工业控制网络纵深防御解决方案
工业控制网络纵深防御解决方案
编制
青岛海天炜业自动化控制系统有限公司经理刘安正
Byres Security inc. Tofino亚太区经理Thomas Ou
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目 录
1．工业控制网络安全概述 (3)
1.1本报告编制原则 (3)
1.2工业控制网络安全概述 (3)
2．西门子STUXNET 控制系统病毒的新警示 (4)
3．目前工厂控制系统网络防护分析 (5)
3.1工厂网络情况概述 (5)
3.2目前工业控制网络安全存在的问题 (5)
3.2.1操作系统安全漏洞 (5)
3.2.2病毒与恶意代码 (6)
3.2.3拒绝服务攻击-网络风暴 (6)
3.2.4黑客入侵与应用软件安全漏洞 (6)
3.3目前的防护措施 (7)
3.4保证控制网络安全必须达到的两个目标 (9)
3.5 ANSI/ISA-99区域防护概念解析 (9)
4．TOFINO 工业网络安全解决方案 (11)
4.1 T OFINO 安全解决方案构成 (12)
4.2 T OFINO 安全解决方案达到的目标 (13)
4.3过程控制系统DCS 区域安全分析 (14)
4.4针对石化企业的T OFINO 解决方案 (15)
4.4.1 工业OPC 通信防护 (15)
4.4.1.1方案架构图 (17)
4.4.1.2 OPC Classic Enforcer 防护原理 (18)
4.4.1.3 Tofino OPC 通讯防护配置清单（单个OPC 连接） (20)
4.4.2 操作站层面防护 (21)
4.4.2.1方案架构图 (22)
4.4.2.2 操作站层防护部署及原理 (22)
4.4.2.3 操作站层通讯防护配置清单（单个防护区域） (23)
5．项目费用概算 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
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1．工业控制网络安全概述
1.1本报告编制原则
本报告编制依据《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》、《信息安全技术指南》以及国际《ANSI/ISA-99控制系统网络安全指引》面向石化企业信息化的特点，结合MES 以及现场控制系统的实际应用，针对控制网络安全问题进行分析与阐述，并提供适合企业特点的安全方案。
1.2工业控制网络安全概述
过去十年间，世界范围内的过程控制系统（DCS/PLC/PCS 等）及SCADA 系统广泛采用信息技术，Windows ?, Ethernet ? 及 TCP/IP ，现场总线技术，OPC 等技术的应用使工业设备接口越来越开放，减弱了控制系统及SCADA 系统等与外界的隔离。但是，越来越多的案例表明，来自商业网络、因特网以及其它因素导致的网络安全问题正逐渐在控制系统及SCADA 系统中扩散，直接影响了工业稳定生产及人身安全。
2003年1月，Slammer 蠕虫病毒入侵大量工厂网络，直到防火墙将其截获，人们依然认为系统是安全的。
2005年8月13日美国佳士拿汽车工厂的控制系统通过维修人员的笔记本电脑感染病毒，虽然已安装了IT 防火墙，病毒就在几秒钟之内从一个車间感染到另一个車间，从而最终导致停工。
2006年10月一部被感染的笔记本电脑(维修用的),让黑客入侵访问了在美国宾夕法尼亚州的哈里斯堡水处理厂的计算机系统。
2010年10月，肆虐伊朗国内的“超级工厂病毒”Stuxnet 病毒已经造成伊朗布什尔核电站推迟发电，并对伊朗国内工业造成大面积影响。
通过专家对大量工业网络安全案例的分析证明，网络攻击频发的原因正在于此——不完善的网络安全设计，配置不当的防火墙以及VPN tunnels 、双网卡服务器及网络共享等。
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2．西门子Stuxnet 控制系统病毒的新警示
Stuxnet 是一种计算机蠕虫病毒，通过Windows 操作系统此前不为人知的的漏洞感染计算机，同时该病毒针对具有西门子WINCC 平台的控制系统以及Step7文件进行攻击，由于该病毒能够修改WINCC 平台数据库变量，在Step7程序中插入代码以及功能块，即能够对控制系统发动攻击，故部分专家定义
Stuxnet 为“超级工厂病毒”。这是目前第一个针对工控系统展开攻击的计算机病毒，目前已经对伊朗国内工业控制系统产生极大影响，Stuxnet 可以说是计算机病毒界革命性创新，给我们控制系统网络安全带来新警示。
◆控制系统网络是可以被攻击的
越来越多的控制系统操作站平台是基于Windows 平台，U 盘，维修人员的笔记本接入，信息网络的病毒感染等都可以实现对控制网络的攻击；
◆控制系统网络需要有病毒及黑客入侵防护；
◆需要实施一个纵深防御策略来保证控制系统的稳定运行；
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3．目前工厂控制系统网络防护分析
3.1工厂网络情况概述
伴随国家工业化、信息化的两化融合，石化企业提出管控一体化规划，基于实时数据库应用的MES 系统在各大企业得到大力推广。实时数据库的建立是以采集过程控制系统的数据为前提，这就需要MES 的信息网络必须要实现与控制网络之间的数据交换，控制网络不再以一个独立的网络运行，而要与信息网络互通、互联，基于TCP/IP 以太网通讯的OPC 技术在该领域得到广泛应用。
过程控制系统在近十年的发展中呈现出整体开放的趋势，计算机技术在工控领域的应用使得现代DCS 操作站完全是一种PC+Windows 的模式，控制系统网络也基本都向工业以太网结构发展，开放性越来越强。
3.2目前工业控制网络安全存在的问题
开放性为用户带来的好处毋庸置疑，但由此引发的各种安全漏洞与传统的封闭系统相比却大大增加。对于一个控制网络系统，产生安全漏洞的因素是多方面的。
3.2.1操作系统安全漏洞
PC+Windows 的技术架构现已成为控制系统操作站(HMI)的主流，任何一个版本的Windows 自发布以来都在不停的发布漏洞补丁，为保证过程控制系统相对的独立性，现场工程师通常在系统开车后不会对Windows 平台打任何补丁，更为重要的是打过补丁的操作系统没有经过制造商测试，存在安全运行风险。但是与之相矛盾的是，系统不打补丁就会存在被攻击的漏洞，即使是普通常见病毒也会遭受感染，可能造成Windows 平台乃至控制网络的瘫痪。
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3.2.2病毒与恶意代码
基于Windows 平台的PC 广泛应用，病毒也随之而泛滥。全球范围内，每年都会发生数次大规模的病毒爆发。目前全球已发现数万种病毒，并且还在以每天数十余种的速度增长。这些恶意代码具有更强的传播能力和破坏性。例如蠕虫，从广义定义来说也是一种病毒，但和传统病毒相比最大不同在于自我复制过程。它能够通过端口扫描等操作过程自动和被攻击对象建立连接，如Telnet 连接等，自动将自身通过已经建立的连接复制到被攻击的远程系统，并运行它。
基于工控软件与杀毒软件的兼容性，在操作站（HMI ）上通常不安装杀毒软件（美国有因为安装杀毒软件导致安全系统运行故障的案例），即使是有防病毒产品，其基于病毒库查杀的机制在工控领域使用也有局限性，主要是对新病毒的处理总是滞后的，这导致每年都会大规模地爆发病毒，特别是新病毒。
