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浅析军工武器装备智能制造网络安全防护体系

更新时间:2016-07-05

国际金融危机后,欧美发达国家纷纷推出“再工业化”战略,力图抢占国际竞争的制高点[1],构建智能制造新模式已经成为未来各国之间竞争的核心要素。面对全球制造业发展格局的深刻变化,我国明确提出将“两化融合”作为工业经济转型和发展的重要举措,相继推出“互联网+”行动计划、“中国制造2025”等一系列战略性政策措施,强力推动实施智能制造,形成以高端装备制造为主导、多种先进制造业互相支撑的产业新格局。军工武器装备制造企业应积极响应党中央号召,以智能制造为目标,大力推进信息化驱动的智能制造能力建设,以适应武器装备科研生产的新要求。

武器装备智能制造对云计算、大数据、物联网和移动互联等新技术新应用提出了强烈需求,但是由于军工武器装备制造工控系统面临的网络安全问题严重阻碍了智能制造先进技术在武器装备制造中的使用,生产效率无法进一步有效提高,难以满足武器装备智能制造的快速发展需要。

一、军工武器装备智能制造网络安全防护需求

智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造具有以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征,可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗[2]

另外,该项目主体结构为双塔结构,两侧双塔区域为混凝土剪力墙,双塔之间地下室区域为框架结构,其整体性及刚度存在较大差异,水化热的释放选择在薄弱区域,因此地下室顶板裂缝主要出现在双塔之间的—/○A—○G区域;并且由于东西向长为55.13 m,而南北向仅长28.20 m,地下室顶板类似于单向板受力状态,其不利受力位置为东西向跨中,这也就能解释为什么地下室顶板裂缝主要沿南北方向分布.

当前,军工武器装备智能制造面临的网络安全防护需求主要表现在以下方面:

一是数据跨域实时传输的安全防护需求。

军工武器装备智能制造采用的工控系统是由各种自动化控制组件以及对实时数据进行采集、监测的过程控制组件共同构成的,是确保工业基础设施自动化运行、运动控制与监控的业务流程管控系统。其核心组件包括数控机床(CNC)、分布式数控系统(DNC)、数据采集与监视控制系统(SCADA)、生产信息化管理系统(MES)、可编程逻辑控制器(PLC)、工业机器人、远程终端(RTU)。

3.重要信息系统办公网与生产控制网边界防护

二是协同设计与制造的安全防护需求。

武器装备制造全生命周期包含设计、仿真、制造、试验等多个环节,研制过程涉及军队用户、军工集团、地方企业等不同性质的单位实体,配套企业数量大、分布范围广,协同制造特色鲜明,需求迫切。面向单个系统、单个企业独立考虑安全防护措施已经无法满足当前武器装备智能制造系统的整体安全需求,急需体系化防护方法保证基于云平台的武器装备协同设计与制造的网络安全。

三是新兴技术应用的安全防护需求。

武器装备智能制造过程会大量应用云计算、大数据、虚拟化等新兴技术以及工业机器人、传感器、加工中心等软硬件设备,带来了更多的入侵方式和攻击路径;智能制造的业务流程柔性组合,设计、生产、物流、销售、服务,甚至制造平台的一体化运转,导致网络信息边界进一步向外扩展,对智能制造系统的虚拟化安全、数据安全、应用安全、管理安全以及物联网信息采集安全、信息传输安全、信息处理安全等提出了新的要求。

二、军工武器装备智能制造安全风险分析

武器装备智能制造系统需要实现企业各类信息系统的互联互通,尤其是重要信息系统办公网络、生产制造网络、测试试验网络、生产辅助网络跨安全域的实时、安全与可靠的传输,不仅需要保证数据的实时性安全传递,同时要保障涉及国家秘密核心数据的安全;装备研制过程中逐渐累积形成的海量数据,在汇集、存储和应用过程中,都需要得到有效的安全防护和访问控制。

军工武器装备智能制造工控系统涉及军工企业设计、试验、仿真等环节,主要包括:

军工制造企业肩负着国防安全的重要使命,不仅拥有大量商业秘密信息,还有大量国家秘密信息。智能制造技术的大力推进,促使生产控制网络、办公管理网络与科研设计等网络互联互通,对军工单位的信息安全保密工作提出了严峻挑战[5]

