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加强我国工业控制系统安全性的建议

作者：闫晓丽

来源：《信息安全与技术》2013年第02期

【摘要】随着计算机和网络技术的发展，工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件，以各种方式与互联网等公共网络连接，病毒、木马等威胁正在向工业控制系统扩散，工业控制系统的安全问题日益突出。当前工业控制系统广泛应用于我国电力、化工、石油石化、市政、冶金等关系国计民生的重要行业和领域，但国外产品占据我国工业控制系统高端市场，这给我国带来了较大的安全隐患。此外，我国工业控制系统信息安全管理还存在诸多问题，有必要对我国工业控制系统的安全性进行分析，并提出相关建议。

【关键词】工业控制系统；安全；建议

1 引言

工业控制系统是数据采集与监控系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS）以及可编程逻辑控制器（PLC）等其他控制系统的统称。工业控制系统广泛应用于电力、水和污水处理、石油和天然气、化工、交通运输、制药、纸浆和造纸、食品和饮料以及汽车、航空航天和耐用品等行业。

工业控制系统最初是孤立的系统，使用专门的硬件和软件来运行专有控制协议。但随着工业控制系统越来越广泛地使用互联网协议，计算机病毒、“黑客” 攻击、信息泄密和人为蓄意破坏等外部威胁的可能性日益增加，同时由于传统的安全措施不能很好适用于工业控制系统，使得很多关键的控制系统常处于高风险状态，系统失效所引起的事故时有发生。我国工业控制系统较多地使用国外产品，这些产品不可避免地存在漏洞，漏洞一旦被利用，将可能导致工业生产运行瘫痪，造成巨大经济损失，并可能带来环境灾难和人员伤亡，危及公众生活和国家安全。这使得我国工业控制系统信息安全问题更加突出。

本文重点对我国工业控制系统的应用现状、系统的安全性进行分析，并在此基础上提出相关措施建议。

2 我国工业控制系统发展现状

2.1 工业控制系统广泛应用于我国重要行业和领域

目前我国工业控制自动化技术有较大的发展，工业控制系统产业已经形成。SCADA、DCS、PLC等工业控制系统在我国电力、化工、石油石化、市政、冶金等关系国计民生的重要行业和领域中有着广泛应用。

SCADA系统是基于计算机技术的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。据中国工控网前几年的统计，SCADA在电力系统中应用最广泛，其中变电站自动化约占到SCADA市场的40%左右，电力调度自动化约占市场的10%；市政行业约占30%，油气管线领域约占市场的8%。

DCS系统是集中式局域网模式的生产控制系统，通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工作站等连接起来，以完成对现场设备的分散控制和集中操作管理。DCS系统主要用于发电厂、变电站、炼油、制药、水处理等过程控制行业。据中国工控网等的统计，DCS系统在化工、电力、石油石化领域应用最广，占到市场的75%左右，其中化工行业应用自2009年以来保持快速增长，2012年该行业占据了DCS市场的1/3以上应用；此外，建材、市政、造纸、冶金等行业也各占据DCS市场5%的应用。

PLC是具有计算能力的固态设备，具有独立进行一定的采集、计算、分析和工业设备与工业过程的控制功能，它可以直接作为小规模控制系统进行生产过程控制，也常常在SCADA和DCS系统中作为整个系统的控制组件对本地进行管理。根据输入输出口的点数，PLC可分为大型（I/O点数大于1024）、中型（I/O点数介于256和1024之间）、小型（I/O点数介于256和30之间）、微型（I/O点数小于30）。据睿工业统计，2010年我国市场上小型PLC约占45%左右，中型PLC约占31%，大型PLC约占22%。其中小型PLC主要用于纺织、食品加工等行业，2011年纺织行业占比约为30%；大中型PLC主要用于冶金、汽车、电力、市政等行业，2011年冶金行业占比约为25%。

2.2 国外产品占据我国工业控制系统高端市场

当前我国工业控制系统的高端市场基本被国外垄断。例如，在DCS市场，国内厂商如浙大中控、和利时等虽占据一定份额，但国外厂商仍占据主导地位。据有关调查，2009年我国化工领域DCS市场上，霍尼韦尔、横河、艾默生、ABB等国外厂商占据50%以上份额，浙大中控、和利时等国内厂商主要活跃在中小化工行业；在电力领域艾默生、ABB和西门子是主流厂商，大型DCS市场基本是国外品牌的天下，如在电厂热工DCS系统市场，百万机组DCS 国产系统刚刚实现零的突破，60万机组DCS系统国产化率仅为20%。又如，在PLC市场，国内厂商占有很小的份额，据睿工业调查，2011年我国大中型PLC市场罗克韦尔、施耐德和西门子等国外厂商占据99%以上份额，在小型PLC市场国外产品也占据约90%的份额，国内品牌市场占有率不足10%。

2.3 国内厂商的技术水平和市场占有率快速提升

我国工业控制系统领域涌现出一些技术水平较高的国内厂商，如和利时、浙大中控等，这些厂商的市场占有率快速提升。和利时的工业控制系统包括SCADA、DCS、PLC和运动控制系统，主要应用在核电、火电、化工、油气田和天然气处理、城市轨道交通、高速铁路等领域。和利时成功研发了1000MW核电机组、1000MW大型火电机组和500万吨炼油等大型工