3.2.3拒绝服务攻击-网络风暴
拒绝服务攻击是一种危害极大的安全隐患，它可以认为操纵也可以由病毒自动执行，常见的流量型攻击如Ping Flooding 、UDP Flooding 等，以及常见的连接型攻击如SYN Flooding 、ACK Flooding 等，通过消耗系统的资源，如网络带宽、连接数、CPU 处理能力、缓冲内存等使得正常的服务功能无法进行。拒绝服务攻击非常难以防范，原因是它的攻击对象非常普遍，从服务器到各种网络设备如路由器、交换机、IT 防火墙等都可以被拒绝服务攻击。控制网络一旦遭受严重的拒绝服务攻击就会导致严重后果，轻则控制系统的通信完全中断，重则可导致控制器死机等。目前这种现象已经在多家工业控制系统中已经出现，并且造成严重后果。可以想像，一套失控的控制系统可能导致的后果是非常严重的。而传统的安全技术对拒绝服务攻击几乎不可避免，缺乏有效的手段来解决。
3.2.4黑客入侵与应用软件安全漏洞
最后要提到的两点目前发生概率较小，分别是黑客入侵和工控应用软件的自身漏洞，这些事情通常发生在远程SCADA 控制系统的应用上，在此不做详述。
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3.3目前的防护措施
石化企业随着信息化的不断深入，大量IT 技术被引入，同时也包括各种IT 网络安全技术，主要有IT 商业防火墙、IDS 、VPN 、防病毒等，这些技术目前也基本集中在工厂MES 系统企业信息层面。针对控制网络的防护，也进行了一些积极有效地措施，基本如下（参考下面工厂MES 网络示意图）：
（1） 信息层网络与控制层网络之间采用双网卡接口机（Buffer 机）；
（2） 安装病毒监控软件，保证病毒库随时升级（病毒库服务器）；
（3） 就操作系统发现的漏洞及时打补丁（补丁服务器）；
（4） OPC 数据采集客户端采取只读数据的单向策略；
（5） OPC 数据采集服务器与客户端之间增加普通IT 防火墙；
（6） 参与过程控制高级应用的先控站（APC Node ）单独放置；
（7） 面向项目编程组态的工程师站（ENG Node ）单独放置；
（8） 操作员站主机机柜上锁，或USB 口屏蔽，防止操作工任意使用U 盘；
（9） 加强管理，对不按照规程操作的工程师进行处罚；
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工厂MES 网络示意图
由于石化生产过程的重要性和特殊性，严格要求每一生产环节都不允许产生纰漏。数采系统的采集站直接与现场装置 DCS 相连，对于（1），虽然考虑了双网卡配置，管理信息网与控制网通过采集站进行了隔离，病毒等破坏性程序不能直接攻击到控制网络，但对于能够利用 Windows 系统本身缺陷的网络蠕虫病毒，这种配置几乎没有作用，除非能够把采集站的 Windows 系统的系统漏洞消除在利用该漏洞的蠕虫病毒攻击之前，使得蠕虫病毒无法攻入采集站系统，从而无法利用采集站作为进一步共计的基地；对于（2）和（3），病毒库及系统补丁的升级总是存在滞后效应，对于新型入侵及攻击无法抵御，因此还不能完全阻止攻击；对于（4）（5）项是用户一直非常头痛的部分，缺乏有效的解决方案来实施；对于（6）（7）（8）（9）项，基本都是管理方面的内容，其作用在于防止非计算机的人为破坏因素。
常规的IT 网络安全技术没有专门针对控制网络需求进行规划设计，以上所列安全措施只是对控制网络入侵的一种限制手段，但无法达到网络安全的要求，需要通过专业网络安全设备，去限定并且管控有限的连接，来满足化工装置对网络安全的要求。
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3.4保证控制网络安全必须达到的两个目标
虽然各个工厂在针对控制网络安全都采取了在本文档3.2章中描述的防护措施（或者其它更高级的措施），但我们相信，要保证控制网络中基于PC+Windows 方式的操作站（HMI ）100%免受病毒感染或者其它攻击是根本不可能的。这些感染或攻击的途径可能来自：
◆来自上层信息网对控制网的攻击或病毒感染；
◆工程师使用U 盘、光盘导致的病毒传播；
◆设备维修时笔记本电脑接入而来；
总结以上列举的种种问题，我们认为要保证控制网络的安全运行必须达到两个目标：
（1）即使在控制网单点出现问题，也能保证装置或工厂的安全稳定运行 对于现代计算机网络，我们认为最可怕的是病毒的急速扩散，它会瞬间令整个网络瘫痪，该防护目标在于当控制网络的某个局部存在病毒感染或者其它不安全因素时，不会向其它设备或网络扩散，从而保证装置或工厂的安全稳定运行。
（2）能够及时准确的确认故障点，并排解决问题
怎样能够及时发现网络中存在的感染及其它问题，准确找到故障的发生点，是维护控制网络安全的前提。
3.5 ANSI/ISA-99区域防护概念解析
目前国内针对工业控制网络的防护标准尚不成形，公安部会同有关部门也在制定计算机信息系统安全等级的划分标准和安全等级保护的具体办法，在国际上，美国在2007年颁布的Chemical Facility Anti-Terrorism Standards (CFATS)标准（该标准由美国国土安全部颁布）以及2008年颁布的US Chemical
Anti-Terrorism Act （美国化学反恐怖主义法）针对化工设备安全做了强制要求，目前，石油，水处理以及制造业都还没有必须按照以上立法规定作业，但是为了避免重大的风险，基本都遵守ANSI/ISA-99 Standards 的要求进行规划。
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来自国际的行业标准，如ANSI/ISA-99指出过程控制系统或SCADA 控制网络的控制网络安全要点：
想要满足这一安全要求，Tofino 是一种经济高效的方式。Tofino 能够用来分离信息系统网络与过程系统网络，分隔不同供应商的控制系统，并隔离关键系统与非关键系统，保护控制系统底层边缘设备（例如操作站、控制器等）。
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4．Tofino 工业网络安全解决方案
Tofino 工业网络安全解决方案针对SCADA 和过程控制系统特别设计，旨在为其提供一种分区的安全解决方案。Tofino 拥有极高的性价比，它能够在工厂车间中建立深层防护架构，因此，即使有黑客或病毒通过主要的企业防火墙，他们也将面对基于控制网络特点而设计的专业安全设备，只有穿过这些设备才能进而造成损害。
Tofino 模块采用Tofino Central Management Platform (CMP ，中央管理平台)进行集中配置、组态和管理（可远程甚至跨国使用），控制网或企业网均可以在适当位置安装CMP 。使用CMP ，并装载各种必要的Loadable Security Modules (LSMs ，可装载安全软件插件)，就可以实时在线调整Tofino 模块，使之满足所保护区域及设备的安全要求。
Tofino 安全解决方案系统配置示意
LSM 能够为工厂用户量身定制的加密，入侵检测及控制协议识别等安全解决方案。例如，可以将其中一个Tofino 模块作为专有
PLC 网络的防火墙，将另Being Loaded to
PLC Controllers Cluster of DCS
Controllers SCADA RTU HMI Station Tofino?
