如何在布建工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)同時兼顧信息安全問題

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，制造端與管理端的訊息必須無縫鏈結(jié)，因此以太網(wǎng)絡(luò)的高兼容性成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中極重要的一環(huán)，不過在消費(fèi)性領(lǐng)域困擾用戶的信息安全問題，工業(yè)應(yīng)用也未能避免，如何在布建工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)同時，兼顧信息安全問題，已成系統(tǒng)業(yè)者與廠方的重要課題。

工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的共通的接口，雖然讓溝通更為順暢，但也由于各類設(shè)備的互操作性，讓信息安全成為相當(dāng)復(fù)雜的學(xué)問，而面對多元化的惡意攻擊，也不僅只于預(yù)防病毒而已，如何避免外界的惡意攻擊，也成為系統(tǒng)智能化的重要課題。

智能工廠、工業(yè)4．0概念的崛起，讓自動化設(shè)備有了與以往截然不同的改變，過去的自動化設(shè)備多為獨(dú)立運(yùn)作，彼此之間的互聯(lián)較少，“智能化”因講究整合，無論是軟硬件的虛實整合，或機(jī)臺與機(jī)臺之間的相互串連，都已成為新世代自動化系統(tǒng)的必要設(shè)計，而不軟是機(jī)臺或軟硬件的整合，都必須高度倚賴通訊技術(shù)，在此趨勢下，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)順勢崛起，成為自動化系統(tǒng)的骨干支柱。

工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)已成首選

以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用優(yōu)勢，主要來自于其兼容性，由于訊息的快速、無縫流動，是智能工廠的首要條件，在企業(yè)的管理端，以太網(wǎng)絡(luò)通常是通訊主要技術(shù)，但制造現(xiàn)場以往的通訊架構(gòu)則多為工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)，要使前后端訊息可以無縫鏈結(jié)，制造現(xiàn)場的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入成為必須，以使后端管理層與現(xiàn)場層的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)格一致，用戶只需要掌握單一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即可互連，但同樣的，標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也因其透明度而帶來風(fēng)險，也因此讓系統(tǒng)產(chǎn)生更大的挑戰(zhàn)。

相較于過去僅是一般終端使用者及辦公室環(huán)境，在以太網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)通訊的蓬勃發(fā)展，過去像是工廠自動化這類無需考慮信息安全問題的系統(tǒng)，也成為觀察的重點之一。

除此之外，過去由于工業(yè)現(xiàn)場系統(tǒng)多是以現(xiàn)場總線進(jìn)行通訊，除非像是以國家戰(zhàn)略思維侵入如油、水、電等重要設(shè)施來進(jìn)行攻擊之外，否則難度甚高；但在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)普及導(dǎo)入之后，這類攻擊不但漸趨容易，而類似的攻擊也漸趨增加。

這類智能化系統(tǒng)面對不斷演變的信息安全威脅環(huán)境，其中一項最大的挑戰(zhàn)就是APT進(jìn)階持續(xù)性滲透攻擊（Advanced Persistent Threats；APT），它是針對“特定組織”所作出復(fù)雜且多方位的攻擊，這樣的攻擊也逐漸進(jìn)化，成為系統(tǒng)必須關(guān)注的主要議題。

APT來勢洶洶

過去的對現(xiàn)場端的 APT，多像是 2009 年美國使用“震網(wǎng)”（Stuxnet）病毒來攻擊伊朗地下核設(shè)施，讓離心機(jī)的轉(zhuǎn)速與顯示讀數(shù)不同來干擾制程等國家戰(zhàn)略行為，但現(xiàn)在的思維的確開始走向“商業(yè)利益”。

從管理端到現(xiàn)場端 惡意攻擊無所不在

根據(jù)統(tǒng)計，有超過2／3的企業(yè)系統(tǒng)受到過 APT的荼毒，而且更嚴(yán)重的問題是，多數(shù)企業(yè)在被攻擊時根本渾然不知，更遑論如何防范，而且由于APT攻擊已成為黑客愛用的主流手法，不達(dá)目的絕不善罷干休，而其難以偵測的特性也讓人防不勝防，而當(dāng)這些攻擊者對工業(yè)控制系統(tǒng)的了解程度愈來愈深時，APT 范圍也會愈來愈廣。

就信息安全范圍來看，工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的信息安全防護(hù)，有時挑戰(zhàn)更比在企業(yè)端辦公室的防護(hù)來得大，這與兩者的設(shè)置思維有關(guān)，由于工業(yè)現(xiàn)場系統(tǒng)要求以「穩(wěn)定」為最優(yōu)先，在沒有必要的情況下是毋須變動也幾乎不允許變動，這樣的既定思維，也持續(xù)影響一般使用者對現(xiàn)場端設(shè)備的態(tài)度。

