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網(wǎng)絡(luò )罪犯越來(lái)越多地襲擊工業(yè)設施，試圖在安全墻上找到漏洞。作為對策，專(zhuān)家們不斷升級防御措施。西門(mén)子已制定出一套防御策略來(lái)協(xié)助他們。

2017年是安全專(zhuān)家們難忘的一年。5月，WannaCry病毒爆發(fā)，所到之處一片狼藉，為之震驚。在德國，許多火車(chē)站的電子告示牌一度關(guān)閉，英國的一些醫院不得不推遲手術(shù)，世界各地的汽車(chē)制造商紛紛發(fā)現裝配線(xiàn)停滯不動(dòng)。但事情遠未就此結束。時(shí)隔短短一個(gè)月，在6月，一個(gè)名為NotPetya的類(lèi)似病毒再次爆發(fā)。這里僅舉一例來(lái)說(shuō)明其影響之惡劣：受其影響，大航運公司馬士基（Maersk）無(wú)法知道有哪些貨物已出海，有哪些貨物還在集裝箱碼頭。此次網(wǎng)絡(luò )襲擊造成了高達3億歐元的損失。

確保數字系統的安全至關(guān)重要，因為網(wǎng)絡(luò )襲擊不僅影響到消費者，而且影響到越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)。據俄羅斯網(wǎng)絡(luò )犯罪專(zhuān)家卡巴斯基實(shí)驗室收集的統計數據，2017年它在范圍內調查的1000家公司中，三分之一表示它們曾受到有針對性的網(wǎng)絡(luò )襲擊——比上一年的數據增加了8%。不僅如此，網(wǎng)絡(luò )襲擊變得越來(lái)越復雜，有時(shí)要在幾周之后才會(huì )被發(fā)現。

未來(lái)，生產(chǎn)線(xiàn)將能獨立響應變化的需求，如要求生產(chǎn)不同車(chē)型，所需部件都有存貨。當這樣的發(fā)展成為現實(shí)，隨之而來(lái)的密集信息成為了犯罪分子垂涎的目標。

量身定制的襲擊

挑戰在于，當今的工業(yè)制造工廠(chǎng)不僅嚴重依賴(lài)數字系統，而且聯(lián)網(wǎng)日益緊密。這樣一來(lái)，效力于政府、犯罪組織或其他機構的將找到越來(lái)越多的薄弱點(diǎn)，從而進(jìn)行蓄意破壞、工業(yè)間諜活動(dòng)或敲詐勒索。他們不再使用隨機擴散的分布式拒絕服務(wù)（DDoS）發(fā)動(dòng)攻擊，通過(guò)狂轟濫炸似的詢(xún)問(wèn)導致網(wǎng)站崩潰。西門(mén)子工業(yè)安全服務(wù)主管Henning Rudolf博士表示，“網(wǎng)絡(luò )罪犯越來(lái)越多地發(fā)起針對特定工業(yè)設施量身定制的襲擊。作為自動(dòng)化解決方案制造商，我們每天都要遭遇這樣的襲擊。確保這些系統的安全是我們的日常工作。”

要想獲得成功，比起這些需要動(dòng)用大量資源、使用高度專(zhuān)業(yè)化手段的復雜襲擊而言，西門(mén)子這樣的公司必須一步，先發(fā)制人。Rudolf說(shuō)：“這是一場(chǎng)貓鼠游戲。當然，這意味著(zhù)安全措施必須隨時(shí)跟上技術(shù)。”哪怕它們保護的設備已不再那么*，仍須如此。辦公設備的生命周期通常為2到4年，而工業(yè)設施的使用壽命則長(cháng)達20年乃至30年。

亟需保護：模擬、3D打印、輕型機器人——這些都是推動(dòng)第四次工業(yè)革命（或稱(chēng)工業(yè)4.0）的創(chuàng )新技術(shù)。在德國埃爾蘭根的西門(mén)子電子制造工廠(chǎng)，它們已經(jīng)成為現實(shí)。

100多萬(wàn)臺設備使用安全的MindSphere

有鑒于此，西門(mén)子工業(yè)安全服務(wù)部門(mén)的專(zhuān)家制定出一套基于“縱深防御”概念的階段式防御策略，以支持西門(mén)子提供的工業(yè)技術(shù)和其他制造商生產(chǎn)的設備適應不斷變化的威脅。這一策略包含三個(gè)相互協(xié)調的連續保護功能。首先是設施安全系統，如采用生物特征識別的物理門(mén)禁系統。第二條防御線(xiàn)是網(wǎng)絡(luò )安全系統，譬如，借助防火墻和虛擬專(zhuān)網(wǎng)（VPN）等手段來(lái)保護生產(chǎn)系統和工業(yè)通訊。第三道保護墻是系統集成，為終端和自動(dòng)化系統提供密碼保護，或者僅允許通過(guò)白名單殺毒軟件授予權限的特定軟件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。