Network Tofino? Protecting PLC Encrypting
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外一个Tofino 模块作为网络RTU 通讯的加密系统。当然，单个Tofino 模块可以同时装载多个LSM ，同时提供多重安全防护。
Tofino Security System 一方面是一个完整的分布式的安全解决方案，另一方面又可以简单、安全地进行集中管理，这些特性使得它成为一款独一无二的产品。对大型工业企业来说，Tofino Security System 更意味着最佳的安全效益和技术支持，并不只是简单满足了独立的关键控制设备的安全需求。
不同于传统的IT 防火墙，Tofino 专为工业环境控制网络通信安全要求而设计。现场技术人员只需简单为Tofino 接入电源，并连接两个网络的电缆即可，无需其他任何操作。一旦安装成功，安全/技术人员即可毫不费力地管理任何系统，以总揽公司大局的方式对网络威胁作出反应。最重要的是，Tofino 既可以灵活运用在单纯由PLC 构成的小型工厂中，又能够满足那些拥有成千上万个设备并且分布全球各地的大型跨国公司的使用要求。
4.1 Tofino 安全解决方案构成
一个完整的Tofino 安全解决方案包含以下三部分：
Tofino 安全模块（TSA ）——增强型工业环境要求设计，应用于受保护的区域或控制器等关键设备之前。下图为Tofino 安全模块硬件的两种选型。
Tofino 可装载安全软插件(LSM)——专为TSA 设计的安全软插件，提供安全服务，如工业通信防火墙、事件与报警管理，OPC/Modbus TCP 通信深度检查、安全设备资产管理、VPN 加密等。LSM 可以直接装载到Tofino 安全模块中，并根据系统需求提供各种定制安全服务。
Tofino 中央管理平台（CMP ）——窗口化的中央管理平台系统及数据库，用于Tofino 安全模块的配置、组态和管理
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Tofino 安全模块（TSA-100 ） Tofino 安全模块（TSA-220）
Tofino 中央管理平台界面截图
4.2 Tofino 安全解决方案达到的目标
区域隔离：Tofino 工业防火墙插件能够过滤两个区域网络间的通信，这样意味着网络故障会被控制在最初发生的区域内，而不会影响到其它部分。
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通信管控：通信规则是可以在线通过CPM 进行预先组态和测试的。
实时报警：任何非法的（没有被组态允许的）访问，都会在CMP 管理平台产生实时报警信息，从而故障问题会在原始发生区域被迅速的发现和解决
一劳永逸：工业级硬件设计，保证模块的稳定性；特有的专有控制通讯协议检查设计理念（白名单理念），告别了传统防火墙的病毒库升级等繁琐工作，在防护的同时也不改变控制网原有应用软件的操作模式，大大降低网络维护量。
4.3过程控制系统DCS 区域安全分析
以在本文档3.2节中描述的MES 网络结构图为例，首先将网络划分成三大层，每一层作为一个独立的大区域，分别是信息层（Information zone ）、操作站层（Station zone ）和控制器层（Controller zone ），如下图
防护区域划分示意图
考虑到在操作站层（Station zone ）中OPC Server ，工程师站以及高级应用先控站这三个节点病毒感染概率较高，为防止病毒扩散，特别在大区中间增加一个二级子分区，将这三个节点与其它操作站隔离。
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4.4针对石化企业的Tofino 解决方案
针对石化企业流程工业的特点，同时结合控制系统的网络结构，Tofino 产品可以应用在以下两个方面：
Tofino 区域防护解决方案示意图
4.4.1 工业OPC 通信防护
针对信息层（Information zone ）与操作站层（Station zone ）之间，是过程控制网络与企业信息网络的接口部位，是企业目前信息部与仪控部的交叉点，由于来自企业信息层病毒感染及入侵的概率较大，所以该部位是目
前防护的重点，该部位通讯一般采用OPC 接口。
一个完整的Tofino OPC 安全解决方案包含以下六部分：
Tofino 安全模块（TSA ）：硬件设计遵循增强型工业环境要求，
应用于受保护的区域或控制器等关键设备之前，设计使用寿命27
年，能够提供安全系统的工业平台，适宜温度 -40°C to +70°C ，
防护等级IP20。。右图为Tofino 安全模块硬件图片。
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Tofino 可装载安全软插件(LSM-Firewall)：工业网络交通警察，提供防火墙及网络交通控制功能的软插件内置50多个工业专用及商业IT 通信协议，预先定义超过25个控制器类型（例如：西门子S7-300/S7-400，Honeywell PKS
C200/C300/），通过通讯协议指令级别的管控，预先组态用于高级过滤和攻击保护的“特殊规则”。 符合 ANSI/ISA-99.00.02 的网络分段要求，达到区域隔离目标。
Tofino 可装载安全软插件(LSM-OPC Classic Enforcer)：管控OPC 服务器及授权客户端之间的数据通信，并且应用专有技术动态跟踪OPC 通信所需端口，同时Tofino 的 ‘Sanity Check’ 检查功能能够阻挡任何不符合OPC 标准格式的DCE/RPC 访问。同样也对OPC 授权客户端发往OPC 服务器的OPC 对象请求进行检查，以提高OPC 服务的安全性。
资产管理插件（LSM-Secure Asset Management ）像雷达一样，Tofino 的安全设备资产管理（SAM ）可装载模块可以追踪每一个通过T ofino 安全设备进行通讯的设备。不过，为了避免引起进程干扰，它实现这一功能使用的并不是传统的扫描技术
事件报警插件（LSM -Tofino Argon Event Logger ）：Tofino 事件记录可装载模块对您的安全事件提供了可靠的监控功能和记录功能，它是一个专为工业控制网络设计的日志记录系统。
Tofino 中央管理平台（CMP ）——窗口化的中央管理平台系统及数据库，用于Tofino 安全模块的配置、组态和管理，界面参照下面截图：
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Tofino 中央管理平台界面截图
4.4.1.1方案架构图
Tofino OPC 通讯防护解决方案架构图
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4.4.1.2 OPC Classic Enforcer 防护原理
OPC Classic Enforcer 一个可加载的软插件，具备OPC 防火墙的功能，利用协议深层检测技术来幕后管理OPC 的交连通讯
（1）OPC Enforcer 接受从客户端发连接的请求，并检查：
它是否发给经批准的服务器；
它是否来自认可的客户端；
它是否一个OPC 正确的请求讯息格式；
（2）OPC Enforcer 随后审查从服务器返回的讯息，并检查：
它是否一个OPC 正确的返回信息格式；
它是否返回给发出请求的客户端；
服务器告诉客户端去使用哪个TCP 端口；
（3）OPC Enforcer 仅针对正确的OPC 连接开放TCP 端口, 并设定以下限制:
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只容许该客户端和这服务器之间的通信；
只容许该客户端使用此指定的端口通信；
只容许正确的TCP 通讯发生在特定连接的时间内；
（4）OPC Enforcer 阻挡一切非OPC 标准的通讯请求：
阻止一切没有OPC 标准格式的DCE/RPC 访问请求；
阻止尝试使用其它TCP 端口号的通讯连接；
试图“借用”其它客户端或服务器的端口号；
阻止其它一切黑客、蠕虫、病毒等非法的访问；
（4） Tofino OPC Enforcer 优势：
在OPC 工业协议上最先应用“连接跟踪技术” ；
Tofino 的 ‘Sanity Check’ 检查功能，可拦阻任何不符合OPC 标准格式