由于军工武器装备智能制造工控系统被控对象的特殊性,涉及武器系统的生产、模拟和测试,对于我国国防工业的发展具有重要的作用。但是由于技术和管理上的问题,军工武器装备智能制造工控系统的安全风险逐渐显现出来,主要体现在以下3个方面:

一是新兴技术应用带来的安全风险。

大数据、云计算和虚拟化等新兴技术在武器装备智能制造领域的广泛应用,使得网络攻击更加隐蔽和持续[3];第三方协作服务的深度介入,使得中间服务商及供应链有可能成为攻击目标;办公设计网络和生产控制网络的打通及物联网技术的应用,导致不同网络之间高度集成交互,带来了更多的入侵方式和攻击路径;数字化制造技术贯穿全业务流程[4],设计、生产、销售、管理、库存一体化运转,网络信息边界不断扩展,使信息安全防护的代价增加。

二是工控系统自身存在的安全风险。

军工制造领域工控系统多以国外品牌为主,尤其是高端数控设备基本依赖进口,国防科技工业关键基础设施自主可控程度严重不足;工控软硬件设备、工业协议本身缺乏信息安全防护设计,存在诸多安全隐患,易受网络攻击;工控网络体系架构以及各个重点环节没有充分考虑信息安全要素,系统性安全威胁和入侵事件时有发生。

三是军工行业敏感信息的保密要求。

(1)生产制造系统:用于装备制造的数字化控制系统,如数控机床、物流装备、芯片及电路板焊接、机器人等生产制造系统;(2)仿真系统:利用软件和硬件构建用于模拟产品实际使用效果,来进行产品评估和参数仿真的系统,如半实物仿真、飞行模拟等系统;(3)测试试验系统:军工企业研制产品中,使用测试及检测设备所构成的系统,主要用于产品的检验、功能和性能测试,如数字化计量系统、专用测试试验设备等;(4)生产辅助系统:用于支撑军工企业科研生产运行的基础设施控制系统,如供水供气系统、传感器系统和安全保卫监控系统等。

三、军工武器装备智能制造网络安全防护体系

武器装备智能制造网络边界主要存在于重要信息系统办公网、工控网络(包括生产制造网络、测试试验网络、生产辅助网络)、商密网、互联网的内部以及这些网络之间。目前重要信息系统办公网、商密网、互联网之间安全防护措施相对比较完善,但是生产控制网络内部及与其他网络之间存在一定的安全隐患。

军工武器装备智能制造网络安全防护体系应贯穿设计、仿真、生产、试验全生命周期,综合运用纵深防御、大数据分析、协议深度解析、智能感知、态势监控等新技术新手段,形成覆盖车间设备层、控制层到IT网络层的整体安全防护体系。

巴兰对自己的贡献始终非常谦虚。他曾将互联网比作由许多人历经多年建造的大教堂,不断有新人加入其中,每个人都在旧基础之上添砖加瓦。每人都会说我建造了一个大教堂。他说:“如果你不注意,就会骗自己相信你做了最重要的工作。但现实情况是,每一项贡献都建立在先前工作的基础之上,一切都与其他事物息息相关。”

(一)基于大数据分析的安全运营中心

针对军工武器装备智能制造网络中安全防护手段众多、安全信息杂乱、安全态势不可见的现状,建立以大数据平台为基础、安全防护手段统筹协调、资源信息全面监控、态势分析高度集中、运营数据智能分析实时预警、态势呈现可见可控的武器装备智能制造网络安全运营中心,形成高价值、高可见、高实时的战略性安全运营信息,为安全管理人员掌握武器装备智能制造全网安全状况提供辅助决策。

本文利用模糊函数对CW 信号和LFM信号的分辨力及抗干扰能力进行分析,并对其在DDS中的应用进行说明。大时宽带宽积的宽带信号能同时提高距离分辨力和速度分辨力,可有效提高发射能量和混响抑制能力。随着换能器新材料的采用和处理工艺的改进,宽带换能器得到很大发展。DDS的宽带信号也会朝着更大带宽、更大脉宽的方向发展,信号体制会更加多样化,采用更接近理想模糊函数图的信号体制(如双曲线调频等)。

无过错责任(危险责任)的构成要素虽然从表面看来与结果责任无异,也包括行为、损害和因果关系三项,但增加了一项前设条件——行为的高危性。并且,无过错责任目前以法律特别规定为前提,此亦可视为适用方式上的附加条件。在构成要件上,无过错责任同过错责任一样是在结果责任基础上附加一定之要素或条件。在归责理念上,无过错责任与结果责任也具有兼容性。权利不可侵性或对受害人权利意志的保护与特定条件下对危险行为的归责涉及两个不同面向,二者可以叠加,并无冲突。

