过去的制造概念是追求生产自动化,并以SOP(Standard Operation Procedure)标准作业流程大量生产公版化的产品。而智能制造概念则不然,为因应消费族群的购物观念变动,可快速地定制化生产的制造方式逐渐受到拥戴,这是工业40当中相当重要的核心概念。未来的智能工厂将并不单指工业技术的提升,而是整合了技术、销售以及产品体验等,使得制造、贩售、物流、售后服务等商业概念连为一体,最终建构出一个具有感知意识的智能世界,而「需求定制化」将是智能制造所追求的主要目标之一。
快速、定制化的生产方式是工业40的核心概念
除了需求定制化外,结合大数据分析的智能制造甚至可以通过巨量数据来分析出市场的走向、天气预测、原物料的数量与库存、运输的进程及瑕疵改善等,借此精准拿捏生产量或调度现有资源、减少多余成本与浪费,以此达到生产最佳化。 [1]
工业40的来临,使得世界各国纷纷祭出政策。工业革命的发源地英国早在2008年便提出「高价值制造战略」,鼓励英国本土企业制造更多世界级的高附加价值产品。 2013年更提出「英国工业2050年战略」,为英国在2050年以前的制造业打造一份方针,其中的核心概念便以高度定制化、快速响应消费者需求为主。
同样曾是工业大国的美国也不落人后,2011年联邦政府开始启动「先进制造伙伴联盟」(AMP,Advanced Manufacturing Partnership)政策,同样也是因应旧有制造业概念的不适用所提出的计划,更于2014年提出AMP 20,强调具体实施对策。其中先进制造的核心重点在于,希望藉由智能制造带来的新商业模式,使得设立于国外的厂商可以开始回流。同样的概念也在法国绽开,就在德国正式发表工业40报告后,法国政府也发表了「工业新法国」的计划,主要目的与美国相似。
除了上述老牌工业强国外,日本也提出了诸如「产业重振计划」、「日本工业41J」、「社会50」等政策。而中国身为21世纪的制造大国,在2015年则提出了为期十年的「中国制造2025」计划。金砖四国之一的印度同样跟上工业40的潮流,祭出「印度制造计划」以重整印度的经商环境以及制造产业的问题。 [2]
智能制造伴随而来的安全问题
然而在研拟与建构的过程中,随着系统结构的复杂度提升,网络信息安全风险也伴随而来。在融合物联网、大数据、云计算及人工智能等技术后的场域,将会扩增出大量的资料流空间,而智能制造的主要实行方式,便是以物联网作为架构基础,将之应用于制造产业,形成「工业物联网」(Industrial Internet of Things)体系。经布建后,网络信息安全漏洞的分布率自然会开始上升,潜在威胁便更容易通过缺口影响到工业物联网系统,使得整套系统即便仅有一小部分受到损毁,也会影响整体系统的运作;若遭受到黑客入侵,甚至可以瘫痪整套生产系统,造成庞大的金额损失及商誉的损害。
目前与智能制造相关的国际标准规范有国际自动化学会(International Society of Automation,ISA)与国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)颁布的ISA/IEC 62443系列标准,针对工业化自动控制系统(Industrial Automation Control System,IACS)的政策与流程面、系统安全面、元件开发面制定相关规范与指南。美国国家标准暨技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)也颁布了NISTSP800-82,为SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)、DCS(Distributed Control System)、PLC(Programmable Logic Controller )等工业控制系统揭橥了相关的安全指南,除了这项指导手册外,还有诸如NISTIR8200、NISTIR8228等规范都已发布。而欧盟网络信息安全局(European Union Agency for Cybersecurity,ENISA)也针对物联网与网络安全出版许多相关指导建议以及标准。
工业物联网面临的网络信息安全问题与挑战