多虧有1275名網(wǎng)絡(luò )安全員工，西門(mén)子得以做好充分的準備抵御網(wǎng)絡(luò )襲擊。這些專(zhuān)家發(fā)揮他們數字工廠(chǎng)技術(shù)專(zhuān)長(cháng)，充分利用MindSphere——西門(mén)子基于云的開(kāi)放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統，支持設施管理者執行預測性維護和能源數據管理或優(yōu)化利用資源。目前已有超過(guò)100萬(wàn)臺設備連接至MindSphere，預計到2018年底，這個(gè)數字將增至125萬(wàn)臺。盡管“云”聽(tīng)起來(lái)短暫易逝，但將數據保存在云端比保存在許多企業(yè)計算機中更加安全。MindSphere符合主流安全標準，如規定了自動(dòng)化系統IT安全等級的標準IEC62443。MindSphere對數據流量進(jìn)行加密，并使用高度安全的計算機中心。

保護理念的專(zhuān)家：西門(mén)子工業(yè)安全服務(wù)主管Henning Rudolf

自適應的安全架構

不幸的是，許多工業(yè)設施的安全之門(mén)敞開(kāi)著(zhù)，網(wǎng)絡(luò )罪犯輕而易舉就能向它們發(fā)起攻擊。當Henning Rudolf這樣的專(zhuān)家造訪(fǎng)客戶(hù)時(shí)，他們常常遇到像“123456”或“Password”這樣的密碼。此外，許多公司都不及時(shí)下載安全更新。去年，如果及時(shí)安裝了這樣的更新，那么，一些系統或許根本不會(huì )受到WannaCry和NotPetya的影響。

長(cháng)遠來(lái)看，西門(mén)子專(zhuān)家認為，僅僅確保主要生產(chǎn)設施的安全是不夠的，還必須全天候監測安全系統。Rudolf說(shuō)：“對于西門(mén)子設施，我們使用了一個(gè)包含約40000個(gè)網(wǎng)絡(luò )襲擊指示參數的監測系統。”一些公司無(wú)力承擔這樣的監測，因此，單獨的安全中心，包括西門(mén)子提供的安全中心，終將為它們提供監測服務(wù)。Rudolf表示，“未來(lái)，自適應安全架構也將有助于確保安全，它們可利用數據來(lái)測試操作系統。然而，現在網(wǎng)絡(luò )罪犯也在使用人工智能。”換句話(huà)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )安全的貓鼠游戲將是一場(chǎng)曠日持久的對峙。

運行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲卡

CPU 1517-3 PN/DP 是具有極大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動(dòng)化結構的應用中要求十分苛刻的任務(wù)。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為 2-端口交換機以便在系統中設立總線(xiàn)型拓撲。

附加的集成 PROFINET 接口，具有單獨的 IP 地址，可用于網(wǎng)絡(luò )分離等。

分布式 I/O 可通過(guò) PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進(jìn)行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過(guò)標準化的 PLC-open 塊連接變頻器。

西門(mén)子CPU 1515-2 PN產(chǎn)品信息：

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語(yǔ)言擴展和新的數據類(lèi)型
  • 由于背板總線(xiàn)速度顯著(zhù)提高，CPU 的響應時(shí)間縮短
  • 功能強大的網(wǎng)絡(luò )連接：
    每個(gè) CPU 均標配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標準接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過(guò)標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅動(dòng)器
  • 支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實(shí)時(shí)診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過(guò)便于組態(tài)的塊可自動(dòng)優(yōu)化控制參數實(shí)現優(yōu)控制質(zhì)量
• 集成安全功能
  • 通過(guò)密碼進(jìn)行知識保護，防止未經(jīng)授權讀取和修改程序塊
  • 通過(guò)復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    也可以對和 HMI設備之間進(jìn)行的通信進(jìn)行限制。
  • 操作保護：
    該控制器可以識別工程組態(tài)數據的更改和未授權傳輸。
• 設計與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、高級別名稱(chēng)、位置名稱(chēng)等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設置 CPU 或者所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設置日期和時(shí)間、選擇 CPU 的操作模式、復位 CPU 至默認設置、禁用/啟用顯示器、激活保護等級。
• 集成式系統診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機界面設備上以及 Web 服務(wù)器上以普通文本形式*顯示系統診斷信息（甚至能顯示來(lái)自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會(huì )進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無(wú)須進(jìn)行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲卡（運行 CPU 所需）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過(guò)用戶(hù)程序的系統函數創(chuàng )建數據塊實(shí)現數據存儲/讀取
• 數據記錄（歸檔）和配方
  • csv 格式配方文件存儲并歸檔在 SIMATIC 存儲卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪(fǎng)問(wèn)與設備相關(guān)的運行數據
  • 通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪(fǎng)問(wèn)機器的組態(tài)數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 或更高版本進(jìn)行編程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動(dòng)地完成大部分程序代碼的轉換工作。記錄不可轉換的代碼，并可以手動(dòng)進(jìn)行調整。