基于MSS的工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護體系建設
一、項目概況
針對工業(yè)互聯(lián)網平臺存在的安全需求，安恒信息規(guī)劃設計了一套基于MSS的新型工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護體系：將傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全、設備安全、網絡安全、工業(yè)數(shù)據(jù)安全、工業(yè)云安全的能力進行資源化、服務化封裝，形成按需分配、彈性擴展、高效可靠的安全能力資源池，實現(xiàn)了安全能力隨需隨取隨用，并藉此構筑新型一體化安全防護體系，為工業(yè)互聯(lián)網平臺整體安全賦能。
1.項目背景
工業(yè)互聯(lián)網成為企業(yè)數(shù)字化轉型抓手的同時，也面臨著多種多樣的網絡安全問題，2019年上半年，CNCERT加強了針對聯(lián)網工業(yè)設備和工業(yè)互聯(lián)網平臺的網絡安全威脅發(fā)現(xiàn)能力，累計監(jiān)測發(fā)現(xiàn)我國境內暴露的聯(lián)網工業(yè)設備數(shù)量共計6814個，包括可編程邏輯控制器、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控服務器、串口服務器等。其中，存在高危漏洞隱患的設備占比約34%。此外，CNCERT監(jiān)測了境內具有一定用戶規(guī)模的大型工業(yè)互聯(lián)網平臺40余家，業(yè)務涉及能源、金融、物流、智能制造、智慧城市、醫(yī)療健康等方面，并監(jiān)測到根云、航天云網、COSMOPlat、OneNET、OceanConnect等大型工業(yè)互聯(lián)網平臺持續(xù)遭受漏洞利用、拒絕服務、暴力破解等網絡攻擊，工業(yè)互聯(lián)網平臺已經成為網絡攻擊的重點目標。
工業(yè)互聯(lián)網平臺服務商通常采用自建私有云、租用公有云或搭配使用混合云等方式建設工業(yè)互聯(lián)網平臺，實現(xiàn)自身與其他聯(lián)網工業(yè)企業(yè)、服務商的工業(yè)應用與數(shù)據(jù)的上云、管理和數(shù)據(jù)的處理、分析和應用。然而，傳統(tǒng)安全產品防護能力已不足以應對工業(yè)互聯(lián)網新場景下的安全挑戰(zhàn)，同時傳統(tǒng)安全體系建設部署復雜、成本高、維護難。因此，建立一套低成本、全方位、多角度、有彈性、易維護的安全運營服務體系，成為眾多工業(yè)互聯(lián)網平臺安全建設的首要目標。
2. 項目簡介
針對上述業(yè)務場景下的安全痛點問題，杭州安恒信息規(guī)劃設計并實施了一套基于MSS的工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護解決方案。該方案圍繞工業(yè)互聯(lián)網平臺安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、網絡安全、控制安全、設備安全，運用SaaS化、服務化的資源整合方式，形成按需分配、彈性擴展、高效可靠的安全能力資源池，并藉此構筑新型持續(xù)一體化安全防護體系，解決了工業(yè)互聯(lián)網平臺的云上業(yè)務系統(tǒng)安全問題。
該體系通過基于大數(shù)據(jù)和深度學習的智能風險預測技術，對工業(yè)互聯(lián)網多層次安全風險要素進行集中分析和處理，實現(xiàn)安全模型在工業(yè)互聯(lián)網場景的落地應用，依托SaaS化安全服務實現(xiàn)對所有工業(yè)互聯(lián)網安全的“集中配置、統(tǒng)一管理”。同時方案創(chuàng)新性地采用了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)隱私計算功能，保障了工業(yè)互聯(lián)網數(shù)據(jù)的“可用不可見”，極大推動了工業(yè)企業(yè)上平臺、用平臺的積極性，保證工業(yè)互聯(lián)網全產業(yè)鏈在數(shù)據(jù)安全、平臺安全、應用安全、用云管云過程中的安全互聯(lián)互通，提高了工業(yè)數(shù)據(jù)的流通價值。
3.項目目標
平臺圍繞工業(yè)互聯(lián)網平臺安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、網絡安全、控制安全、設備安全層面的突出安全風險，建設基于MSS的工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護體系。具體目標如下：
（1）構建SaaS化的工業(yè)互聯(lián)網安全一站式服務平臺
圍繞工業(yè)互聯(lián)網邊緣層、工業(yè)IaaS層、工業(yè)PaaS層、工業(yè)SaaS層以及工業(yè)數(shù)據(jù)面臨的安全風險，建設覆蓋工業(yè)APP安全、工業(yè)云平臺安全、終端安全、數(shù)據(jù)安全需求的一站式安全能力資源池。
