工控安全风险评估方法_如何防御工业控制系统网络攻击

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为什么工控系统会成为攻击者的“香饽饽”?

工业控制系统(ICS)直接关联物理流程,一旦瘫痪就可能造成停产、爆炸甚至人员伤亡。攻击者看重的是连锁反应带来的高价值勒索赎金或地缘政治影响。与传统IT网络相比,ICS往往运行周期长达十年以上,老旧协议缺乏加密,补丁更新困难,形成了天然短板。

工控安全风险评估方法_如何防御工业控制系统网络攻击
(图片来源网络,侵删)

工控安全风险评估到底评什么?

1. 资产清单:先摸清“家底”

  • 硬件资产:PLC、RTU、DCS控制器、工程师站、操作员站。
  • 软件资产:组态软件、SCADA平台、历史数据库、OPC服务器。
  • 通信资产:Modbus、DNP3、Profinet、OPC Classic等协议链路。

2. 威胁建模:谁可能来敲门?

自问:攻击者来自外部还是内部?
自答:外部可能是有组织犯罪团伙或国家级APT;内部则可能是被钓鱼邮件控制的操作员或心怀不满的维护人员。不同来源决定了攻击路径与工具差异

3. 漏洞评估:把“暗门”找出来

  • 被动扫描:使用Nmap、ZMap识别开放端口,但避免触发PLC崩溃。
  • 固件分析:提取控制器固件,查找硬编码口令或缓冲区溢出。
  • 协议模糊测试:构造畸形Modbus报文,观察设备是否异常重启。

如何防御工业控制系统网络攻击?

策略一:网络分段与微隔离

把OT网、IT网、DMZ区用防火墙+单向网闸切成“三岛”,再在OT内部按生产线划分VLAN。任何跨区通信必须经过白名单策略,禁止横向移动。

策略二:零信任接入

工程师远程维护时,先通过MFA+SDP隧道验证身份,再下发最小权限指令;临时账号到期自动回收,避免“幽灵账号”长期潜伏。

策略三:补丁与虚拟补丁并行

  • 可停机设备:在测试床验证补丁后,利用计划停机窗口更新。
  • 不可停机设备:在网关处部署IPS规则,拦截针对CVE-2021-22681的恶意代码,实现“虚拟补丁”。

策略四:行为分析与欺骗防御

在SCADA网络内部署流量镜像+AI基线模型,一旦发现工程师站突然向PLC批量下发未知功能码,立即触发告警并联动蜜罐。蜜罐伪装成HMI界面,记录攻击者每一步操作,为溯源提供证据。


实战案例:某石化企业阻断勒索软件

攻击者通过鱼叉邮件植入SNAKE勒索软件,试图从办公网横向渗透至DCS。企业提前部署了OT感知平台,监测到445端口异常扫描后,自动下发策略关闭边界防火墙对应端口,并在15分钟内完成事件通报与应急处置,生产线零中断。

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未来趋势:从合规走向韧性

传统合规强调“符合标准”,而韧性强调“快速恢复”。2024年后,更多工厂将采用数字孪生进行攻击演练,通过模拟PLC被加密场景,提前编排恢复脚本,将MTTR从小时级压缩到分钟级。


常见疑问解答

Q:老旧PLC不支持加密怎么办?

A:在通信链路上部署串口加密网关,透明实现Modbus/TCP到Modbus/TLS的转换,无需改动PLC固件。

Q:预算有限,优先加固哪一层?

A:先加固最易被忽视的工程师站:禁用USB口、安装EDR、强制双因素登录,可挡住80%的初始入侵。


行动清单:今天就能做的五件事

  1. 导出所有PLC固件版本号,与CISA已知漏洞库比对。
  2. 在核心交换机配置SPAN口,接入免费版Zeek做流量审计。
  3. 为所有远程维护账号启用硬件令牌。
  4. 把Windows XP工程师站升级到Windows 10 LTSC,并加入域控。
  5. 制定“红蓝对抗”演练计划,每季度模拟一次勒索软件攻击。

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