(二)基于白名单技术的主机安全防护

针对军工武器装备智能制造网络中主机资源有限、操作系统老旧、补丁难以及时更新、无法部署杀毒软件的现状,建立以白名单技术为基础、应用程序数据智能采集分析、恶意代码识别阻断、移动设备安全管控的武器装备智能制造主机安全防护系统,通过大数据采集和分析,智能学习并自动生成工业主机操作系统及工业应用软件正常行为模式的白名单基线,仅允许必要的系统进程及工业应用软件运行,主动抵御已知未知安全风险,实现对智能制造主机设备的全面安全加固,进行病毒防护、阻止恶意软件攻击、禁止非授权程序运行等。

白名单主机安全防护具有以下优势:不会影响操作系统的正常运行,并且能有效阻止不在白名单上的程序运行和操作;具有强大的反破解功能,不被恶意代码攻破;支持测试模式,不干预任何软件的运行,但是对非白名单文件执行记录日志并根据设置进行告警;软件的变动(增加、卸载、白名单的程序试图运行等)都被记录、审计和上传。

(三)基于纵深防御的边界安全防护

军工装备制造企业作为国防科技工业的重要制造力量,一直都是国内外黑客组织关注的重点目标。近年来,全球发生的多起针对工控系统的攻击事件给人们敲响了警钟。如何应对军工装备制造行业面临的工控系统信息安全风险,是在“中国制造2025”推进过程中,军工装备制造行业智能制造需要解决的现实问题。

为保证军工武器装备智能制造网络的安全,需要对重要信息系统办公网、生产控制网络、商密网、互联网进行合理安全区划分并部署边界隔离防护设备,同时细致划分生产控制网络区域,根据网络情况及生产控制设备实际情况选择合适的区域隔离防护设备进行有针对性的安全保护,构建覆盖边界、区域、重要控制设备的纵深防御体系。

1.安全分区规划

根据网络实际情况进行梳理,将与生产相关的服务器(如MES服务器、DNC服务器、MDC服务器等)剥离出来,形成独立的管理层网络,然后将生产控制网络按照功能属性划分网络区域,各网络区域内部再根据不同工艺流程或生产任务划分安全域,形成更为细致合理的安全区域。

2.商密网与互联网边界防护

面向军工武器装备智能制造的安全运营中心引入大数据威胁情报分析技术,综合底层海量数据采集及云端威胁情报分析能力,形成覆盖武器装备智能制造全生命周期、全产业链条的安全管理平台,采用被动扫描方式实现资产脆弱性识别和分析,结合内外部威胁情报技术感知军工武器装备智能制造全网网络攻击威胁,综合关联系统脆弱性、威胁以及资产属性,实时主动感知潜在的网络安全风险,及时发现网络安全威胁、评估网络安全风险、进行风险管控。

通过在商密网与互联网边界部署防火墙、入侵检测、VPN等安全隔离设备,构建两网之间的专用安全通道,实现两网平台之间有条件的信息交互、安全流转。

第一,深入学习国外高校GDP课程的组织架构、实施方案和评价体系,探索建立适合我校燃气轮机专业研究生培养的基于GDP导师团队指导模式下燃气轮机性能分析课程教学模式。第二,针对外校考入我校研究生存在燃气轮机基础知识薄弱的问题,研究GDP实践环节的实施方案,设计一组适合我校燃气轮机专业研究生开展的燃气轮机设计题目库,探讨GDP实践环节的实施过程组织方式,形成一套客观公正的评价方法。第三,在教学中开展GDP实践环节,边实施边总结,鼓励学生大胆探索,积极探讨组成燃气轮机装置的各种形式及部件匹配性,并进行分析。

通过在重要信息系统办公网与生产控制网络边界部署单向隔离设备,实现了重要信息系统办公网与生产网的物理隔离,确保办公网与生产网之间不会互相影响。

选择抗病、抗倒伏、耐裂荚和耐密中熟油菜品种。播种时间为9月20日至10月10日。每亩用种量0.3~0.4公斤。基肥:亩施油菜专用配方肥或复合肥(含量15-15-15)50公斤,硼肥(10%含量以上)0.5公斤;苗肥:4~5叶期施尿素3公斤;腊肥:每亩施尿素4公斤,氯化钾2公斤,腊肥也可以加施农家肥,且于春节前施用;薹肥:每亩施尿素2公斤,氯化钾2公斤。