（2）構建以用戶為基點的全局安全審計體系
整合工業(yè)互聯(lián)網平臺終端、流量威脅分析、WAF、態(tài)勢感知、防火墻等多個維度的數(shù)據(jù)，建立基于數(shù)字身份的全局安全審計體系，實時監(jiān)測用戶的訪問和使用行為并進行合規(guī)性分析，準確監(jiān)測識別出異常行為和安全威脅并及時響應，提升工業(yè)互聯(lián)網平臺的整體安全防護能力。
（3）建成工業(yè)互聯(lián)網平臺安全綜合防護系統(tǒng)
以態(tài)勢感知中心進行統(tǒng)一管理與監(jiān)測，匯聚平臺接入終端、網絡基礎設施、平臺基礎設施、工業(yè)微服務、工業(yè)APP、防護設備等安全數(shù)據(jù)并進行綜合分析，以MSS安全運營托管服務，實現(xiàn)業(yè)務應用在7×24小時內不間歇運行；建立工業(yè)互聯(lián)網平臺安全態(tài)勢感知中心，對95%以上范圍的的信息安全防護設備，網絡交換機、工作站、服務器、終端等設備，以及工業(yè)互聯(lián)網平臺流量等進行網絡安全監(jiān)測分析，形成工業(yè)互聯(lián)網平臺企業(yè)的安全統(tǒng)一管理與態(tài)勢感知能力。
二、項目實施概況
本項目構建的基于MSS的工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護體系主要實現(xiàn)對工業(yè)互聯(lián)網的設備接入安全、控制安全、網絡安全、云平臺及業(yè)務應用系統(tǒng)安全以及數(shù)據(jù)安全，并提供低成本的SaaS安全服務，解決工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務場景的安全問題，保障工業(yè)企業(yè)高效、穩(wěn)定、安全地數(shù)字化轉型。
1.項目總體架構和主要內容
在現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網平臺架構的基礎上，針對工業(yè)互聯(lián)網平臺原有的傳統(tǒng)安全架構思想重新評估，以MSS安全運營能力為核心，對某雙跨工業(yè)互聯(lián)網平臺的關鍵服務進行隱藏保護。通過建立持續(xù)安全運營中心，實時、持續(xù)進行動態(tài)評估，結合動態(tài)訪問控制、最小權限、信任評估機制，提升平臺整體安全防護能力。
圖1 工業(yè)互聯(lián)網平臺安全能力架構圖
（1）云安全體系建設
基于云計算安全防護思路，安恒信息以MSS(安全托管服務)的創(chuàng)新防護模式，構建安全運營中心，形成了“運營+技術+服務”的云計算安全防護體系，從云租戶、云平臺、云安全運營層面降低工業(yè)互聯(lián)網平臺自身云平臺和云租戶面臨的安全風險，實現(xiàn)云平臺的安全持續(xù)性和合規(guī)性。
圖2 云安全體系能力全景圖
（2）安全能力SaaS化
通過把安全運營SaaS化、安全防護SaaS化、安全管理SaaS化，基于云計算、工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等核心安全技術，建立一套能夠實現(xiàn)安全能力可擴展、有彈性、易維護的SaaS化立體縱深安全防御體系，實現(xiàn)對云安全能力的SaaS化賦能。
圖3 SaaS化安全能力體系圖
SaaS化云監(jiān)測服務
實現(xiàn)云化的Web應用弱點掃描、綜合漏洞掃描、數(shù)據(jù)庫弱點掃描、安全配置基線核查等能力。
SaaS化云防護服務
提供網絡流量檢測防御、Web應用防護、網頁防篡改和主機安全及管理能力。融合下一代云防火墻能力，通過威脅情報、DDoS防護、Web防護、CC防護、數(shù)據(jù)防護5大防護模塊為云租戶提供防攻擊、防篡改、防癱瘓、防泄露等安全防護服務。
SaaS化安全審計
實現(xiàn)云化的安全運維審計、綜合日志審計和數(shù)據(jù)庫安全審計能力。可對用戶的各類日志進行綜合審計分析，發(fā)掘潛在威脅，可追蹤溯源；SaaS化數(shù)據(jù)庫安全審計可實現(xiàn)對進出核心數(shù)據(jù)庫的訪問流量進行數(shù)據(jù)報文字段級的解析操作，完全還原操作細節(jié)，迅速發(fā)現(xiàn)和響應數(shù)據(jù)威脅。
SaaS化安全接入
在端側和邊緣計算處提供接入安全服務。以SDK+API+開發(fā)指導文檔的方式給聯(lián)網工業(yè)企業(yè)提供數(shù)據(jù)安全傳輸保障；在廠側設備、邊緣網關內置安全心，對數(shù)據(jù)進行安全加密，對接入設備進行身份認證。
SaaS化安全運營
對各種安全能力集中管理調度，結合大數(shù)據(jù)分析，為云租戶提供安全視圖，可對云資源實現(xiàn)整體安全感知。
（3）工業(yè)互聯(lián)網數(shù)據(jù)共享安全
