岳 濤

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)趙莊二號井，山西 長治 047100）

0 引言

面對日益嚴(yán)峻的工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，趙莊二號井煤礦作為國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施運營者、工控系統(tǒng)的使用者，一直緊緊圍繞貫徹落實黨中央、國務(wù)院重大戰(zhàn)略決策，積極推進(jìn)工控安全建設(shè)工作。通過本次工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)建設(shè)，不僅能提高趙莊二號井煤礦工控安全的整體防護(hù)水平，更能緊跟國家、集團(tuán)相關(guān)要求，實現(xiàn)國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施運營者應(yīng)有的社會責(zé)任和義務(wù)，滿足煤炭行業(yè)及集團(tuán)對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)與工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全要求。

1 安全技術(shù)體系設(shè)計

1.1 現(xiàn)狀分析

1.1.1 安全計算環(huán)境

根據(jù)煤炭生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，趙莊二號井發(fā)現(xiàn)如下問題：

圖1 趙莊二號井現(xiàn)狀拓?fù)鋱D

1）煤礦調(diào)度室電腦和各個生產(chǎn)服務(wù)器未部署方式惡意代碼的軟件，無法對病毒進(jìn)行防護(hù)，由于工業(yè)系統(tǒng)的特殊性，也無法對系統(tǒng)補(bǔ)丁進(jìn)行及時更新。

2）無法對用戶非法外聯(lián)，非法插拔移動存儲介質(zhì)進(jìn)行管控，一旦移動存儲介質(zhì)中有病毒，將造成大片調(diào)度電腦，生產(chǎn)服務(wù)器發(fā)生故障，進(jìn)而影響煤礦正常生產(chǎn)。

3）缺乏有效的手段對各個工業(yè)控制系統(tǒng)服務(wù)器主機(jī)，操作系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險監(jiān)控。

根據(jù)煤炭辦公網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，趙莊二號井發(fā)現(xiàn)如下問題：

1）各個辦公電腦和服務(wù)器未部署方式惡意代碼的軟件，無法統(tǒng)一對病毒進(jìn)行防護(hù)，無法對病毒庫進(jìn)行升級。

2）無法及時發(fā)現(xiàn)辦公電腦系統(tǒng)漏洞，并進(jìn)行統(tǒng)一的打補(bǔ)丁操作。

1.1.2 安全區(qū)域邊界

經(jīng)過對煤礦生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)調(diào)研，趙莊二號井發(fā)現(xiàn)如下問題：

1）煤炭專網(wǎng)和生產(chǎn)網(wǎng)之間未進(jìn)行有效隔離，無妨對工業(yè)協(xié)議進(jìn)行深度解析，無法對非法工業(yè)操作進(jìn)行識別和阻止。

2）無法對可能的入侵行為進(jìn)行檢測和阻止，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事故，煤礦沒有能力對攻擊進(jìn)行及時阻止和實時預(yù)警。

3）在生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)部未對非法操作行為，非法流量進(jìn)行審計和日志記錄，不便于日后發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事故進(jìn)行溯源。

4）井下無線網(wǎng)與辦公網(wǎng)之間為未進(jìn)行有效隔離，存在一定風(fēng)險，不符合等保要求。

1.1.3 安全管理中心

經(jīng)過對煤礦生產(chǎn)網(wǎng)調(diào)研，趙莊二號井發(fā)現(xiàn)如下問題：

1）未建立安全管理中心，根據(jù)等保2.0的要求，應(yīng)建立安全管理中心。

2）未對重要設(shè)備操作行為進(jìn)行審計，未對操作用戶進(jìn)行權(quán)限鑒別，因此無法判斷是那個用戶在什么時間進(jìn)行了什么操作。

3）未對設(shè)備日志進(jìn)行統(tǒng)一管理，在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全事件時，增加了安全人員溯源的難度。

4）生產(chǎn)網(wǎng)對所有安全設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的流量，日志進(jìn)行統(tǒng)一管理并進(jìn)行分析，尤其是對工業(yè)協(xié)議的解析。

經(jīng)過對煤礦辦公網(wǎng)調(diào)研，趙莊二號井發(fā)現(xiàn)如下問題：

1）辦公網(wǎng)無法檢測到未知攻擊，不能及時預(yù)警。

2）無法對辦公網(wǎng)內(nèi)的電腦進(jìn)行統(tǒng)一管理，不能及時發(fā)現(xiàn)病毒進(jìn)行查殺。

1.2 安全計算環(huán)境建設(shè)

1）各個調(diào)度電腦和生產(chǎn)服務(wù)器安裝工控主機(jī)衛(wèi)士，工控主機(jī)衛(wèi)士主要針對煤礦生產(chǎn)子系統(tǒng)無法安裝傳統(tǒng)殺毒軟件的痛點出發(fā)，采用基于白名單的主機(jī)加固方案來對現(xiàn)有系統(tǒng)文件進(jìn)行加固，防止病毒入侵服務(wù)器和電腦后進(jìn)行破壞；同時針對調(diào)度人員非法插USB設(shè)備進(jìn)行管控，防止U盤帶毒感染工業(yè)控制系統(tǒng)，同時防止操作人員非法卸載關(guān)閉主機(jī)衛(wèi)士進(jìn)行管控。

