石化工业控制网络安全分析与防护

引言：

近几年，因网络病毒引起的工业事件层出不穷，工业网络安全问题已经日益严峻，针对目前我国工业控制系统信息安全面临的严峻形势，2011年10月27日，工信部下发《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》，强调了加强工业控制系统信息安全管理的重要性和紧迫性，并明确了重点领域如：石油石化、电力、钢铁、化工等行业工业控制系统信息安全管理要求。石化工业是国家的基础性能源支柱产业，信息安全在任何时期、任何国家地区都备受关注。能源系统的信息安全问题直接威胁到其它行业系统的安全、稳定、经济、优质的运行，影响着系统信息化的实现进程。维护网络安全，确保生产系统的稳定可靠、防止来自内部或外部攻击，采取高安全性的防护措施都是石化信息系统安全不可忽视的组成部分。

随着我国工业信息化建设的不断深入，信息化已经成为企业发展的重要推动力量，国外石化企业信息化建设和应用已经走在我们前面。经济全球化的发展以及WTO的加入，更对石化企业提出了新的挑战，就石化企业而言，信息化是生存和发展的必由之路。

信息化是一项系统工程，信息化安全也是信息化建设的关键环节。特别是随着互联网日新月异的发展和企业集团信息化整合的加强，企业网络应用的范围在不断扩大，如通过互联网获取信息、展现企业形象、开展电子商务等，通过广域网实现集团内部资源共享、统一集团管理等，企业信息化网络不再是单纯意义上的Intranet，而更多的则是基于Internet的网络和应用。但网络开放的同时，带来的安全问题就更加严峻了，各种安全问题如病毒、攻击和入侵等已经引起了人们的高度重视。

石化企业信息化与其它行业相比有一个突出特点，就是以管控一体化为重点。这是由石化行业自身的特点决定的，并具有一定的时代特点。

石化企业是典型的资金和技术密集型企业，生产的连续性很强，装置和重要设备的意外停产都会导致巨大的经济损失，因此生产过程控制大多采用DCS等先进的控制系统，生产管理上也更注重安全和平稳运行。通过加强生产管理，可以实现管理与生产过程控制的融合，通过优化调度、先进控制和优化控制等手段，在保证生产平稳的基础上获取更大的经济效益，因此，石化企业信息化的重点是管控一体化。当今的石化企业普遍采用基于ERP/SCM、MES和PCS三层架构的的管控一体化信息模型，MES处于企业信息系统ERP/SCM和过程控制系统的中间位置。MES系统在整个信息系统中主要担当了两个方面的重要作用：一是数据双向通道的作用。即通过MES系统的实施，可以有效弥补企业PCS层及ERP/SCM层之间的数据间隙，由下至上，通过对底层PCS层数据的搜集、存储及校正，建立过程控制数据层次上的数字化工厂，结合生产调度层次上的调度事件信息数据等，为上层ERP/SCM计划管理层提供准确统一的生产数据；由上至下，通过对实时生产数据的总结，上层ERP/SCM层可以根据未来订单及现阶段生产状况调整生产计划，下发MES层进行计划的分解及产生调度指令，有效指导企业生产活动。因此，MES系统在数据层面上，起到了沟通PCS层和ERP/SCM层的桥梁作用，并保证了生产数据、调度事件等信息的一致性及准确性。另一方面，生产活动的复杂性产生了很多实际的用户需求，为了满足这些用户需求，MES系统也可以视为一个功能模块的集合。

由DCS、PLC和SCADA等控制系统构成的控制网络，在过去几十年的发展中呈现出整体开放的趋势。以石化主流控制系统DCS为例，在信息技术发展的影响下，DCS已经进入了第四代，新一代DCS呈现的一个突出特点就是开放性的提高。过去的DCS厂商基本上是以自主开发为主，提供的系统也是自己的系统。当今的DCS厂商更强调开放系统集成性。各DCS厂商不再把开发组态软件或制造各种硬件单元视为核心技术，而是纷纷把DCS的各个组成部分采用第三方集成方式或OEM方式。例如，多数DCS厂商自己不再开发组态软件平台，而转入采用其它专业公司的通用组态软件平台，或其它公司提供的软件平台。这一思路的转变使得现代DCS的操作站完全呈现PC化与Windows化的趋势。在新一代DCS的操作站中，几乎清一色采用PC+Windows的技术架构，使用户的投资及维护成本大幅降低。

同时，DCS网络技术也呈现出开放的特征。过去，由于通信技术相对落后，网络技术开放性是困扰用户的一个重要问题。而当代网络技术、软件技术的发展为开放系统提供了可能。网络技术开放性体现在DCS可以从多个层面与第三方系统互联，同时支持多种网络协议。目前在与企业管理层信息平台互联时，大多采用基于TCP(UDP)/IP协议的以太网通