,限制不同区段之间的通信,从而限制不安全的访问。IDS可以根据预定义的规则或行为模式,检测异常行为和潜在的攻击,从而及早发现并响应安全威胁。

 

(3)访问控制

 

访问控制通过限制对ICS网络的访问,以确保只有经过授权的用户和设备能够访问系统和数据。强化的访问控制方法包括如下类别。

 

①身份验证。使用用户名和密码进行身份验证是最基本的方法。为实现更高的安全性,可以采用多因素认证,如指纹扫描、智能卡或生物识别。

 

②最小权限原则。给予用户最低必要权限,以防止他们访问不相关的系统或数据。这有助于降低潜在攻击者实施攻击的可能性。

 

③时间限制。限制用户访问特定系统的时间,以减少未经授权的访问。

 

(4)安全培训

 

对工作人员进行定期的安全培训是提高整体安全意识的重要方式。让员工了解常见的网络攻击方式,如钓鱼、恶意软件等,以及如何识别和应对这些威胁。特别是在ICS中,社会工程攻击可能对人员和设备造成严重危害,因此员工需要充分了解如何避免受到这些攻击的影响。

 

2.应急响应

在ICS中,有效的漏洞响应是确保系统安全性的关键部分。漏洞响应计划可以帮助在漏洞或其他安全事件发生时迅速采取措施,使潜在损害最小化。以下是关于漏洞响应的详细论述。

 

(1)应急计划

 

制定ICS网络漏洞响应计划是防范和减轻漏洞事件风险的重要步骤。该计划应包括明确的责任分工、行动计划和流程,以便在发生漏洞或安全事件时能够快速而有序地采取行动。每个团队成员都应了解自己在应急计划中的角色,并进行定期的演练和测试,以确保他们能够迅速有效地应对突发事件。

 

(2)备份和恢复

 

定期备份关键系统和数据是在漏洞事件发生时使系统快速恢复正常运行的关键。备份数据应存储在安全的位置,并进行定期恢复测试,确保备份数据的可靠性。在发生严重漏洞或攻击事件时,备份和恢复过程可以帮助尽快恢复生产并减少停机时间。

 

确立漏洞事件发生时的行动计划和流程,包括但不限于如下内容。

 

①责任分工。明确每个团队成员在漏洞事件响应中的职责,确保每个人都了解自己的角色和职责。

 

②行动计划。制定一套详细的行动步骤,以便在漏洞事件发生时快速做出反应,包括隔离受影响的系统、收集证据以及通知相关人员等。

 

③流程建立。建立一个清晰的流程图,展示不同步骤之间的关系和顺序,确保在混乱的情况下能够有序地进行响应。

 

(3)通信协调

 

建立有效的内部和外部沟通渠道对于快速响应漏洞事件至关重要。保持内部沟通可确保团队成员之间快速协调、共享信息并采取行动。外部沟通包括与供应商、安全专家、监管机构等的联系,以获取支持和指导。建立紧急联系人列表和通信计划,确保在事件发生时能够及时通报相关人员。

 

(4)实时监控

 

在漏洞事件发生时,实时监控是关键。使用入侵检测系统和入侵防御系统等工具,对网络流量进行实时监控,以便及早发现异常行为。

 

(5)持续改进

 

随着技术和威胁的不断变化,漏洞响应策略也需要随之更新。定期进行漏洞演练和模拟,以评估计划的有效性,并在需要时进行调整和改进。

 

通过制定应急计划、备份关键数据、建立通信协调机制和实时监控,可以确保在漏洞事件发生时,更好地应对威胁并减轻可能的损害。同时,持续改进漏洞响应计划,以适应不断变化的威胁环境,有助于保持ICS网络的稳定性和安全性。

 

结语

 

工业控制系统的网络漏洞扫描与漏洞管理,以及相应的安全措施和漏洞响应计划,共同构成了保护关键系统的重要策略。在现今高度互联的环境下,ICS网络的安全性不仅仅是一个技术挑战,更是确保生产、环境和人员安全的责任。 

 

来源:《网络安全和信息化》杂志

作者:空军预警学院 吴旭

 

杭州中电安科现代科技有限公司

 

中电安科成立于2016年,是国内领先的工控网络安全产品与解决方案提供商,同时也是国家级“专精特新‘小巨人’企业”。公司始终聚焦工控网络安全产品的自主研发,以“可知”“可管”“可控”为防护理念,凭借覆盖安全审计、边界防护、安全管理、终端防护、云安全等全域的工业网络安全产品体系,以创新赋能电力、石油石化、交通、智能制造、矿业开采、港口码头、军队军工等重要关键信息基础设施行业用户。自2021年起,公司相继获中国电科、中国中车、国家电网、长江资本等央企旗下产业基金战略投资,正式进入网络安全“国家队”。

 

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