2）在赫斯曼交換機(jī)或者各個生產(chǎn)服務(wù)器區(qū)的匯聚交換機(jī)旁掛工控漏洞掃描系統(tǒng)，對各個生產(chǎn)子系統(tǒng)服務(wù)器，生產(chǎn)子系統(tǒng)，井下PLC等工業(yè)設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)的識別，漏洞的掃描發(fā)現(xiàn)，并對漏洞提出整改意見報告，協(xié)助用戶進(jìn)行安全整改。

1.3 安全區(qū)域邊界建設(shè)

1）工業(yè)防火墻至關(guān)重要，在辦公區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署，替換原先的網(wǎng)閘，對工業(yè)協(xié)議進(jìn)行深度解析，同時通過ACL策略來進(jìn)行訪問控制策略的部署，防止煤炭專網(wǎng)和集團(tuán)網(wǎng)下發(fā)帶有非法操作的工業(yè)指令。

2）在無線網(wǎng)邊界與辦公網(wǎng)之間部署工業(yè)防火墻，一方面對工業(yè)協(xié)議進(jìn)行解析，另一方面是通過工業(yè)防火墻內(nèi)部的入侵檢測和病毒過濾功能來對入侵和病毒進(jìn)行防御和阻止。

3）在上傳區(qū)與生產(chǎn)網(wǎng)之間部署網(wǎng)閘（利舊），對數(shù)據(jù)上傳業(yè)務(wù)進(jìn)行防護(hù)。

1.4 安全管理中心建設(shè)

1）部署日志審計系統(tǒng)，采集并分析安全設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日志進(jìn)行分析。

2）部署運維審計系統(tǒng)，對資產(chǎn)（安全設(shè)備，服務(wù)器，web頁面）進(jìn)行管理，統(tǒng)一對操作行為進(jìn)行審計管理，防止誤操作。

3）部署工控安全檢測審計平臺，對工業(yè)流量進(jìn)行審計，并及時報警非法流量。

4）部署工控安全態(tài)勢感知平臺對整個工業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，同時對接日志審計，工控安全檢測審計平臺等一列產(chǎn)品，形成對整個工業(yè)環(huán)境的態(tài)勢感知，包括對非法操作，敏感信息，非法入侵等進(jìn)行集中展示，同時根據(jù)公司自身現(xiàn)狀定制化態(tài)勢感知平臺場景應(yīng)用等。

5）部署APT攻擊預(yù)警平臺對為未知攻擊，未知文件進(jìn)行檢測，一旦匹配攻擊樣本，APT將會進(jìn)行報警，通知管理人員進(jìn)行阻斷。

6）部署EDR對辦公網(wǎng)內(nèi)的電腦進(jìn)行集中管理，統(tǒng)一殺毒，統(tǒng)一補(bǔ)丁修補(bǔ)，對病毒流量進(jìn)行隔離。

2 安全管理體系設(shè)計

2.1 安全管理制度

以安全管理體系為核心，相關(guān)管理規(guī)定及制度辦法圍繞管理體系進(jìn)行制定。具體的規(guī)定及制度辦法，必須遵循政策文件中所要求的安全原則、安全方法和安全策略，同時保持較強(qiáng)的可操作性，能夠得到廣泛的推廣和有效果的實施。

發(fā)布流程、管理方法和管理范圍必須經(jīng)過嚴(yán)密的制定，保持系統(tǒng)格式高度統(tǒng)一，系統(tǒng)版本需要有效的控制，同時經(jīng)過正規(guī)有效的途徑進(jìn)行發(fā)布，發(fā)布范圍要明確標(biāo)注，要詳細(xì)的登記所接收和發(fā)布的文件。

信息安全管理部門負(fù)責(zé)組織專業(yè)人員對安全管理體系的合理性進(jìn)行定期審核，同時對管理體系的適用性進(jìn)行驗證，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時修訂，如修訂后內(nèi)容仍不充分需進(jìn)行改進(jìn)。

2.2 安全管理機(jī)構(gòu)

1）以安全管理體系為核心，建立安全管理的具體組織方式，明確安全管理的運行機(jī)制；

2）設(shè)置安全、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理員等崗位，并相應(yīng)配備符合要求的工作人員，配備專職負(fù)責(zé)安全的人員；成立領(lǐng)導(dǎo)小組，對信息安全方面的工作進(jìn)行全方位的指導(dǎo)管理，組長由單位負(fù)責(zé)人指派或授權(quán)；制定文件，明確安全管理機(jī)構(gòu)各部門、各崗位的職責(zé)、分工和技能要求。

3）建立授權(quán)與審批制度；

4）建立內(nèi)外部溝通合作渠道；

5）定期進(jìn)行全面的安全檢查，尤其是系統(tǒng)的日常運行、系統(tǒng)漏洞和數(shù)據(jù)備份等。

2.3 人員安全管理

以安全管理體系為核心，針對人員招聘、員工離崗、績效考核、員工培訓(xùn)等制定相關(guān)規(guī)定，并參照規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行；針對外部人員制定明確的準(zhǔn)入流程，并參照流程嚴(yán)格執(zhí)行。