工业物联网主要专注于M2M(Machine to Machine)、CPS、大数据以及机器学习等技术,也是IT(Information Technology)与OT(Operational Technology)两大技术领域整合的开端。然而IT与OT本身各自早已具有数百种不同的协定与标准,加上物联网本身的复杂特性,将会造成网络安全的责任分配问题。且由于使用生命周期中涉及大量利益相关者,诸如元件供应商可能就有数十间不等,元件分别适用不同的规范或标准,设备又可能因分布在不同的地理位置而适用不同的法律约束,导致工业物联网产生在标准规范上难以统一,造成「技术碎片化」之问题,而这些标准该如何进行整合或协作,将会是首要面临的挑战。 [4]
再者,工业物联网是一项新颖技术,目前仍然在研发及测试阶段,针对过去已在OT场域工作数十年的技术人员该如何建立足够的工业物联网相关网络信息安全意识,挹注合适的人员培训将会是另一项值得研究的课题。
伴随人员安全意识不足的问题,同样也涉及到公司制度层面。目前仍有许多企业对于信息安全的议题不够重视,未来智能制造建构后伴随而来的风险将有别以往,然而企业的高阶管理层对于网络信息安全的认识不足,会是未来对工业物联网的一大挑战。因为进行网络信息安全防护工作较难以察觉甚至量化其效益值,且还需投入相当成本,故管理层容易忽视信息安全这项要素,并不将网络信息安全的重要性与具业务价值的建设并列。这样的弊端并不是因工业40的发展而出现的,而是一个陈旧问题。
对网络信息安全的认识不足会是未来工业物联网的一大挑战
对网络信息安全的认识不足会是未来工业物联网的一大挑战
以上问题属建构阶段所面临的困难,建构的过程中如果没有针对这些问题做出适当的措施,将可能使系统未来承受巨大的网络信息安全风险。而建置成熟的工业物联网即便事先排除了上述困难,也不代表风险就此消失。在大量且丰富的资料流不断相互传输运作之下,一旦发生资料外泄,抑或资料遭到恶意窜改,便会对工业物联网系统造成不良的连锁反应。且智能制造将会使虚拟与实体两个世界做出更紧密的连结,如物联网系统发生网络信息安全事件,对于实体世界的破坏也会相当显著。
由于智能制造的环境会变得更为复杂多端,加上物联网系统本身的互联性,使得攻击面也将扩大许多,除了一些非人为的风险外,还须特别注意人为造成的威胁,其中黑客入侵便是一种典型的状况。不安全的连接端口、久未更新的元件、不完整的更新机制等,都会是黑客可能下手的缺口。尤其传统的工业场域对于更新的接受度相当低落,因为一次更新所引起的停摆将会造成企业亏损,是故对于工业物联网来说,安全的更新会是一项重要的议题。
此外,网络通讯管道如果疏忽了网络信息安全防护,诸如分布式阻断服务攻击(Distributed Denial-of-Service attack,DDoS)、讯息窜改、窃听、植入恶意程式等网络攻击也会是黑客很可能使用的手法,这些攻击都会造成资产的严重破坏或是资料外泄。
场域在转型的过程当中,一些老旧的设备、传统的工业系统也会是一项需要关注的网络信息安全漏洞,在旧有系统的基础上构建新系统后,可能导致过时的保护措施仍然被使用,以及旧有系统中出现多年未被发现的未知漏洞,这可能使攻击者找到一种新的方式来危害系统。 [5]
最后,应用程序在开发和设计上如果没挹注安全开发的观念,软件上的漏洞也将是黑客入侵系统的大门。而硬件设备在设计中若没有将网络信息安全元素纳入,也会是攻击者入侵的缺口。从以上种种示例可以得知,工业物联网可能遭受的攻击面十分广泛,且无论在工业物联网的哪一端进行破坏皆可能瘫痪整体系统,最后造成的损害甚至伤亡将难以估计。 [6]
工业物联网信息安全解决方案
针对智能制造未来将会面临的种种网络信息安全问题,仲至信息具有深度的网络信息安全问题解决能力,具备工业控制系统、连网设备及物联网渗透测试与网络信息安全研究能力的团队。已赢得许多国际奖项,包括2020 Cybersecurity Excellence Awards(网络安全卓越奖)中的6项金奖与1项银奖、亚洲最佳网络信息安全公司金奖等,开发的网络信息安全产品也获多国专利及国际认可。
仲至信息科技取得7个网络信息安全检测项目的ISO 17025认可实验室、亚洲第一个美国CTIA授权的网络信息安全实验室,也是Amazon Alexa授权的网络信息安全检测实验室;目前已发现超过40个全球首发的安全漏洞(CVE),且具备物联网设备、智慧电网、车联网、嵌入式系统、行动App、ICS和SCADA设备的网络信息安全检测技术。