的DCE/RPC 访问；
OPC 通讯权限管理，OPC 协议深度检查，管控通讯安全；
只在所跟踪的TCP 端口有需要时，防火墙才短暂地打开；
可支持多个 OPC 客户端和服务器同时使用；
简单易用，在OPC 服务器或客户端上并不需要做任何变化和改动只是
在通讯网线中间加入即可；
可支持OPC DA, HDA 和 A&E 标准；
实现区域防护和病毒隔离，阻挡恶意攻击；
得到OPC 基金会的大力推荐。
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4.4.1.3 Tofino OPC 通讯防护配置清单（单个OPC 连接）
（1）Tofino TSA 硬件及插件
（2） Tofino 中央管理平台软件CMP （Central Management Platform ）： 是一个基于Windows 平台的软件，具备在线组态、在线监控、资产管理等多种功能，可以将全厂所有设备硬件都集中管理，对全厂控制网络状态一目了然。
UniNID网络智能防御系统
UniNID网络智能防御系统 透视每一个攻击过程，让安全更可控 随着互联网应用的深入，计算机系统安全和网络安全受到的威胁日益增加，传统基于特征的检测和防御技术已经无法应对目前新型网络攻击。 UniNID网络智能防御系统使用世界领先的人工智能算法来检测企业内部其它防御工具检测不到的攻击。与传统基于规则和签名的方法，不同的是UniNID不依赖历史攻击来预测未来，它可以感知企业内部“正常”设备的行为，并且可以实时检测新出现的威胁，包括勒索病毒、APT攻击、设备仿冒、僵尸终端、慢速攻击等未知安全威胁。 主要功能 发现与识别 发现设备属性，包括设备名、IP、MAC、设备类型、接入位置等 识别正在使用终端的用户，自动区分员工终端和其它终端 识别网络中的勒索病毒、APT攻击、终端仿冒、僵尸终端等潜在威胁 控制与保护 根据终端类型、用户身份、接入位置分配网络访问权限 根据设备安全指数实施控制，阻止威胁扩散，保护全网安全 与联软LeagView平台联动，保护企业数据安全 可视化展现 展现全网风险状态 展现布控全景 展现入侵视图及过程 主要优势 自动学习 内置AI引擎，根据设备的变化不断优化算法模型 主动诱骗技术 通过主动诱骗技术，快速发现威胁
数据源质量高 网络和终端的一手数据采集能力 大数据分析平台 100%自主研发大数据分析平台，实现10亿级数据秒级查询 主要价值 安全可视化 识别资产，将用户和终端建立联系，联动LeagView平台，还原攻击过程更快、更准的发现威胁 全方位多角度发现和分析未知威胁, 准确即时识别风险 智能防御 随着设备安全指数降低，逐级提升风险等级，阻断通讯，防止扩散 典型应用场景 视频网准入与防仿冒 工控网反APT 企业网反APT和反勒索 企业网无代理智能准入 企业网安全态势感知
2010年春季学期《工业控制网络》试题
哈工大 2010 年 春 季学期 工业控制网络 试题A 一、填空题（共5分，每空0.5分） 1、罗克韦尔推出的现场总线控制系统的三层网络结构，其设 备层、控制层、信息层三层网络分别为：DeviceNet 、ControlNet 、 EtherNet/IP 。 2、传输介质的特性主要包括：物理特性、传输特性、连通特性、地理范围、抗干扰性、相对价格。 3、DeviceNet 现场总线网络上节点数最多可达64个，支持 125kbps 、250kbps 、500kbps 三种波特率。 二、单选题（共5分，每小题 1分） 1、下列哪种现场总线是建筑业国际公认的现场总线标准？ A. L onworks B. HART C. C C-Link D. Sensoplex2 答：（ A ） 第 1 页 （共 11页）
试题：工业控制网络班号：姓名： 2、CAN控制器接口PCA82C250的作用可归纳为： A. 驱动和隔离 B. 驱动和保护 C. 保护和隔离 D. 以上都不是答：（B ） 3、独立CAN控制器SJA1000采用BasicCAN模式，关于其接收滤波公式，下列表述正确的是： A. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)同或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收 B. (ID.10-ID.3)先和(A C.7-AC.0)异或，再和(AM.7-AM.0)或，若值为0xFF，则接收 C. (I D.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位同或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收 D. (ID.10-ID.3)先和(AC.7-AC.0)按位异或，再和(AM.7-AM.0)按位或，若值为0xFF，则接收答：（C ） 4、在DeviceNet现场总线I/O连接中，使用分段协议取决于下面哪种情况？ A. 须发送的数据超过7字节 B. 须发送的数据超过8字节 C. 生产_连接_长度属性值超过7 D. 生产_连接_长度属性值超过8 答：（D ） 5、ControlNet现场总线是由下面哪个公司推出的： A. S iemens B. Boeing C. R ockwell D. Fisher-Rosemount 答：（C ） 第 2 页（共11页）
纵深防御体系
采用纵深防御体系架构，确保核电可靠安全(缪学勤) Adopting Defence in depth Architecture，Ensuring the Reliability and Security of Nuclear Power 摘要：核电安全关系国家安全，在建设核电厂时应优先考虑核电厂网络信息安全。由于工业网络安全有更高要求，所以工业网络 开始转向基于工业防火墙/VPN技术相结合的硬件解决方案。深入分析了核电厂网络安全的主要威胁，比较全面地论述了工业网络 信息安全中涉及的主要技术和解决方案，阐述了核电厂全数字化控制系统信息安全多层分布式纵深防御解决方案。采用基于硬件的 信息安全技术，创建核电厂纵深防御体系架构，确保核电厂可靠安全。 关键词：核电厂信息安全黑客攻击硬件解决方案纵深防御体系架构 0 引言 近年来，黑客攻击工厂企业网络的事件逐年增加。据信息安全事件国际组织不完全统计，多年来世界各地共发生162起信息安全事件。近几年，美国公开报道的、因黑客攻击造成巨大损失的事件多达30起。据说，由于各种原因，还有很多起事件中的受害公司不准报道，保守秘密。其中，2008年1月，黑客攻击了美国的电力设施，导致多个城市大面积停电，造成了严重的经济损失。由此使得工业网络的信息安全成为工业自动化领域新的关注热点。 1 核电厂开始面临黑客攻击的威胁2010年6月，德国专家首次监测到专门攻击西门子公司工业控制系统的”Stuxnet(震网)”病毒。该病毒利用Windows操作系统漏洞，透过USB传播，并试图从系统中窃取数据。到目前为止，”Stuxnet”病毒已经感染了全球超过45000个网络， 主要集中在伊朗、印度尼西亚、印度和美国，而伊朗遭到的攻击最为严重，其境内60%的个人电脑感染了这种病毒。最近，经过大量数据的分析研究发现，该病毒能够通过伪装RealTek和JMicron两大公司的数字签名，从而绕过安全产品的检测；同时，该病毒只有在指定配置的工业控制系统中才会被激活，对那些不属于自己打击对象的系统，”Stuxnet” 会在留下其”电子指纹”后绕过。由此，赛门铁克公司和卡巴斯基公司网络安全专家认为， 该病毒是有史以来最高端的”蠕虫”病毒，其目的可能是要攻击伊朗的布什尔核电厂，如图1所示。 因为这种”Stuxnet”病毒的目标是攻击核电站，所以被形容为全球首个”计算机超级武器”或”网络炸弹”。”Stuxnet蠕虫”病毒专门寻找目标设施的控制系统，借以控制核电设施的冷却系统或涡轮机的运作，最严重的情况是病毒控制关键过程并开启一连串执行程序，使设施失控，最终导致整个系统自我毁灭。 受”Stuxnet”病毒的影响，伊朗布什尔核电厂于2010年8月启用后发生了一连串的故
网络安全防御系统构建探索