相較于辦公室應(yīng)用端的系統(tǒng)可以允許軟件升級、補(bǔ)缺安全漏洞，以及增加許多軟件來進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，甚至在萬不得已的情況下，對于系統(tǒng)重開機(jī)這類狀況也有較大的容忍彈性；工業(yè)現(xiàn)場端絕對無法允許如此情況發(fā)生，尤其是隨時隨地的軟件升級這類做法相當(dāng)戒慎恐懼，而在傳統(tǒng)系統(tǒng)控制應(yīng)用上，除了在系統(tǒng)整合或擴(kuò)充的情況下，系統(tǒng)升級的確也并非必要，不過在工廠智慧化需求導(dǎo)入后，狀況已然改變。

習(xí)慣不同造成缺漏 信息安全問題影響深遠(yuǎn)

業(yè)界人士指出，工廠智慧化的最基本要求，就是現(xiàn)場端的數(shù)據(jù)挖掘、監(jiān)控與分析，一般而言多是以整合PC端的SCADA來進(jìn)行，這些系統(tǒng)的操作系統(tǒng)仍多是以嵌入式的Windows等系統(tǒng)做為底層架構(gòu)，傳統(tǒng)認(rèn)知的現(xiàn)場端在連上線后，并非想象中封閉，但使用者卻仍多以過去現(xiàn)場總線的認(rèn)知來操作，自然會忘記了這類系統(tǒng)的缺漏，甚至連系統(tǒng)管理權(quán)限都仍然是默認(rèn)密碼的情況下，自然就形成漏洞，如果仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)世界上使用同一家軟件系統(tǒng)的廠商，控怕都有相同的漏洞，而且這些問題通常是積習(xí)難返，多數(shù)廠商都認(rèn)為，這將是工廠智慧化后帶來的最大問題。

傳統(tǒng)一般企業(yè)在信息安全面向，仍多依賴防病毒軟件的保護(hù)，但在工廠現(xiàn)場端卻甚少考慮此一問題，工廠現(xiàn)場端所使用的軟件系統(tǒng)，與辦公室應(yīng)用端系統(tǒng)的差異并不大，但在使用心態(tài)不同下，工廠現(xiàn)場端的信息安全挑戰(zhàn)更為龐大，再加上現(xiàn)場端系統(tǒng)不易更新與升級，也讓防止APT的難度更為提升；相對來說，黑客APT工控系統(tǒng)在如此運(yùn)作模式下，因其「成本」較低，對于現(xiàn)場端的 APT 將會更為提高。

因此現(xiàn)階段要防范惡意攻擊，已經(jīng)不僅只于透過防火墻或防病毒軟件就可達(dá)到目的，由于傳統(tǒng)的阻隔方法仍有漏洞可鉆，因此必須阻斷惡意攻擊在「侵入」、「下載潛伏」到「擴(kuò)散攻擊」的運(yùn)作環(huán)節(jié)，才是解決的重點面向，只要阻斷APT的任一環(huán)節(jié)，攻擊就會失效，這與過去阻擋病毒進(jìn)入的觀點，有相當(dāng)大的差距，在面對系統(tǒng)的復(fù)雜化，攻擊的多元化的同時，思維的調(diào)整，或許才是最重要的一步。

實體隔絕還是不夠 建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)才能治本

對于網(wǎng)通廠商對于工廠現(xiàn)場端以虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network；VPN）的方式，透過隔離網(wǎng)段的方式來隔絕外界系統(tǒng)化的APT，多數(shù)業(yè)界人士認(rèn)為這的確是最基本的解決方案，實體隔離絕對是解決APT最實際的辦法，但此一做法卻并非像一般人想象的這么可靠，以工廠智慧化的架構(gòu)，一定會與后端辦公室應(yīng)用端連結(jié)，才能針對產(chǎn)線進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)配，雖然這類通訊設(shè)計多是透過軟硬件配置，提供最小限度的授權(quán)讓應(yīng)用端可以與現(xiàn)場端連結(jié)；但一般APT通常會經(jīng)由辦公室應(yīng)用端進(jìn)行攻擊，再利用應(yīng)用端與現(xiàn)場端的信任關(guān)系，經(jīng)由雙方的授權(quán)機(jī)制來侵入現(xiàn)場端，除非應(yīng)用端也進(jìn)行實體隔離，否則只要連上因特網(wǎng)，就有漏洞可鉆。

雖然「實體隔離」與「最小授權(quán)」的做法可能仍有漏洞，但在現(xiàn)場端的安全防護(hù)，這仍是最基礎(chǔ)的必要作法；至于如何確保系統(tǒng)的安全，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范仍是最必要的項目，在工控系統(tǒng)中所強(qiáng)調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)，多是涉及系統(tǒng)穩(wěn)定的實際安全需求，但對于信息安全部分仍付之闕如，由于工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)入，以及實際應(yīng)用環(huán)境的逐漸多元化，信息安全政策的建構(gòu)及系統(tǒng)安全的標(biāo)準(zhǔn)，可能是后續(xù)發(fā)展的重點項目，也將會是市場后續(xù)發(fā)展的重要課題。

審核編輯：郭婷