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工业SCADA系统网络的安全服务框架研究.pdf
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工业 SCADA 系统网络的安全服务框架研究
引言
工业控制网络(ICN)通常是由专用的硬件资源和通信网络组成,是单独的,孤立的系统,
用于完成控制功能的计算资源(包括 CPU 计算时间和内存)是极其有限的,控制系统的设计
需要满足可靠性、实时性和灵活性等需求。在工业控制网络的早期开发过程中,信息安全的
问题还没有凸显出来,信息安全通常都不是一个重要的设计要求,因而为了提高性能要求和
节约成本,通常都忽略了信息交互的考虑。此外,信息安全目标有时和控制系统的高可靠性
和实时操作相冲突。
在整个工业控制网络技术体系中,基于 SCADA 系统(监视控制和数据采集系统)平台的
控制网络是一种使用较为广泛的工业控制网络,其综合集成了计算机网络、现代通信,微电
子以及自动化技术,普遍应用于电力,供水、石油,天然气、轨道交通和化学工业领域,是
国家关键基础设施的重要组成部分,关系到国家的战略安全。2007年以来,世界各国政府和
各种网络信息安全机构已经注意到工业 SCADA 系统网络的安全问题,纷纷开展了相关工
作,如欧盟已经开展关于SCADA 安全规范的标准讨论与制定。为保障工业 SCADA 系统网
络的机密性,完整性。同时满足可用性,文中设计了一个安全服务框架,并讨论了该框架的
具体细节。
一、工业 SCADA 系统网络结构
SCADA 系统广泛应用于诸多行业,功能越来越强大,结构也越来越复杂。一般意义上,
工业控制 SCADA 系统可分为3层,如图1所示。
图1:工业 SCADA 系统网络
第1层为数据采集层,由 RTU 与一次仪表构成,完成现场原始数据的采集与预处理,而
且根据设计需求还可以实现现场的数据存储,以保证通信中断后数据的连续性;
第2层为 SCADA 系统通信网络层,由光纤、微波,卫星,GPRS,数传电台等信道组成,
以实现远距离通信;
第3层为 SCADA 控制端系统层,在此层实现对已采集数据的分析、整理,并根据需要
实现多种形式的发布。业界很多公司分别在数据采集层,SCADA 系统通信网络层、SCADA
控制端系统层都拥有极其稳定的产品和丰富的系统集成经验。
此外,根据工业控制网络的具体应用环境和规模,数据采集层会将 SCADA 信息数据进
行分布式处理,形成 SCADA 系统子站设备层,以减轻 SCADA 系统中心控制端的负载。
二、工业 SCADA 系统网络的常见安全威胁
工业自动控制领域使用较为普遍的、成熟的是与 IP 网技术截然不同的工业控制网通信
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苦茶子12138
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