网络安全防御系统构建探索 摘要:当今的信息社会中,信息系统的安全对于整个社会都具有极其重要的意义,网络安全己经成为信息系统安全中一个重要的组成部分。本文阐述了当前网络安全的现状,分析了加强网络信息系统安全的意义,最后就网络安全防御系统构建措施,从不同角度进行了深入的探索。 关键词:网络安全防范安全技术 进入80年代后,计算机的性能得到了成百上千倍的提高,应用的范围也在不断扩大,由于计算机信息有共享和易于扩散等特性,利用通信网络相互通信和共享资源,但是随之而来并日益严峻的问题是计算机信息的安全问题。 一、网络安全现状 在当今的网络时代,信息安全问题己经突出的表现在了网络安全方面,具体现状如下:一个新病毒在一夜之间就可以通过网络传到整个信息世界,很少有公司或企业没有受到病毒的感染和影响;大量的廉价却很好用的攻击工具充斥于网络中,自动化攻击工具大量泛滥,这使得一个普通的攻击者也可以对系统造成巨大的危害;网络的巨大范围使得安全管理员很难觉察到攻击行为,以及判断其来源。 二、加强网络信息系统安全的意义 国际标准化组织(ISO)将“信息系统安全”定义为:“为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护,保护计算机硬件、软件数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄露。”在当今的信息社会中,信息系统的安全对于整个社会都具有极其重要的意义,大到国家,小到个人,以及公司,企业,其信息系统的安全性都需要得到充分的保护。在当今的网络时代里,网络安全己经成为信息系统安全中一个重要的组成部分,在很多时候,网络安全己经成为信息系统安全的代名词。 三、网络安全防御系统构建措施探索 通过风险分析可以了解系统的薄弱点,从而有针对性的去构建一个网络安全防御系统,在系统中通过种种安全技术手段保证方案中安全策略的实现,这些技术手段主要包括以下类型。 1、健全技术手段 第一,防火墙技术。网络中利用防火墙的目的主要有两个:第一,是控制各级网络用户之间的相互访问,规划网络的信息流向。第二,目的是起到一定的用户隔离作用,一旦某一子网发生安全事故,避免波及其他子网。通过两个层次的访问控制实现作用:由包过滤提供的基于IP地址的访问控制功能;由代理防火墙提供的基于应用协议的访问控制功能。
中小型企业网络规划与设计方案
中小型企业网络规划与设计 Word文档下载可编辑
目录 前言 (1) 正文 (1) 1. 课程设计目的 (1) 2. 课程设计的内容 (1) 2.1组网技术选择 (1) 2.2网络设计的原则 (1) 2.3功能及服务器 (2) 2.3公司办公网的主干和信息点的需求及分布 (2) 3. 课程设计的要求 (2) 4. 需求分析 (3) 4.1 背景分析 (3) 4.2 应用需求 (3) 4.3安全需求 (3) 4.4网络扩展性需求 (3) 4.5实现目标 (3) 5. 设备选型 (3) 5.1交换机选型 (3) 5.1.1交换机选择的原则 (3) 5.1.2影响交换机选择的因素 (3) 5.2接入交换机的选择 (4) 5.2.1接入层选型 (4) 5.2.2核心和汇聚交换机的选择 (6) 6. 网络拓扑图规划及实现功能 (8) 6.1网络拓扑结构图设计 (8) 6.2 ip地址规划 (9) 6.2.1 vlan换分 (9) 6.2.2 具体划分 (9) 6.3实现功能 (10) 6.3.1 ftp (10) 6.3.2 www (11) 6.3.3 mail (12) 6.3.4 DNS (13) 7. 网络的配置 (13) 7.1配置路由器接通网络 (13) 7.2 三层交换机配置及DHCP配置 (14)
前言 网络改变了人们的生活，地球变成了某某村，全世界的人可以随时进行网络 交流。信息资源的共享，带来社会生产力空前提高，互联网与人们生活越来越密切，如网上证券期货交易、远程电子视频会议、网上购物等应用使得人们的生活已经越来越离不开网络，由此，信息高速公路的建设变得十分重要。企业规模的不断壮大和业务量的不断增加，原有的工作方式已不能满足现代企业的需要， 特别是对突发事件的处理能力与速度的需求。现代企业如果没有信息技术的支 持，就不能称之为现代企业。随着网络技术的不断成熟、网络产品价格的不断下降，以及对数据传输和信息交换需求的不断增加，现在各企业均正在或已搭建了企业内部局域网，因为，企业网络的建设是企业向信息化发展的必然选择。企业网络为企业的现代化发展、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供了基础 平台。设计结合中小企业实际需求，举例分析、设计、配置、组建了一个典型的 中小企业网络。 正文 1. 课程设计目的 根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容。通过 调试典型例题或习题积累调试程序的经验。通过完成辅导教材中的编程题，逐渐培养学生的编程能力，用计算机解决实际问题的能力。 课程设计有助于加深我们对操作系统这门课程的理解，我们在课堂上学的都是基础理论知识，对于如何用程序语言来描述所学知识还是有一定难度。通过课程设计，我们可以真正理解其内涵。有利于我们逻辑思维的锻炼，程序设计能直接有效地训练学生的创新思维、培养分析问题、解决问题能力。即使是一个简单的程序，依然需要学生有条不理的构思。有利于培养严谨认真的学习态度，在设计网络的过程里，当我们配置路由器交换机等设备的时候，如果不够认真或细心，那么可能就导致网络错误不通，从而无法正常使用。那么，这个我们反复检查，反复配置的过程，其实也是对我们认真严谨治学的一个锻炼。 2. 课程设计的内容 2.1组网技术选择 众所周知，快速以太网是世界上应用最广泛的组网技术，其强大的灵活性、 简便性、传输介质的多样性以及拓扑结构的灵活性，使得其早已成为网络技术的主流。 中小企业行业特点要求网络系统速度快，稳定性好，具有扩展性和开放性。 同时，对于组网技术的选择，需要考虑技术产品的成熟稳定性。并且，使用先进 且成熟的网络技术，不仅可保护投资，还可以降低网络建设的费用。因此，最终 选择快速以太网作为该企业的组网技术方案。 2.2网络设计的原则 首先，实用性和经济性。系统建设应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，
石化行业工控系统信息安全的纵深防御
石化行业工控系统信息安全的纵深防御 纵观我国工业、能源、交通、水利以及市政等国家关键基础设施建设，DCS、PLC等工业控制系统得以广泛应用，随着我国两化融合的深入发展，信息化的快速发展大大提高了公司的运营效率，但TCP/IP、Ethernet等通用技术和通用产品被大量引入工业领域，也将越来越多的信息安全问题摆在了我们面前。 另一方面，长久以来，企业更多关注的是物理安全，信息化发展所需的信息安全防护技术却相对滞后，近几年来因控制系统感染病毒而引起装置停车和其他风险事故的案例屡有发生，给企业造成了巨大的经济损失。Stuxnet病毒的爆发更是给企业和组织敲响了警钟，工信部协[2011]451号通知明确指出要切实加强工业控制系统信息安全管理的要求。本文以石化行业为例，就工业控制系统信息安全存在的隐患，及其纵深防御架构体系进行简要探讨。 1.工业控制系统面临的信息安全漏洞 1、通信协议漏洞 两化融合和物联网的发展使得TCP/IP协议和OPC协议等通用协议越来越广泛地应用在工业控制网络中，随之而来的通信协议漏洞问题也日益突出。 例如，OPC Classic协议(OPC DA, OPC HAD和OPC A&E) 基于微软的DCOM协议，DCOM 协议是在网络安全问题被广泛认识之前设计的，极易受到攻击，并且OPC通讯采用不固定的动态端口号，在通讯过程中可能会用到1024-65535中的任一端口，这就导致使用传统基于端口或IP地址的IT防火墙无法确保其安全性。因此确保使用OPC通讯协议的工业控制系统的安全性和可靠性成为工程师的一个安全技术难题。 2、操作系统漏洞 目前大多数工业控制系统的工程师站/操作站/HMI都是基于Windows平台的，为保证过程控制系统的相对独立性，同时考虑到系统的稳定运行，通常现场工程师在系统开车后不会对Windows平台安装任何补丁，这样导致了操作系统系统存在被攻击的可能，从而埋下了安全隐患。 3、杀毒软件漏洞 为了保证工控应用软件的可用性，许多工控系统操作站通常不会安装杀毒软件。即使安装了杀毒软件，在使用过程中也有很大的局限性，原因在于使用杀毒软件很关键的一点是，其病毒库需要不定期的经常更新，这一要求尤其不适合于工业控制环境。而且杀毒软件对新病毒的处理总是滞后的，导致每年都会爆发大规模的病毒攻击，特别是新病毒。 4、应用软件漏洞 由于应用软件多种多样，很难形成统一的防护规范以应对安全问题；另外当软件面向网络应用时，就必须开放其网络端口。因此常规的IT防火墙等安全设备很难保障其安全性。互联网攻击者很有可能会利用一些大型工程自动化软件的安全漏洞获取诸如污水处理厂、天
