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增强工业控制系统网络安全之战略举措:PRP协议的部署应用


文章来源于网空闲话

 

在以运营快速数字化和多种新兴技术集成为特征的现代工业格局中,工业控制系统(ICS)的网络安全已成为一个关键问题。这些系统是公用事业、制造工厂和关键基础设施运营的基础,正日益成为复杂网络威胁的目标。ICS中安全漏洞的影响超出了传统的数据盗窃或财务损失;它们包括潜在的运营中断、安全隐患,以及严重情况下的环境灾难。这加大了对强有力的网络安全措施的需求,以保护这些关键系统免受新出现的威胁。

 

ICS从孤立的专有系统发展到更加互联和标准化的网络,显著增加了其遭受网络攻击的脆弱性。这种互连性在提高效率和远程监控功能的同时,也使系统面临新的攻击媒介。因此,ICS的网络安全策略需要是动态的、多方面的和有弹性的。在此背景下,并行冗余协议(PRP)的部署成为加强工业网络网络安全防御的战略对策之一。

 

 

并行冗余协议(PRP):可靠性的关键

 

PRP是一项基石技术,旨在确保网络可靠性和系统可用性,这在工业环境中至关重要。通过在两个独立的网络之间复制和传输数据,PRP最大限度地降低了停机和操作中断的风险,这对于系统可用性与安全性和生产力同义的环境来说是一项关键功能。在 ICS中采用PRP不仅仅是一种冗余措施;它是一种减轻网络事件和网络故障影响的战略方法,确保即使在网络受损的情况下,系统的核心功能也不会受到影响。

 

并行冗余网络的运行

 

随着深入研究数字时代,保护工业网络的重要性怎么强调都不为过。面对不断变化的威胁以及工业和企业网络的日益一体化,将PRP集成到ICS的网络安全策略不仅是一种选择,而且是必要的,因为它为加强ICS的网络安全框架、确保关键基础设施的运行完整性和安全性奠定了基础。

 

PRP在增强ICS网络安全方面的作用

 

在复杂的工业控制系统(ICS)领域,确保连续运行和数据完整性是有益且势在必行的。并行冗余协议(PRP)处于解决这些迫切需要的技术前沿,可显著增强网络弹性和正常运行时间,这对于维护工业流程的安全性和效率至关重要。

 

PRP的运行遵循一个简单而强大的原则:数据冗余。它确保每条关键数据同时通过两个独立的网络(通常称为LAN A和LAN B)发送。这些并行网络是独立的,这意味着它们不共享基础设施,从而降低了同时发生故障的风险。PRP后的核心思想是,如果一个网络出现故障、中断或干扰,数据仍然可以通过另一网络成功传输,从而保证数据流和系统运行不间断。

 

PRP机制对终端设备是透明的,这意味着设备不需要专门设计来处理PRP—它们发送数据,PRP机制负责冗余。这种透明度延伸到应用层,在该层中操作就像只有一个网络一样进行,从而简化了PRP与现有ICS环境的集成,而无需进行大量修改。

 

PRP在ICS网络安全中的优势

 

零切换时间

 

在传统的网络冗余方法中,从故障网络切换到备份网络时通常存在可检测到的延迟。PRP消除了这种延迟,即使在网络故障期间也能确保无缝数据流,这对于需要实时数据交换的流程至关重要。

 

提高可靠性和可用性

 

通过在两个网络上复制每个数据包,PRP显着提高了网络基础设施的可靠性和可用性。这种冗余对于 ICS至关重要,因为停机可能会导致严重的运营中断或安全隐患。

 

增强的安全态势

 

虽然PRP主要是一种冗余协议,但它通过在一个网络受到损害时提供数据传输的替代路由来间接提高网络安全性。这意味着,即使网络攻击成功破坏一个网络,系统也可以通过另一个网络维持其运行和完整性,从而在攻击得到缓解的同时继续运行。

 

非侵入式实施

 

可以在不破坏现有网络架构的情况下实施PRP。这种非侵入式部署对于ICS环境特别有利,在这种环境中,任何系统修改都可能导致严重停机或需要复杂的重新配置。

 

结论

 

首先,PRP在增强ICS网络安全方面的战略重要性怎么强调都不为过。随着工业网络日益互联并暴露于互联网,它们变得更容易受到网络威胁。PRP通过确保关键控制系统的完整性和可用性,即使在发生网络事件时也不会受到损害。这种弹性对于能源、水处理和制造行业尤其重要,这些行业的系统停机可能会产生深远的后果。

 

此外,采用PRP体现了一种主动的网络安全方法,超越了传统的被动措施。通过确保系统冗余和持续运行,PRP使组织能够在发生不可预见的中断的情况下保持对其系统的控制,从而提供缓冲来响应事件,而不会立即产生运营压力。

 

PRP还可以与VLAN技术融合,以提供ICS网络安全的整体方法,结合技术和优势来创建更具弹性和安全的网络架构。这种双重策略满足了现代工业运营的关键需求:确保系统持续可用性,同时防范日益复杂和规模不断增加的网络威胁。

 

总之,PRP是现代ICS网络安全框架的基本要素。它的作用不仅仅限于数据冗余,还为工业网络的整体弹性、安全性和可靠性做出了重大贡献。随着网络威胁不断发展并针对互连系统的漏洞,在ICS内实施PRP不仅成为最佳实践,而且成为全面网络安全战略的关键组成部分。通过无缝集成、零切换时间和增强的可靠性,PRP提供了重要的保护层,支持关键工业流程的不间断运行,保护工业基础设施的骨干。

 

参考资源

 

1、https://industrialcyber.co/expert/securing-the-future-integrating-prp-and-vlans-for-enhanced-industrial-control-system-cybersecurity/

2、https://en.wikipedia.org/wiki/Parallel_Redundancy_Protocol#:~:text=Parallel%20Redundancy%20Protocol%20(PRP)%20is,separated%20networks%20of%20similar%20topology.

 

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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