对于工业物联网硬件设备可能会出现的网络信息安全漏洞,仲至信息科技所提供的解决方案包括:
工控产品或系统的软、硬件网络信息安全检测服务,同时提供软件安全开发咨询服务,协助厂商具备软件安全开发能量,满足业界与客户对于软硬件之网络信息安全要求,诸如网通产品、移动装置、安控、智能家电、智能汽车及物联网等连网产品皆适用。
自主研发的产品网络信息安全管理系统、漏洞检测自动化工具,则是提供连网产品于设计、开发、测试及部署阶段的合规自动化安全评估工具,符合IEC 62443、OWASP TOP 10 与CWE/SANS TOP 25 等安全要求,并适用于PLC、ICS、SCADA等智能制造相关之工控元件。
寻求IEC 62443、ISO 27001等顾问咨询服务一站式的网络信息安全解决方案,及合规相关服务,协助厂商快速取得国际标准之证书,以增加客户的信赖度及企业商誉。另提供专业的网络信息安全培训,帮助技术人员建立与工业物联网相关的网络信息安全意识,以因应未来智能制造的建置以及工业40时代的来临。
2020年将会是物联网技术全面布建的阶段。随着科技日新月异,人们的生活也变得越来越便利。也因科技所带来的效益,过去数十年间各企业戮力追赶地将资讯技术深入全球各大领域,却忽略长期稳定运作所须达成的安全要求,一次次重大网络信息安全事故的爆发已经证明,仅靠安装防护软件无法保证组织的安全以及生产系统的营运安全。
未来智能制造的建置架构将比现在大多数的生产架构都要来得更为错综复杂,然而水能载舟、亦能覆舟,一昧地追求创新科技所带来的营利和效果,却忽略背后隐藏的巨大风险,那么网络信息安全威胁终会重蹈覆辙,成为一颗不定时炸d,一但触发,损害势必更胜以往,智能制造所带来的裨益也将化为乌有。
若在危害发生以前便做好完善的网络信息安全管理措施及方案,且人员具备足够的网络信息安全意识,软硬件设备皆在开发时便将资安要素纳入考量,那么智能制造将会是一纸美好的蓝图,也会是值得你我共同努力的未来。
参考资料
[1] >
工业物联网应用
工业物联网的主要目标是为制造业提供智能解决方案。IIoT
为制造商提供了一系列好处,包括创新、降低维护成本、提高效率和减少非生产期。物联网设备可以显着帮助公司改善运营。这项技术有许多应用,并且在不断发展。
工业物联网是一个连接对象和计算设备的生态系统。一切都可以连接到网络以交换收集的数据。将多个设备连接到 IP
网络并设置常规数据分析非常容易。这使得实时数据可以轻松地与参与工业流程的其他用户共享。它还可以帮助制造商降低成本并提高产品质量。制造商可以从 IIoT
技术带来的好处中受益匪浅。
颁布单位工业和信息化部发文字号工信部协[2011]451号颁布时间2011-9-29 《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》
工信部协[2011]451号
各省、自治区、直辖市人民政府,国务院有关部门,有关国有大型企业:
工业控制系统信息安全事关工业生产运行、国家经济安全和人民生命财产安全,为切实加强工业控制系统信息安全管理,经国务院同意,现就有关事项通知如下:
一、充分认识加强工业控制系统信息安全管理的重要性和紧迫性
数据采集与监控(SCADA)、分布式控制系统(DCS)、过程控制系统(PCS)、可编程逻辑控制器(PLC)等工业控制系统广泛运用于工业、能源、交通、水利以及市政等领域,用于控制生产设备的运行。一旦工业控制系统信息安全出现漏洞,将对工业生产运行和国家经济安全造成重大隐患。随着计算机和网络技术的发展,特别是信息化与工业化深度融合以及物联网的快速发展,工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件,以各种方式与互联网等公共网络连接,病毒、木马等威胁正在向工业控制系统扩散,工业控制系统信息安全问题日益突出。2010年发生的“震网”病毒事件,充分反映出工业控制系统信息安全面临着严峻的形势。与此同时,我国工业控制系统信息安全管理工作中仍存在不少问题,主要是对工业控制系统信息安全问题重视不够,管理制度不健全,相关标准规范缺失,技术防护措施不到位,安全防护能力和应急处置能力不高等,威胁着工业生产安全和社会正常运转。对此,各地区、各部门、各单位务必高度重视,增强风险意识、责任意识和紧迫感,切实加强工业控制系统信息安全管理。
二、明确重点领域工业控制系统信息安全管理要求