简述网络信息安全防护体系——朱节中
滨江学院 网络信息安全课程论文题目简述网络信息安全防护体系 院系计算机系 专业软件工程 学生姓名王二麻 学号 20122344900 学期 2014-2015(1) 指导教师朱节中 职称副教授 二Ｏ一四年十二月九日
简述网络结构安全防护体系 一、引言 计算机网络是由硬件网络、通信软件以及操作系统构成的，对于一个系统而言，首先要以硬件电路等物理设备为载体，然后才能运行载体上的功能程序。通过使用路由器、集线器、交换机、网线等网络设备，用户可以搭建自己所需要的通信网络，对于小范围的无线局域网而言，人们可以使用这些设备搭建用户需要的通信网络，最简单的防护方式是对无线路由器设置相应的指令来防止非法用户的入侵，这种防护措施可以作为一种通信协议保护，目前广泛采用WPA2加密协议实现协议加密，用户只有通过使用密匙才能对路由器进行访问，通常可以讲驱动程序看作为操作系统的一部分，经过注册表注册后，相应的网络通信驱动接口才能被通信应用程序所调用。 网络安全通常是指网络系统中的硬件、软件要受到保护，不能被更改、泄露和破坏，能够使整个网络得到可持续的稳定运行，信息能够完整的传送，并得到很好的保密。因此计算机网络安全设计到网络硬件、通信协议、加密技术等领域。 网络安全防护体系是基于安全技术集成的基础之上，依据一定的安全策略建立起来的。 二、需求与安全 网络本身的开放性、无界性等特性，在给工作、学习、生活带来巨大便利的同时，也带来了了一些不容忽视的问题，网络安全就是其中最为显著的问题之一。 2.1 信息 信息是资源，信息是财富。信息化的程度已经成为衡量一个国家，一个单位综合技术水平，综合能力的主要标志。从全球范围来看，发展信息技术和发展信息产业也是当今竞争的一个制高点。 计算机信息技术的焦点集中在网络技术，开放系统，小型化，多媒体这四大技术上。2.2安全 Internet的发展将会对社会、经济、文化和科技带来巨大推动和冲击。但同时，Internet 在全世界迅速发展也引起了一系列问题。由于Internet强调它的开放性和共享性，其采用的TCP/IP、SNMP等技术的安全性很弱，本身并不为用户提供高度的安全保护，Internet自身是一个开放系统，因此是一个不设防的网络空间。随着Internet网上用户的日益增加，网上的犯罪行为也越来越引起人们的重视。 对信息安全的威胁主要包括：
2016级《工业控制组网与组态技术》
《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803 适用专业：自动化专业 教学时数：56 学时其中实践56 学时 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／A S小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 六、实验项目设置与内容（小四号黑体字） 序号实验名称内容提要 实验 学时 每组 人数 实验 属性 开出 要求 备注 1 集散控制系统的组 态 1、掌握软件组态 2、学习集散控制方法 8 6 验证必做 2 基于DCS的温度控制 系统的设计与实施 1、系统设计、硬件连接 2、组态和实现控制 8 6 综合必做 3 基于DCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合选做 4 基于FCS的温度控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 5 基于FCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 6 PROFIBUS-DP应用1、掌握网络系统故障及诊断 2、掌握STEP7使用方法 8 6 综合选做 7 HMI组态软件 1、掌握HMI的使用 2、完成基本PLC功能 8 6 综合选做 七、教材及实践指导书 1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.
工业控制网络复习题
题型有概念10分、填空30分、选择10分、判断10分、挑错10分、计算，简答共30分一．概念（名词解释） 1．现场总线：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2．DC S:集中采集控制系统和集散控制系统 3．FCS:现场总线控制系统 4．TCP：传输控制协议 5．UDP：用户数据报协议 6．UCMM：未连接报文管理器 7．NUT：网络更新时间 二．填空或简答 1．现场总线的优点，特点 （1）现场总线的特点： 现场总线是现场通信网络； 现场总线是数字通信网络； 现场总线是开放互连网络； 现场总线是现场设备互连网络； 现场总线是结构与功能高度分散的系统； 现场总线是现场设备的互操作性与互换性网络 （2）优点： 导线和连接附件大量减少； 仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少； 设计、安装和调试费用大大降低； 维护开销大幅度下降； 系统可靠性提高； 系统测量与控制精度提高； 系统具有优异的远程监控功能； 系统具有强大的（远程）故障诊断功能； 设备配置、网络组态和系统集成方便自由； 现场设备更换和系统扩展更为方便； 为企业信息系统的构建创造了重要条件 2．现场总线系统
3．现场总线国际标准，中国标准 国际标准：IEC61158：工业控制系统用现场总线（Fieldbus for use in industrial Control System）IEC62026：低压开关设备和控制设备（Low-V oltage Switchgear and Controlgear）用现场总线（设备层现场总线） ISO11898：道路交通工具－数字信息交换－用于高速通信的控制器局域网（CAN）ISO11519：道路交通工具－低速串行数据通信 中国标准： GB/T20540-2006 测量和控制数字式数据通信工业控制系统用现场总线3：PROFIBUS GB／T18858.1－2002 低压开关设备和控制设备控制器－设备接口(CDI)第1部分总则 GB／T18858.2－2002 低压开关设备和控制设备控制器－设备接口(CDI)第2部分执行器-传感器接口（AS-i） GB／T18858.3－2002 低压开关设备和控制设备控制器－设备接口(CDI)第3部分DeviceNet 4．OSI参考模型的层对应关系（那个协议属于哪层） 5．TCPIP传输层的层对应关系（那个协议属于哪层）
对纵深防御的思考
对纵深防御的思考 范育茂朱宏 （环境保护部西南核与辐射安全监督站，成都，610041） 摘要：日本福岛核事故是世界核电运行史上首个由于极端自然灾害导致多个反应堆堆芯损坏的严重事故，将对全球核能发展产生深刻的影响。本文对作为核安全基本原则的纵深防御进行了梳理和讨论，概述了纵深防御的涵义及其发展，描述了其实施过程；在分析福岛核事故暴露出的问题和带来的挑战之基础上，对后福岛时代的纵深防御体系给出了几点初步思考。 关键词：福岛核事故纵深防御核安全设计基准 1 引言 2011年3月11日，日本东北地区发生里氏9.0级特大地震，加上随之而来的巨大海啸，导致福岛第一核电站(Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station)发生严重事故，成为世界核电五十多年运行历史上首个由于极端外部自然事件导致多个反应堆堆芯损坏的核电站。福岛核事故反映出当前人类社会对极端自然灾害的认识还存在局限性，直接挑战了核能界对核事故风险的传统认识，人们不能再以福岛核事故前的思维来对待核安全问题了。 福岛核事故，正在促使各国重新审视现有的核安全监管框架，反思对核安全的本质认识，加紧研究很多过去未曾考虑或忽视的核安全议题，如一址多堆核电机组的相互影响、极端外部事件叠加导致的多机组严重事故预防与缓解、实体屏障发生共模失效的概率及应对措施等。在此背景下，有必要对纵深防御(Defense-In-Depth)这一核安全的基本原则和根本理念进行重新梳理和讨论，总结经验、吸取教训，以“亡羊补牢”，真正确保后福岛时代的核安全“万无一失”。本文即是对此议题的初步思考。 2 纵深防御 2.1 涵义及其发展 纵深防御是上世纪50年代逐步发展起来的一种核安全策略。对于纵深防御的概念，迄今
