航天天盾（DCS）異常監(jiān)測與應急恢復解決方案

背景

DCS系統(tǒng)伴隨著科技的快速發(fā)展應運而生，它以成為工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志，相比集中式控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)具有配置靈活、組態(tài)方便、分散控制、分級管理、集中操作等優(yōu)勢，備受各個工業(yè)領域的青睞，在眾多工業(yè)領域中有著普通而廣泛的應用但是，DCS系統(tǒng)在運行過程中，仍然存在著許多自身無法克服的問題，致使在使用過程中頻繁地出現(xiàn)異常狀況或者出現(xiàn)一些故障。因此，通常使用異常監(jiān)測和應急恢復等手段，專業(yè)的判別、及時發(fā)現(xiàn)故障并迅速恢復系統(tǒng)運行，這樣就可以最大限度地避免或減少因為DCS系統(tǒng)故障而造成的影響。

面臨的問題

由于DCS系統(tǒng)通常采用局域星型環(huán)網可以現(xiàn)實多個控制站共享數據，擴展工程相對方便。具備一體化程度高，生產維護統(tǒng)一、方便等特點。但這樣的設計也有一些不足，加之近年來DCS系統(tǒng)的開放性逐漸提高，在網絡安全上又遇到一些新問題。主要的問題有：

1、誤操作

由于操作人員素質不高、習慣性違章、管理不嚴、精神狀態(tài)不佳等各種原因造成的人為操作失誤。

2、網絡安全

入侵：系統(tǒng)被入侵是系統(tǒng)常見的一種安全隱患。黑客侵入計算機和網絡可以非法使用計算機和網絡資源，甚至是完全掌控計算機和網絡。

異常流量：諸如DOS攻擊、DDOS攻擊、掃描產生的大量TCP連接請求等。

病毒攻擊：網絡蠕蟲病毒攻擊、惡意代碼等。

隱患分析

1、人為操作中尚存在不可控因素

目前工業(yè)生產中，通過標準化的管理方法和培訓方法，輔以點巡檢，視頻監(jiān)控等手段可大幅降低人工誤操作率。一些企業(yè)在實際生產中創(chuàng)造過人工誤操作率低于0.02%的好成績，但盡管如此卻仍然無法完全消滅誤操作。譬如對操作人員的精神狀態(tài)的評估，無論是人員篩選機制還是各類培訓管理辦法，都不具備高度準確和可重復性，這些不可控因素成為生產安全的潛在隱患。工業(yè)系統(tǒng)運行中一旦出現(xiàn)誤操作，很可能造成相關環(huán)節(jié)甚至系統(tǒng)性損失，危害極大。

2、網絡安全漏洞

網絡安全漏洞主要有通信協(xié)議安全漏洞、操作系統(tǒng)安全漏洞、應用軟件安全漏洞等。TCP/IP就存在用戶身份鑒別、路由器協(xié)議鑒別等問題；棱鏡門之后，WINDOWS的后門問題和安全可靠系統(tǒng)成為了眾所周知的話題；而應用軟件在開放一些通信端口時就為安全留下了隱患。

網絡防護手段的局限

防火墻對新出現(xiàn)的安全威脅往往體現(xiàn)滯后性；不能防止人為或自然的破壞；無法防止自身可能存在的漏洞；無法防止利用漏洞進行的攻擊。IDS作為可審查性產品最大的局限性是漏報和誤報嚴重，幾乎不是一個可以依賴的安全工具，而是一個參考工具。漏報等于沒有報，誤報則是報錯了，這兩個特點幾乎破壞了入侵檢測的可用性。VPN作為一種加密類技術，不管哪種VPN技術，在設計之初都是為了保證傳輸安全問題而設計的，而沒有動態(tài)、實時的檢測接入的VPN主機的安全性，同時對其作“準入控制”。這樣有可能因為一個VPN主機的不安全，導致其整個網絡不安全。防病毒產品也有局限性，主要是對新病毒的處理總是滯后的，這導致每年都會大規(guī)模地爆發(fā)病毒，特別是新病毒。

目前第五代安全隔離技術對網絡防護的效能，相比防火墻、IDS、VPN、防病毒軟件等方法而言有了大幅進步，網絡安全性較高。但安全通道隔離主要針對外部隱患，并不解決誤操作等問題，且成本比較高（尤其是小型DCS），還必須變更原有DCS系統(tǒng)部署。改變原有DCS系統(tǒng)部署，對許多企業(yè)來說是傷筋動骨的。

解決方案

因此一種通用性強、可針對性解決大部分問題，且部署方便、成本適中的解決方案，對工業(yè)生產有著重要意義。

多層監(jiān)測

目前，航天天盾產品通過對工業(yè)以太網、現(xiàn)場總線、輸入輸出（IO）三層同時進行異常監(jiān)測，可保障對全局運行情況進行完整的監(jiān)視。這日益成為一些尖端產品確保工控系統(tǒng)安全運行的基礎目標。

需求差異大，須針對設計

DCS系統(tǒng)種類繁多，電廠、石油、化工、供熱、供水、船舶、航天軍工等行業(yè)均使用具有各自特點的DCS系統(tǒng)。因此目前的諸多故障監(jiān)測和解決方案，不少是在原有DSC系統(tǒng)基礎之上做二次開發(fā)。監(jiān)控方案和故障解決方案需順應原有系統(tǒng)的架構和運行特點。一般來說這類解決方案需要頻繁更新，多數都會涉及修改原有系統(tǒng)，復雜程度高。業(yè)內缺乏一套具有普遍適應性的解決方案。

在線快速恢復

由于工控系統(tǒng)的安全漏洞是多方面、多發(fā)性的，受到的影響因素很多，不確定因素、突發(fā)因素和新問題都有發(fā)生，因此很難建立起一套針對所有問題的解決體系。而航天天盾產品通過制作鏡像、并在發(fā)生故障時快速恢復，不僅可以越過復雜的故障問題分揀、分析和分別處理環(huán)節(jié)，還可以達到一個解決方案針對所有問題，簡單快速等目的。鏡像快速恢復，未來將會成為工控故障解決方案的首選。

總結

工信部于2011年10月下發(fā)《關于加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的通知》，強調了加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全管理的重要性和緊迫性。為維護工業(yè)生產安全，確保生產系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，采取可靠的DCS系統(tǒng)異常檢測和應急恢復都是工業(yè)信息系統(tǒng)安全不可忽視的組成部分。