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西門子、GE、博世:工控系統(tǒng)典型架構(gòu)、工控安全與未來(lái)
01 工業(yè)控制系統(tǒng)典型架構(gòu)與現(xiàn)狀
工業(yè)控制系統(tǒng)典型架構(gòu)
工控系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物流控制、設(shè)備信息監(jiān)控及診斷處理，其主要功能包括設(shè)備管理、任務(wù)管理、日志管理、調(diào)度管理、診斷管理、系統(tǒng)仿真等。
工控系統(tǒng)通常包括，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)（DCS），可編程邏輯控制器（PLC）等組件。MES系統(tǒng)主要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理，如制造數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、計(jì)劃排程管理等。SCADA系統(tǒng)通常使用中心化的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控手段來(lái)控制分散的設(shè)施。DCS系統(tǒng)通常用于控制本地區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)系統(tǒng)，例如監(jiān)控和調(diào)節(jié)本地工廠。PLC通常用于特定的離散設(shè)備，提供相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制。工控系統(tǒng)還涉及遠(yuǎn)程終端（RTU），智能電子設(shè)備（IED）以及確保各組件通信的接口技術(shù)。
工控系統(tǒng)還包含控制循環(huán)、人機(jī)接口（HMIs），和使用一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)建的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)工具。工控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，如電力、能源、化工行業(yè)、運(yùn)輸、制造（汽車、航空航天和耐用品）、制藥、造紙、食品加工等。
由于工控系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域、行業(yè)特點(diǎn)以及承載業(yè)務(wù)類型的差異，工控系統(tǒng)的架構(gòu)亦會(huì)不同。在典型的工控系統(tǒng)中，一般包括四個(gè)層級(jí)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，現(xiàn)場(chǎng)控制層，過(guò)程監(jiān)控層和生產(chǎn)管理層（層級(jí)0-層級(jí)3）。其最上層生產(chǎn)管理層與企業(yè)資源層中的ERP軟件對(duì)接（圖一）。
工控系統(tǒng)的信息安全隱患分布于工控系統(tǒng)架構(gòu)的所有層級(jí)。攻擊者可能通過(guò)嗅探、欺騙、物理攻擊及病毒傳播的方式，進(jìn)行以下未授權(quán)或非法操作，影響企業(yè)正常生產(chǎn)：
獲取并分析各層級(jí)設(shè)備中的信息；
修改存儲(chǔ)于工控系統(tǒng)組件中的敏感信息；
獲得存儲(chǔ)于工控系統(tǒng)組件中的用戶憑證，冒充合法用戶；
發(fā)布錯(cuò)誤指令或進(jìn)行錯(cuò)誤配置；
傳播惡意代碼造成不必要的系統(tǒng)停機(jī)和數(shù)據(jù)破壞；
通過(guò)社會(huì)工程(Social Engineering)獲取用戶信息。