办公楼网络规划方案
计科系办公楼网络系统集成 二零一一年六月 目录 1网络集成系统需求分析 (3) 1.1.网络现状 (3) 1.2需求分析 (3) 1.3.应用需求 (3) 1.4用户性能分析 (4) 1.4.1.楼层结构分析： (4) 1.4.2.楼层使用分析 (4) 1.4.3.环境分析 (4) 1.4.4.网络分析 (5) 1.4.5.接点分析 (5) 1.5网络管理需求 (6) 2.网络系统设计 (7) 2.1网络设计原则 (8) 2.2网络拓扑图及相关命令 (9) 2.3IP地址规划和VLAN设计 (11) 2.3.1IP规划 (11) 2.3.2VLAN设计 (11) 2.4.办公楼网络专项设计 (15) 2.4.1网络管理 (15) 2.4.2网络安全性 (15) 2.4.3网络扩展性设计 (15) 2.5网络操作系统选择 (15) 2.6应用系统选型 (16) 3.网络系统集成使用的主要设备 (20)
1网络集成系统需求分析 1.1.网络现状 我院许多实验室和党政领导部门都使用着计算机进行大量计算、统计、分析、管理和文字处理等工作。为了适应教学、科研和管理工作的需要，加强我院内各部门之间的信息交流和共享，提高工作效率和水平，有必要为学院建立一个更加广泛、实用、安全的网络环境。 1.2需求分析 1.了解用户的基本情况 计算机科学学院办公大楼目前有办公室6间、实验室1-间、计算机中心室1间、资料室2间、会议室1间。 我院网络主要应用于学校内部教职工的教学和学生生活管理，多数区域能够接入Internet；学校有关教职工教学及学生生活的区域都已连成局域网 同时我院开启的网络教学平台，进行网上教学（交流）、生活管理等服务等。 2.确定用户需求 我院网络建设的主要目的是： 能充分利用网络资源，提高学生的自学能力；同时开启网络教学平台，方便学生下载资源及解决疑难，从而提高了教学质量。 能够覆盖我院的各个教学、科研、生活和管理区域，在各方面提供高效的网络服务。 具有较高的安全性。
工业控制网络发展
工业控制系统的网络化发展及现状研究 发布: 2009-10-26 | 作者: | 来源: 0引言 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。 1计算机控制系统的发展 计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。 进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性，而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。 80年代中后期，随着工业系统的日益复杂，控制回路的进一步增多，单一的DDC 控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。 进入90年代以后，由于计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位，但是DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不同厂家产品的集成存在很大困难。
工业控制系统信息安全三年行动计划解读
《工业控制系统信息安全行动计划（2018-2020年）》解读 国家工业信息安全发展研究中心 2018年7月
支撑我国工业领域信息安全国家级研究与推进机构 中心定位 中心职责 ●工业信息安全技术研发●工业信息安全风险监测预警●工业信息安全检查评估●工业信息安全应急响应 国家工业信息安全发展研究中心 1959 2011 2010 2017 成立工信部电子一所 “震网”事件后从事工控安全研究 支撑起草我国第一项工控安全政策（451号文） 发展历程 中编办批准正式更名 苗圩部长、陈肇雄副部长调研指导 刘云山常委听取汇报马凯副总理听取汇报 2
中国制造2025 专项等 ●典型行业工控安全解决方案应用推广●工控安全保障能力建设●工控安全测试和风险验证平台●工控安全应急资源库建设●重要工控安全感知与评估●关键网络空间纵深防御体系建设质量检测 建有工控领域唯一国家级安全质检机构 态势感知 在线安全监测平台指纹获取技术被鉴定为已达“国际领先水平” 检查评估 评估近百家大型企业，排查风险两千余处 应急处置 依托国家工控安全信息共享平台等，圆满政策制定 工控安全行动计划（2018-2020年）工控安全防护指南 工控安全防护能力评估管理办法…… 成立联盟 国家工业信息安全产业发展联盟 信息安全保障 国家工信安全中心职能定位 推进产业发展平台系统研制 重大项目研究
目录 01 行动计划解读 02 技术保障能力建设方案
目录 01 行动计划解读 ?安全形势 1 ?编制依据 2 ?编制内容 3
1、安全形势---当前工业信息安全形势严峻?（1）联网工业控制系统及设备数量不断升高
网络入侵防御系统
一．网络入侵防护系统 针对日趋复杂的应用安全威胁和混合型 网络攻击，提供了完善的安全防护方案。网 络入侵防护系统（以下简称“NSFOCUSNIPS （N系列）”）是拥有完全自主知识产权的新 一代安全产品，作为一种在线部署的产品，其设计目标旨在适应攻防的最新发展，准确监测网络异常流量，自动应对各层面安全隐患，第一时间将安全威胁阻隔在企业网络外部。这类产品弥补了防火墙、入侵检测等产品的不足，提供动态的、深度的、主动的安全防御。为应对新型攻击带来的威胁，从智能识别、环境感知、行为分析三方面加强了对应用协议、异常行为、恶意文件的检测和防护，为企业提供了一个看得见、检得出、防得住的全新入侵防护解决方案。 体系结构 NSFOCUSNIPS（N系列）的体系架构包括三个主要组件：网络引擎、管理模块、安全响应模块，方便各种网络环境的灵活部署和管理。 网络入侵防护系统体系架构 主要功能 NSFOCUSNIPS（N系列）是网络入侵防护系统同类产品中的精品典范，该产品高度融合高性能、高安全性、高可靠性和易操作性等特性，产 品内置先进的Web信誉机制，同时具备深度入侵防护、 精细流量控制，以及全面用户上网行为监管等多项功 能，能够为用户提供深度攻击防御和应用带宽保护的 完美价值体验。 入侵防护 实时、主动拦截黑客攻击、蠕虫、网络病毒、后 门木马、D.o.S等恶意流量，保护企业信息系统和网络 架构免受侵害，防止操作系统和应用程序损坏或宕机。 Web安全 基于互联网Web站点的挂马检测结果，结合URL信誉评价技术，保护用户在访问被植入木马等恶意代码的网站时不受侵害，及时、有效地第一时间拦截Web威胁。 流量控制 阻断一切非授权用户流量，管理合法网络资源的利用，有效保证关键应用全天候畅通无阻，通过保护关键应用带宽来不断提升企业IT产出率和收益率。 应用管理 全面监测和管理IM即时通讯、P2P下载、网络游戏、在线视频，以及在线炒股等网络行为，协助企业辨识和限制非授权网络流量，更好地执行企业的安全策略。 解决方案
网络安全纵深防御体系
网络安全纵深防御体系 第一层是安全域划分，这个安全域是对业务的抽象，并不是对物理服务器的划分，在大规模分布式架构中，同一个安全域的机器可能并不一定位于同一个物理机房，但是它们对应相同的安全等级，共享一组相同的访问控制策略，只对其他安全域或Iinternet 暴露有限的协议和接口。即使攻击者渗透了其他相邻的服务器，也只能扫描和访问这个安全域内有限的几个端口，没办法自由渗透，这个方案主要解决Plan-B曲线救国时被人侵者“误伤”，即被无意识的扫描行为以很低的成本获取新的站点和权限，以及获得单点root后进步渗透的扩散，希望能把安全事件爆发的最大范围抑制在一个安全域中，而不是直接扩散到全网。 第二层是基于数据链路层的隔离，只有第二层隔离了才能算真正隔离，否则只在第3层以上做ACL效果会差一些，仍然会遭受ARP攻击。第二层使用VPC、Vxlan、VLan等方法相当于在安全域的基础上对一组服务器以更细的粒度再画一道防线，进一步抑制单点沦陷后受害源扩大的问题。在不是特别大的网络中可以直接跳过安全域到这一步。当然安全域的概念在任何时候都是存在的，我们在这里仅仅是在做划分的事情。 第二层之上就是端口状态协议过滤，这是绝大多数“防火墙”应用的场景。解决的还是对黑客暴露的攻击面的问题，即使我的加固做得不到位，不必要的服务没有清理干净，开放了有问题的端口，甚至有些端口上跑着的服务还有漏洞，但是因为被防火墙过滤了，路由不可达，所以攻击者利用不了，他只能在对外或对信任域暴露的端口上去想办法。本质上，就是给攻击者提供“窄带”，有限的访问通道。