A Brief Look at Security in Industry 4.0

虽然具体表现的形式不同，但每一次工业革命的初期，安全性都是阻碍发展的重大障碍。第一次工业革命之初，蒸汽机远远不是安全的装置，爆炸事件时有发生。以电气化和自动化为标志的第二次、第三次工业革命，安全性问题也是类似情况。

今天，由IT技术承载的以智能制造为标志的“工业4.0”时代正在开启，网络空间安全问题成为了未来智能工厂的重大挑战。

“工业4.0” 基于物联网、信息物理融合系统（CPS）等，通过更加智能的、联网的部件如智能机器人、3D打印等，组成更加自主化的系统，进行灵活的、个性化的生产。实现这一图景，需要考虑多方面的安全性问题。

首先是数据的安全性问题。为了实现个性化生产，“工业4.0”要通过网络连接供应链上下游和商业伙伴，传输设计、生产、需求数据，共享大量信息。智能和灵活化的生产过程，以及产品的个性化产生了大量的敏感数据，急剧增长的数据量使保护难度加大，同时，与商业伙伴之间的数据开放共享加剧了保护敏感数据的困难程度。

IDC2014年对154家相关企业的调查表明，实现“工业4.0”最大障碍就是数据的安全保护问题。

图1来自IDC的调查：工业4.0的主要障碍

其次是系统的脆弱性问题。用于“工业4.0”的IT技术、概念和协议大都是已经存在、大量采用的成熟技术，比如TCP/IP协议、各类工业控制协议、无线联网协议等。这些协议和技术在设计之初并未考虑到应用于密集联网、高度复杂和物理融合的“工业4.0”领域。同时，这些开放的、被广泛采用和研究的技术存在各类已知的脆弱性，将其应用于数量巨大的、连续运行、难以更新的工业设备上，这些脆弱性更容易被利用，更难以被保护，就会像蒸汽最早应用于产生动力的时代，给“工业4.0”带来巨大的安全风险。

已经发生的问题如震网病毒。2010年6月发现的震网病毒，具备破坏关键工业基础设施的能力。震网病毒目标为伊朗使用西门子控制系统的高价值基础设施，并最终感染并破坏了伊朗纳坦兹的核设施，使伊朗的布什尔核电站推迟启动。再比如火焰病毒。 2012年5月发现的火焰病毒利用微软公司Windows操作系统的两处瑕疵侵入电脑并注入其他程序。大约从2010年开始在中东大范围传播，主要收集个人信息，并上传到网络，以数种方式进行活动，包括录音、截取屏幕画面、侵入邻近的蓝牙设备等。

由于其技术特点，“工业4.0”需要关注的安全性问题还存在于其它方面。因此，应该从规划起，就将“工业4.0”各方面的安全保障作为重要原则，提出明确要求，让端点防护、认证、加密、安全监测、异常分析成为其一部分，建设“安全的工业4.0”。另外还应考虑将“工业4.0”的安全问题作为重点进行研究，加强“工业4.0”的安全体系设计与规划；制定统一的“工业4.0”安全要求和规划, 规范指导“工业4.0”建设；在“工业4.0”试点项目建设的同时，进行安全性试点，逐步建立针对“工业4.0”的安全测评体系等。