2.4 系統(tǒng)建設(shè)管理

以安全管理體系為核心，針對系統(tǒng)構(gòu)建研究開發(fā)管理系統(tǒng)，開發(fā)原則應(yīng)符合系統(tǒng)等級、系統(tǒng)全方位安全設(shè)計、產(chǎn)品供銷、軟件開發(fā)、項目實施、測試驗收、日志記錄、等級評價、安全服務(wù)等基本要求。從項目開展的前期階段、中期階段、后期階段3個方面，從最開始的等級設(shè)計到最終的驗收評價，圍繞項目開展的整個周期的角度進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建管理。

3 安全運營體系設(shè)計

3.1 定級備案服務(wù)

根據(jù)等級保護(hù)定級備案表和信息系統(tǒng)定級報告，完成定級備案過程。

圖2 定級流程圖

3.2 等級保護(hù)管理體系設(shè)計

信息安全管理體系建設(shè)，依據(jù)等級保護(hù)基本要求、ISO27001及客戶相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)，建立全面的安全管理模式，包括詳細(xì)的安全策略、完善的管理制度和可行性強(qiáng)的操作規(guī)程。

圖3 管理體系

3.3 安全漏洞檢測設(shè)計

在系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)，針對各種軟硬件設(shè)備進(jìn)行全面的掃描和分析，掃描范圍包括網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用層。掃描過程中所使用的規(guī)則庫應(yīng)涵蓋各類標(biāo)準(zhǔn)，如CVE、CNVD等。掃描結(jié)束后如果出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞、口令有風(fēng)險、數(shù)據(jù)庫配置不合理等問題，需要通過人工進(jìn)行驗證，同時出具最終有效的檢測報告，并提出在檢測中所出現(xiàn)問題的解決方案。

3.4 安全運營服務(wù)設(shè)計

定期收集客戶所使用系統(tǒng)的入侵檢測設(shè)備、入侵防御設(shè)備以及防火墻的日志，進(jìn)行全面分析，對入侵信息的真假進(jìn)行嚴(yán)格篩選，同時根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的真實情況，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全態(tài)勢進(jìn)行診斷，如果發(fā)現(xiàn)有事件正在入侵網(wǎng)絡(luò)或者嘗試著入侵網(wǎng)絡(luò)，發(fā)出警告立即通知客戶并且根據(jù)入侵事件提供完整的技術(shù)措施阻止其繼續(xù)入侵，同時對目前所使用的策略進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

3.5 信息安全加固優(yōu)化

信息系統(tǒng)的加固主要包括3個方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加固、操作系統(tǒng)加固和應(yīng)用系統(tǒng)加固。

1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全加固。提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不是必要的需要禁用、網(wǎng)絡(luò)配置存在隱患的需要修改、對設(shè)備的訪問需要根據(jù)原則進(jìn)行控制、系統(tǒng)軟件版本落后需要及時進(jìn)行更新升級、物理保護(hù)環(huán)境應(yīng)該嚴(yán)格按照IPP要求進(jìn)行設(shè)計。

2）操作系統(tǒng)安全加固。系統(tǒng)補(bǔ)丁需要嚴(yán)格按時檢查、停止一切不是必須提供的服務(wù)、訪問權(quán)限存在不合理的需要修改、安全策略按照最優(yōu)方案進(jìn)行修改、賬戶與密碼的安全強(qiáng)度需要嚴(yán)格檢查、開啟審核策略、關(guān)閉不重要或不常用的端口等。

3）應(yīng)用系統(tǒng)（WEB系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫）安全加固。對要使用的操作數(shù)據(jù)庫軟件（程序）進(jìn)行必要的安全審核，比如對ASP、PHP等腳本，這是很多基于數(shù)據(jù)庫的WEB應(yīng)用常出現(xiàn)的安全隱患，對于腳本主要是一個過濾問題，需要過濾一些類似“,”、“′”、“;”、“@”、“/”等字符，防止破壞者構(gòu)造惡意的SQL語句。安裝最新的補(bǔ)丁，使用安全的密碼、賬號策略，加強(qiáng)日志的記錄審核，修改默認(rèn)端口，使用加密協(xié)議，加固TCP/IP端口，對網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行IP限制等。加固流程圖見圖4。

圖4 加固流程

4 結(jié)語

在安全管理體系建設(shè)過程中，技術(shù)和管理的融合顯得尤為重要，缺一不可，不論忽視技術(shù)還是忽視管理都將對工作產(chǎn)生巨大的安全風(fēng)險和安全隱患，因此技術(shù)建設(shè)和管理建設(shè)需同步進(jìn)行。本文運用現(xiàn)代信息技術(shù)和科學(xué)的管理手段，采用先進(jìn)的安全設(shè)備和前沿的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，進(jìn)行統(tǒng)一的安全規(guī)劃，科學(xué)實施，功能齊全、技術(shù)先進(jìn)的、安全穩(wěn)定，進(jìn)一步保障了煤礦的網(wǎng)絡(luò)安全。