基于物联网技术的工业控制系统安全性分析

基于物联网技术的工业控制系统安全性分析

陈旭

重庆国际复合材料股份有限公司；重庆；400000

摘要：随着物联网技术的不断发展，越来越多的工业控制系统开始采用物联网技术实现智能化生产和远程管理。但是，工业控制系统和物联网技术的结合也带来了新的安全风险。本文从网络安全问题和数据安全问题两个方面对基于物联网技术的工业控制系统安全性进行分析，并提出完善的安全保障措施。

关键词：物联网技术；工业控制系统；安全性分析

一、引言：

随着人工智能、云计算等新一代信息技术的快速发展，工业控制系统越来越依赖于物联网技术。作为“工业互联网”的基础技术，物联网技术可以从物理设备、传感器和数据通信等各个层面对工业控制系统进行整体优化和提升。然而，随着越来越多工业设备的联网，也给工业控制系统的安全带来了更大的挑战和隐患。因此，加强基于物联网技术的工业控制系统安全保障，成为当前必须面对的重要问题。

二、工业控制系统和物联网技术的结合

随着物联网技术的不断发展，工业控制系统也在不断升级和演化。在传统的工业控制系统中，设备和传感器通常是独立的，它们之间存在固定的连接关系。而随着物联网技术的应用，传感器和设备之间可以通过互联网实现连接和通信，形成一个更加先进、智能化的工业控制系统。

基于物联网技术的工业控制系统具有以下几个特点：首先，该系统可以大大提高工厂的生产效率和运营效率，提高整个系统的可靠性和稳定性[1]。其次，通过物联网技术，系统中的各个设备可以实现互联互通，形成完整的数据网络，方便数据的转移和共享，使得数据流动更加高效、快捷。此外，基于物联网技术的工业控制系统具有更加智能化的特点，能够自动检测、调整和控制系统中的各种设备，减少系统的维护和人工干预。

三、物联网技术在工业控制系统中的安全性分析

（一）网络安全问题

由于物联网技术的应用，工业控制系统不再是一个孤立的系统，而是与外部网络紧密相连，这也就意味着系统安全面临不断增加的威胁。

第一，网络攻击成了工业控制系统安全的一大隐患。基于物联网技术的工业控制系统越来越依赖于网络传输，如果该网络受到攻击，将会对系统的正常运行造成重大影响。黑客可以通过网络攻击系统，盗取机密信息、数据，并给整个系统造成瘫痪，严重的甚至还会使生命和财产处于危险之中。

第二，基于物联网技术的工业控制系统存在各种设备的断电、丢失、距离等网络异常情况，也会对系统的安全保障带来影响。这些异常可能来自系统所依赖的网络、物理设备，或者是来自人为的破坏和恶意行为，都会对系统的稳定性和安全性造成影响。

要保障工业控制系统的安全性，需要适时地升级和完善安全措施，包括网络安全防御、加密传输、数据备份、完善权限管理等，防止黑客和恶意软件攻击，减少安全事件的发生。此外，还需对员工进行安全意识培训，确保整个系统的安全漏洞最小化。

（二）数据安全问题

数据安全问题主要包括数据的保密性、完整性和可用性。对于数据保密性的问题，工业控制系统需采用身份认证、加密、访问控制和策略管理等措施，保证数据在传输和储存过程中的安全保密；对于数据完整性的问题，系统应采用防篡改和签名防篡改等技术，确保数据没有被篡改、删除或替代；对于数据可用性的问题，系统应考虑备份、共享和容错等技术，防止数据破坏或丢失，确保系统的正常运行。

为了保障工业控制系统中的数据安全，需要采取一系列的安全保障措施。首先，安全风险评估是非常重要的一步，能帮助企业及时发现和解决存在的安全隐患和风险[2]。其次，完善的数据备份和恢复机制是确保数据安全的基础。此外，针对系统中的不同数据类型，可以采用不同的数据加密算法，提高系统的安全性。

