一种面向云端辅助工业控制系统的安全机制

屠袁飞 杨庚 张成真

工业企业为了降低运营成本和相关费用,不断寻求能够提供稳定性,容错性和灵活性的工业系统解决方案.云端辅助的工业控制系统[1]随之出现,即将云计算服务、物联网与传统的数据采集与监控(Supervisory control and data acquisition,SCADA)系统整合,以感知真实世界中不断变化的状态,通过云计算、大数据分析,实现动态的优化控制,甚至可以将其部署在实时闭环的控制回路中[2−5].在整合过程中,新旧技术重叠使用,除具有传统SCADA系统存在的安全问题外,还面临其他来源多样的威胁,包括敌对政府,恐怖组织,内部人士的恶意或意外行为,恶意入侵者,事故和自然灾害等.依赖云通信使得SCADA 系统更加开放,但系统命令和信息也可能在通信过程中被修改,嗅探或丢失.即使一些工业云采用了传统的用户名密码的访问控制机制,进入云中的用户面对系统全部的数据,也可能破坏其他不可访问资源的隐私.更重要的是,在工业系统中执行的逻辑对物理世界有直接的影响,被恶意攻击的系统会对人类的健康安全、环境、设备造成严重的破坏及损失,最知名的莫过于2010年伊朗核系统遭受的Stuxnet病毒事件[6].近年来,世界各国均提出了一些极具参考意义的指标和安全实践指南[7],我国也颁布了《网络安全法》,提出加强关键信息基础设施安全防护,维护国家网络安全.

对此有学者提出通过加密方法来阻止信息泄露,实现隐私保护[8].文献[9]基于稳定性判据设计了一种工业……