《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全》課件-第三節(jié) 工業(yè)控制系統(tǒng)基礎(chǔ) - p2

圖：制造過程中PLC通過現(xiàn)場

總線的網(wǎng)絡(luò)控制實例圖：PLC在大型企業(yè)的辦公網(wǎng)

與控制網(wǎng)的組網(wǎng)中的位置PLC的基本概念PLC是基于計算機的固態(tài)裝置，用以控制工業(yè)設(shè)備和過程。通常在較小的控制系統(tǒng)配置中為主要組件，用于提供離散過程的操作控制。在DCS中，PLC被實現(xiàn)為在監(jiān)督控制架構(gòu)內(nèi)的本地控制器。PLC也被實現(xiàn)為局部的控制系統(tǒng)配置的主要組件。PLC具有用戶可編程的存儲器，可用于存儲指令以實現(xiàn)特定功能，如I/O控制、邏輯、定時、計數(shù)、三種模式的PID控制、通信、算術(shù)以及數(shù)據(jù)和文件處理。2.3.2PLC的安全性討論：PLC安全隱患分析PLC由于其在起初設(shè)計階段未過多考慮安全因素，因此PLC具有先天的安全隱患。其中一個典型的例子就是，未經(jīng)授權(quán)操作可變更PLC的編程指令。PLC典型的安全隱患可以歸為三類：網(wǎng)絡(luò)安全隱患，固件安全隱患和訪問控制安全隱患。PLC的網(wǎng)絡(luò)安全隱患PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中越來越廣泛的使用，使得PLC必須支持主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（例如TCP，IP，ARP等）。因此這種普及會引入?yún)f(xié)議本身的易受攻擊的安全隱患（例如嗅探攻擊，重放攻擊，中間人攻擊等）。PLC的主要的主要安全隱患還是由Modbus,Profinet,DNP3等工業(yè)通信協(xié)議所引起的，例如缺乏授權(quán)、缺乏整體數(shù)據(jù)檢查等。下頁表列舉了主要的此方面的安全隱患（來源于ICS-CERT）。2.3.2PLC的安全性討論：PLC安全隱患分析PLC安全隱患分析PLC的固件安全隱患PLC中固件的安全隱患是指由于在任何軟件中都不可避免的存在設(shè)計瑕疵的事實所引起的在PLC操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲中的隱患。例如，緩存溢出，不合適的輸入驗證、存在缺陷的協(xié)議審計等。PLC生產(chǎn)商往往使用很弱的固件更新認證機制而引起很多未授權(quán)的固件更新行為。下頁表例舉了在ICS－CERT中一些PLC的固件缺陷。PLC固件安全隱患分析2.3.2PLC的安全性討論：PLC安全隱患分析堆棧溢位引起內(nèi)存溢出的原因有很多種，常見的有以下幾種：1.內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù)；2.集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；3.代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復(fù)的對象實體；4.使用的第三方軟件中的BUG；5.啟動參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過??；通常的解決方法：1.棧隨機化2.棧破壞檢測3.限制可執(zhí)行代碼區(qū)域PLC訪問控制隱患分析PLC的訪問控制安全隱患在PLC的訪問控制安全隱患中包括局限的授權(quán)機制，缺乏整體防御措施，有缺陷的Passoword保護，有缺陷的通信協(xié)議傳輸?shù)?。例如，PLC生產(chǎn)商使用隱藏的或者固定的用戶名和Password以便于控制儀器。攻擊者可以利用用戶名和Password的數(shù)據(jù)庫的簡單匹配方法而獲得入侵。一旦未授權(quán)的訪問成功，則入侵者可以輕易獲得敏感數(shù)據(jù)，修改命令，操作內(nèi)存，設(shè)立特權(quán)而改變PLC邏輯。2.3.2PLC的安全性討論：PLC安全隱患分析？PLC常見異常種類!傳統(tǒng)的PLC訪問控制安全隱患應(yīng)對措施物理訪問控制ANSI/ISA-99（美國國家標(biāo)準(zhǔn)組織/工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)）提出的安全生命周期程序，是基于安全域的概念而設(shè)置的。網(wǎng)絡(luò)訪問控制網(wǎng)絡(luò)邏輯隔離：防火墻和VPN技術(shù)使用特別的通信層：西門子的ScalanceS控制層Password訪問控制密碼技術(shù)周期改換刪除缺省的賬戶和Password2.3.2PLC的安全性討論：PLC安全隱患分析SCADA系統(tǒng)通過在一個集中的位置從遠程現(xiàn)場實現(xiàn)對目標(biāo)的監(jiān)視和控制。SCADA系統(tǒng)和DCS往往是通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起。離散型制造的主要是順序控制，主要用邏輯量的判斷和輸出。形成了以梯形圖為代表的PLC控制界面。連續(xù)型制造的主要是自動（流程）控制，主要用模擬量的計算和輸出。形成了以功能碼圖為代表的DCS控制界面。DCS和PL