4.各生产网络之间边界防护

通过在测试试验网、生产制造网、生产辅助网的网络入口部署工业防火墙,实现对工业专有协议深度解析,建立网络通信“白环境”,阻止区域间的越权访问以及病毒、蠕虫的扩散和入侵,将危险源控制在有限范围内,有效防止安全威胁在区域之间串扰。

5.关键控制设备隔离防护

针对生产网络中的关键控制设备(如PLC),通过在上位机和PLC之间部署工业防火墙,深度识别解析工业私有协议,学习分析正常操作流程及控制指令,建立操作指令“白名单”,对异常流量和非法操作行为进行告警及阻断,实现针对重要控制设备已知安全漏洞利用等行为的阻断,有效识别正常指令和错误指令,防止误操作或恶意操作对生产造成直接的影响。

本文结果提示结肠癌中miR-29b表达下降并且伴随Tiam1表达上调可能是结肠癌的发病机制之一,miR-29b和Tiam1可以成为结肠癌潜在的诊断标志物。

(四)基于协议深度解析的网络安全审计

针对军工武器装备智能制造网络中专用工业协议多、生产网络运行情况缺乏监控、安全风险难以及时预警的现状,建立以工业协议深度解析为基础、“数据驱动安全”为核心理念、实时监测分析告警的武器装备智能制造网络安全审计机制,对军工武器装备智能制造网络中的所有层面进行全面持续的监控,通过全面的数据感知和分析,建立军工武器装备智能制造安全数据库,并结合云端威胁情报,实现对已知威胁、高级威胁、APT攻击的有效预防、发现、防御和过程回溯。基于协议深度解析的网络安全审计可以实现以下功能:

一是实时监测武器装备智能制造网络中针对工业协议的恶意攻击、误操作、违规行为、非法设备接入以及蠕虫、病毒等恶意软件的传播,及时告警并联动态势感知平台动态调整安全防护措施,避免发生安全事件;二是详实记录武器装备智能制造网络通信流量,包括网络连接、网络协议、网络会话、工控协议指令等,为安全事件调查取证提供技术支撑。

我国北方林区主要由混交林和天然林组成。混交林和天然林更新速度直接影响着林业资源的利用效率。因此,加快混交林和天然林的更新速度,将显著提高北方林业资源的利用效率,进而促进北方经济的发展。加快混交林和天然林更新对促进生态平衡有积极作用,现阶段我国北方混交林和天然林更新速度正在加快。

他,就是哈斯巴彦尔。自2003年以来一直从事食品安全监管工作,办理食品违法案件600余起。2014年随着食品药品机构改革,他从质量技术监督系统选调到自治区食品药品监督管理局食品药品稽查局(总队)承担食品稽查工作。他始终以蒙古族人特有的刚毅、果敢和坚韧,以“拼命三郎”的精神,奋战在内蒙古食品安全监管的第一线。近3年来,他带领食品稽查队伍,办理多起涉案货值上千万元的大案,成为食品稽查办案领域的“行家里手”和“领军人物”,得到各级领导和同志们的一致好评。多次获得先进工作者和优秀共产党员荣誉。

四、结语

军工武器装备智能制造网络安全是一项长期的系统工程,军工装备制造企业应从实际需求和长远规划出发,建设和发展具有军工企业特色的智能制造网络安全防护体系,提高武器装备智能制造网络安全能力,促进智能制造网络安全技术与产业的快速发展。

参考文献:

[1] 工信部长谈智能制造:苗圩在2015智能制造国际会议上的演讲[J]. 机器人技术与应用,2015(03):34~36.

[2] 国务院.中国制造2025[R].2015:1~4.

[3] 王争儿,李昊达.军工企业信息安全形势及其应对[J].国防科技工业,2016(03):42~43.

[4] 朱剑英.智能制造的意义、技术与实现[J].机械制造与自动化,2013,42(03):1~6,10.

[5] 项立洋,刘英. 军工智能制造网络信息安全规划设计研究[J]. 保密科学技术,2016(增刊):278.

张振山,陶耀东,工业控制系统安全国家地方联合工程实验室
《保密科学技术》 2018年第3期
《保密科学技术》2018年第3期文献

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