四、完善基于物联网技术的工业控制系统安全保障措施

（一）采用先进的安全控制技术

一种先进的安全技术是安全大数据分析技术。通过对系统中的数据进行深入挖掘和分析，可以找出存在的安全隐患和异常，提前预防和发现攻击行为。采用安全大数据分析技术，不仅可以及时发现攻击行为，防止恶意攻击，还能较好地解决网络犯罪的问题。

基于物联网技术的工业控制系统也应该采用人工智能和机器学习技术，以发掘系统中可能存在的安全问题。通过机器学习，系统可以适应攻击的变化，并进行动态调整升级，降低被攻击的风险。此外，监测和分析使用数据包和实时操作系统日志等信息，可以一定程度上预防或减轻被攻击带来的损失。因此，人工智能和机器学习技术已经成为了工业控制系统安全控制的有效手段。

（二）建立网络安全防御能力

第一，在网络安全防御建设中需要注重网络边界的防护。通过建立网络隔离、安全防火墙、入侵检测、流量分析等措施，可以在网络边界处对外部网络进行控制和过滤，挡住攻击和恶意流量，防止网络攻击对系统的影响扩散至内部。

第二，信息加密技术也是重要的安全保障手段。该技术可以通过对数据流量进行加密处理，保护敏感信息不被泄露，从而保障数据传输的安全性和机密性[3]。例如，采用加密协议对系统程序间通信进行保护，防止被攻击者篡改或窃取敏感信息。此外，在实现对信息的加密时，还需考虑加密算法的强度，以及如何合理地管理和维护加密密钥等问题。

针对网络攻击，传统的安全防御手段可能已经不能很好地保护系统的安全，因此需要采用更加高级的安全技术。例如，人工智能技术可用于构建预测和识别攻击行为的模型，从而更好地保障系统的安全性。同时，还可以通过安全漏洞扫描、黑客攻击模拟等工具，全面检测系统的安全风险，及时发现并解决潜在安全问题。

（三）建立强大的数据安全保障

基于物联网技术的工业控制系统面临大量的数据存储、处理和传输，因此建立强大的数据安全保障措施至关重要。随着数据规模不断增大，安全问题也变得更加突出和复杂。因此，建立强大的数据安全保障措施，保护工控系统数据安全成为关键任务之一。

第一，建立完善的数据加密机制非常重要。数据加密可以有效地保障数据传输和存储的过程中，数据遭受未授权的访问和篡改的风险。在实施数据加密技术时，可以采用对称加密和非对称加密技术结合的方式，较好地实现了数据传输和存储的安全保障。

第二，长期的数据备份是保护数据安全的另一种手段，它能在数据丢失或遭受干扰等异常情况下，提供及时恢复所需的数据备份。建立完整的数据恢复机制，根据系统的业务情况和数据价值制定不同级别的备份和数据恢复方案，以适应备份的及时性需求。

第三，完善访问控制和用户认证也是保护工业控制系统数据安全的重要环节。采用基于角色的权限管理和身份认证等技术，可以限制不同用户的访问范围和操作权限。同时工业控制系统应进行有效的网络监控以检测可能存在的攻击和威胁，并建立及时警告和响应机制。

五、结语：

基于物联网技术的工业控制系统是未来工业发展的趋势，安全问题是需要重视的。本文从网络安全和数据安全两个方面分析了基于物联网技术的工业控制系统面临的安全问题，并结合先进的安全控制技术、网络安全防御能力及强大的数据安全保障建立措施，提高工业控制系统的安全性，为实现工业智能化发展，做出更大的贡献。

参考文献：

1. 温明， 朱永刚. 基于物联网技术的工业控制系统安全实现分析[J]. 计算机创新与应用， 2020, 17(13): 266-269.

2. 王宏伟， 王光亚， 闫峰， 等. 基于物联网技术的工业控制系统安全防范[J]. 哈尔滨工程大学学报， 2019, 40(8): 1506-1514.

3. 范红旗， 李博， 马灿， 等. 基于物联网的工业控制系统安全研究综述[J]. 光电子·激光， 2021, 32(2): 390-396.