不过在有复杂嵌套引用关系的大规模生产网络中，出于运维成本的考虑，有时候访问控制策略不会做得很细粒度，因为那样的话，如果有台机器挂了，换个P都麻烦，这也是安全向业务的妥协。 再往上一层是现在讨论最多的APP安全，其实从图中也可以看出你平日的工作都是聚焦于哪层。这一层单独拆开都可以再建一个纵深防御的子体系。应用层通常是暴露在Internet上的攻击面，这一层主要是解决认证鉴权、注入跨站上传之类的应用层漏洞，尽可能把入侵者堵在信息和资源的唯一入口。如果你在开发WAF，那你对应的也是这一层的工作。 应用层上方是容器、运行时环境。这里的目标是假设服务器上的应用程序有漏洞，且攻击者找到了漏洞，我不希望这个漏洞能被成功利用，直接跳转到系统权限，而是希望能在这一步阻止攻击者，办法就是通过容器加固。比如阻止一些危险函数的运行，比如上传了webshell 但是不被解析执行，比如你想执行eval()并用种种方法变形编码字符串拼接逃过了应用层的检测，但是到了运行时其实是相同的底层指令，那么无论攻击者在上层多么努力地变形，我都有可能在更底层把攻击者揪出来，哪怕不直接阻断，我也至少报个警。在绝大多数入侵活动中，上传或生成webshell 是从应用权限向系统权限转化的关键一步，所以这一层的防御也是比较重要的。后面会有单独篇幅讲如何对抗webshell。
网络规划设计方案网络规划方案书
网络规划设计方案网络规划方案书 某三级甲等医院网络规划方案书 目录 前言 (1) 网络的分层设计原 (4) 网络拓扑结构设计 (6) 设备选型 (8) 路由器的选择 (8) 交换机的选择 (11) 服务器………………………………………………………20 防火墙………………………………………………………21 综合布线系统设计…………………………………………22 设计综合布线系统依据的标………………………………24 LUCENT 布线系统简
介……………..……………………24 安全管理……………………………………………………25 前言 进入二十一世纪，全世界正在掀起全球信息化的浪潮，世界各国 都把推进信息化进程，发展信息产业作为推动本国经济发展的新动力。当今社会信息化进程迅猛发展，网络技术已经对社会、经济和文化各方面产生重大影响，并将改变人们认识世界、思考世界的观点和方法。作为传统行业之一的医疗卫生行业，如何面 对网络时代带来的冲击，如何利用网络技术提高我们医疗卫生行 业的管理水平和服务质量，是无法回避的问题。为了认真贯彻卫生部召开的关于加快医疗卫生系统信息化建设及管理的会议精神，进一步推进医疗行业的信息化建设，了解国际医疗信息化发展动态，吸收新的技术和管理经验，提高医疗卫生系统信息化应用的管理水平，使医院经济效益和社会效益双丰收，全国各省都在逐步加快医院的信息化建设步伐。 信息化已是世界各国发展经济的共同选择，信息化程度已成为衡 量一个国家和地区现代化水平的重要标志。随着信息时代的到来，计算机在各行各业得到了越来越广泛的应用。医院也同样面临着信息时代的巨大挑战，建设现代化的医院，信息管理的计算机化、网络化和数据高度共享化将是必不可少的条件。整个医院网络信息系统起到了
级工业控制组网与组态技术
级工业控制组网与组态技 术 The latest revision on November 22, 2020
《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803适用专业：自动化专业 56学时其中实践56学时 教学时 数： 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（HumanMachineInterface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／AS小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 七、教材及实践指导书
1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.
后福岛时代的纵深防御
后福岛时代的纵深防御 范育茂朱宏 （环境保护部西南核与辐射安全监督站，成都，610041） 摘要：日本福岛核事故引起了广泛的关注，将对全球核能发展产生深刻的影响。本文概述了福岛核事故前纵深防御的涵义和发展，讨论了其与安全目标的关系；应用瑞士奶酪模型(Swiss Cheese Model)分析了福岛核事故中由于共因故障所致的纵深防御漏洞，并阐述了后福岛时代纵深防御体系的两个特征。 关键词：福岛核事故纵深防御核安全瑞士奶酪模型 1 引言 2011年3月11日，日本东北地区发生里氏9.0级特大地震，加上随之而来的巨大海啸，导致福岛核电站发生严重事故。福岛核事故所造成的全世界的广泛关注和深刻影响，再一次增强了核能界由来已久的一个共识：地球上任何一处发生的核事故，其影响都是世界性的，一荣不一定俱荣，但一损俱损，“环球同此凉热”。可以预见，福岛核事故对世界核能发展的进程，无疑是一个“分水岭”：“核”去“核”从，正成为摆在各国政府面前严峻而现实的难题，未来的世界可能呈现出拥核与弃核两种鲜明的立场和格局；福岛核事故对核安全的贡献，一定是一个“里程碑”：它反映出当前人类社会对自然灾害的认识还存在局限性，更颠覆了业内人士对核事故风险的传统认识，人们不能再以福岛核事故前的思维来对待核安全问题了。 福岛核事故，正在促使各国重新审视现有的核安全监管框架，反思对核安全的本质认识，加紧研究很多过去未曾考虑或忽视的核安全议题，如一址多堆核电机组的相互影响、极端自然事件叠加导致的严重事故预防与缓解、实体屏障发生共因失效的概率及应对措施等。在此背景下，作为核安全的基本原则和根本理念，有必要对纵深防御这一安全哲学进行认真分析和讨论，总结经验、吸取教训，以“亡羊补牢”、防微杜渐，真正确保后福岛时代的核安全“万无一失”。本文即是对此议题的一个初步探索。
如何构建网络安全防护系统
如何构建网络安全防护系统 班级：计科143 学号：6103114095 姓名：王祥真 网络化时代已经不可逆转，几乎各行各业都与之联系，借因特网来运营、宣传、发展，不和网络挂钩的企业终究会被大趋势所淘汰。当我们庆幸因特网给我们带来的巨大利润与盈利的同时，各种各样的网络安全问题也给我们以当头棒喝。现阶段,中国企业种类繁多,经营范围广泛,业务类型不尽相同,因而各自所面临的网络安全威胁也参差不齐,但它们都或多或少的受到黑客攻击、恶意代码、数据泄漏和内部滥用等安全隐患,企业网络环境不容乐观。不仅是企业深受其害,广大网民们也日益成为被攻击对象,隐私与资金安全得不到保障,频频遭受信息泄露和资金被盗等网络安全事件的迫害。不可否认，网络是把双刃剑。因此我们必须重视网络安全问题，重点是构建网络安全防护体系。通过大半个学期的网络安全技术的学习，我对网络安全有了以下认识： 一.网络安全所面临的各种威胁。 1.恶意代码 恶意代码包括传统的计算机病毒、木马、蠕虫、逻辑炸弹、脚本病毒、用户级RootKit、核心级RootKit等。 2.系统漏洞 目前的操作系统存在安全漏洞，尤其是Windows的普遍性和可操作性，使它成为最不安全的服务器操作系统，还有Office的漏洞、浏览器漏洞、ⅡS漏洞、SQL注人漏洞、代码漏洞及其他各种应用系统漏洞对网络安全构成重大威胁。系统漏洞是计算机软件系统存在的结构缺陷，对待系统漏洞，除了要既是进行漏洞修补之外，还要从计算机软件系统的设计人手，尽量减少系统漏洞的数量。 3、垃圾邮件与非法访问 内部用户对Internet的非法访问威胁，如浏览黄色、暴力、反动等网站，以及垃圾邮件和非法邮件链接导致的点击和误击事件时有发生。目前网络中的垃圾邮件普遍带有计算机病毒及木马程序，如果对垃圾邮件进行传播，并对非法链接进行访问，很容易造成计算机感染病毒，引起计算机系统瘫痪。 二．一些常见的安全服务机制。 1.加密机制 这种机制提供数据或信息流的保密，并可作为对其他安全机制的补充。加密算法分为两种类型： （1）对称密钥密码体制，加密和解密使用相同的秘密密钥； （2）非对称密钥密码体制，加密使用公开密钥，解密使用私人密钥。网络条件下的数据加密必然使用密钥管理机制。 2.数字签名机制 数字签名是附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所做的密码变换，这种数据或变换允许数据单元的接收方确认数据单元来源或数据单元的完整性，并保护数据，防止被人伪造。数字签名机制确定包括两个过程，对数据单元签名、验证签过名的数据单元。