加强工业控制系统信息安全管理的重点领域包括核设施、钢铁、有色、化工、石油石化、电力、天然气、先进制造、水利枢纽、环境保护、铁路、城市轨道交通、民航、城市供水供气供热以及其他与国计民生紧密相关的领域。各地区、各部门、各单位要结合实际,明确加强工业控制系统信息安全管理的重点领域和重点环节,切实落实以下要求。
(一)连接管理要求。
1 断开工业控制系统同公共网络之间的所有不必要连接。
2 对确实需要的连接,系统运营单位要逐一进行登记,采取设置防火墙、单向隔离等措施加以防护,并定期进行风险评估,不断完善防范措施。
3 严格控制在工业控制系统和公共网络之间交叉使用移动存储介质以及便携式计算机。
(二)组网管理要求。
1 工业控制系统组网时要同步规划、同步建设、同步运行安全防护措施。
2 采取虚拟专用网络(***)、线路冗余备份、数据加密等措施,加强对关键工业控制系统远程通信的保护。
3 对无线组网采取严格的身份认证、安全监测等防护措施,防止经无线网络进行恶意入侵,尤其要防止通过侵入远程终端单元(RTU)进而控制部分或整个工业控制系统。
(三)配置管理要求。
1 建立控制服务器等工业控制系统关键设备安全配置和审计制度。
2 严格账户管理,根据工作需要合理分类设置账户权限。
3 严格口令管理,及时更改产品安装时的预设口令,杜绝弱口令、空口令。
4 定期对账户、口令、端口、服务等进行检查,及时清理不必要的用户和管理员账户,停止无用的后台程序和进程,关闭无关的端口和服务。
(四)设备选择与升级管理要求。
1 慎重选择工业控制系统设备,在供货合同中或以其他方式明确供应商应承担的信息安全责任和义务,确保产品安全可控。
2 加强对技术服务的信息安全管理,在安全得不到保证的情况下禁止采取远程在线服务。
3 密切关注产品漏洞和补丁发布,严格软件升级、补丁安装管理,严防病毒、木马等恶意代码侵入。关键工业控制系统软件升级、补丁安装前要请专业技术机构进行安全评估和验证。
(五)数据管理要求。
地理、矿产、原材料等国家基础数据以及其他重要敏感数据的采集、传输、存储、利用等,要采取访问权限控制、数据加密、安全审计、灾难备份等措施加以保护,切实维护个人权益、企业利益和国家信息资源安全。
(六)应急管理要求。
制定工业控制系统信息安全应急预案,明确应急处置流程和临机处置权限,落实应急技术支撑队伍,根据实际情况采取必要的备机备件等容灾备份措施。
三、建立工业控制系统安全测评检查和漏洞发布制度
(一)加强重点领域工业控制系统关键设备的信息安全测评工作。全国信息安全标准化技术委员会抓紧制定工业控制系统关键设备信息安全规范和技术标准,明确设备安全技术要求。重点领域的有关单位要请专业技术机构对所使用的工业控制系统关键设备进行安全测评,检测安全漏洞,评估安全风险。工业和信息化部会同有关部门对重点领域使用的工业控制系统关键设备进行抽检。
(二)建立工业控制系统信息安全检查制度。工业控制系统运营单位要从实际出发,定期组织开展信息安全检查,排查安全隐患,堵塞安全漏洞。工业和信息化部适时组织专业技术力量对重点领域工业控制系统信息安全状况进行抽查,及时通报发现的问题。
(三)建立信息安全漏洞信息发布制度。开展工业控制系统信息安全漏洞信息的收集、汇总和分析研判工作,及时发布有关漏洞、风险和预警信息。
四、进一步加强工业控制系统信息安全工作的组织领导
各地区、各部门、各单位要将工业控制系统信息安全管理作为信息安全工作的重要内容,按照谁主管谁负责、谁运营谁负责、谁使用谁负责的原则,建立健全信息安全责任制。各级政府工业和信息化主管部门要加强对工业控制系统信息安全工作的指导和督促检查。有关行业主管或监管部门、国有资产监督管理部门要加强对重点领域工业控制系统信息安全管理工作的指导监督,结合行业实际制定完善相关规章制度,提出具体要求,并加强督促检查确保落到实处。有关部门要加快推动工业控制系统信息安全防护技术研究和产品研制,加大工业控制系统安全检测技术和工具研发力度。国有大型企业要切实加强工业控制系统信息安全管理的领导,健全工作机制,严格落实责任制,将重要工业控制系统信息安全责任逐一落实到具体部门、岗位和人员,确保领导到位、机构到位、人员到位、措施到位、资金到位。
二〇一一年九月二十九日
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