基于平臺的工業(yè)大數(shù)據(jù)可信執(zhí)行環(huán)境，配合安全調試沙箱、安全計算沙箱，身份認證和區(qū)塊鏈合規(guī)審計等模塊，結合密鑰管理系統(tǒng)提供的統(tǒng)一密鑰管理和加解密服務，在保障工業(yè)數(shù)據(jù)安全的同時，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的可用不可見，可用不可取，充分保障工業(yè)數(shù)據(jù)的開放共享安全，最大限度發(fā)揮工業(yè)數(shù)據(jù)的潛在價值。
圖4 數(shù)據(jù)共享技術總體架構
2. 具體應用場景和應用模式
本方案可以在智能制造、建材、軌道交通、電力能源、市政水務等工業(yè)互聯(lián)網領域普遍應用，保障工業(yè)企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務場景下的設備接入安全、網絡安全、控制安全、云平臺及應用安全以及數(shù)據(jù)安全，構建基于MSS化安全防護能力及SOAR自動化阻斷的運營能力，構建覆蓋工業(yè)互聯(lián)網安全事前監(jiān)測、事中防護、事后響應的自動化安全服務體系，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網的持續(xù)、穩(wěn)定、安全運行。
目前該方案已成功部署在國內某領先雙跨平臺、明度制藥、浙江蘭溪紡織工業(yè)云平臺等多個工業(yè)互聯(lián)網平臺安全的防護實踐中，并在上海臨港、廣州白云、江蘇無錫、浙江蘭溪等多地落地區(qū)域安全保障子平臺，為上百家工業(yè)企業(yè)提供安全托管服務。
典型部署案例：
國內大型工業(yè)互聯(lián)網雙跨平臺安全防護案例
圖5 工業(yè)互聯(lián)網平臺安全建設總體架構
針對上述平臺架構，安恒信息整體采用SaaS化服務的設計思路，為該平臺建設安全能力，圍繞一中心、兩體系、統(tǒng)一資源池建設，滿足工業(yè)企業(yè)安全數(shù)據(jù)匯聚、多云異構兼容、服務分層解耦、新老應用并存等復雜安全需求，實現(xiàn)對云平臺、大數(shù)據(jù)、應用、網絡、邊界、終端的全面安全賦能，通過一個運營平臺實現(xiàn)整體安全運營，減輕運維工作量。
通過集中化的管理平臺，實現(xiàn)云平臺資源的集中化管理；通過建設集中的安全中心，實現(xiàn)安全能力的統(tǒng)一配置、運維，安全事件集中分析，展示全局安全態(tài)勢，可實時對請求進行持續(xù)動態(tài)評估，構建整體安全防護能力。
（2）浙江蘭溪紡織行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護案例
蘭溪紡織行業(yè)中小企業(yè)和平臺企業(yè)在進行工業(yè)互聯(lián)網改造過程中，面臨了一系列從上云前的業(yè)務安全到上云后的平臺安全、終端接入、工藝數(shù)據(jù)、生產數(shù)據(jù)的安全性問題，從而導致企業(yè)對于上工業(yè)互聯(lián)網平臺積極性不足。安恒為其提供一體化安全防護解決方案，通過集中部署的工業(yè)互聯(lián)網云安全中心，統(tǒng)一為蘭溪工業(yè)互聯(lián)網平臺企業(yè)、紡織企業(yè)的公有云、私有云用戶提供安全防護能力，實現(xiàn)安全集中建設、統(tǒng)一管理，穿管到從平臺企業(yè)到聯(lián)網企業(yè)。
圖6 紡織行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網安全防護技術架構圖
三、下一步實施計劃
1. 提升工業(yè)互聯(lián)網平臺安全能力的標準化。本項目將從完善設備數(shù)據(jù)安全接入標準化、網絡基礎設施安全標準化、平臺安全標準化、安全管理與運維標準化等方面，提升安全技術及產品質量，支撐工業(yè)互聯(lián)網平臺安全技術工程化開發(fā)及應用。
2. 通過項目實施，為國家推進工業(yè)互聯(lián)網安全落地實施做出示范性意義及服務性表率，為驗證國內互聯(lián)制造服務云平臺安全提供實際案例，為同行業(yè)類型企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網平臺綜合安全防護體系建設樹立典型應用案例。
未來該項目所形成的先進技術和模式將形成覆蓋更多場景化的產品和技術，賦能更多行業(yè)，如智慧金融、智慧水務、智能制造等。
3. 推動工業(yè)互聯(lián)網平臺安全行業(yè)生態(tài)體系。目前平臺已在上海臨港區(qū)、浙江金華市、江蘇無錫市等地實現(xiàn)規(guī)模化部署和服務，未來計劃以平臺化模式覆蓋到更多的產業(yè)和多個工業(yè)互聯(lián)網安全區(qū)域/行業(yè)子平臺。以安全鏈接大中小企業(yè)以及上下游產業(yè)，在社會資源整合的力量下共同保障產業(yè)鏈、供應鏈穩(wěn)定安全，高效助力企業(yè)步入數(shù)字化轉型快車道。
四、項目創(chuàng)新點和實施效果
1. 項目先進性及創(chuàng)新點
（一）網絡安全由“項目制”轉向“SaaS訂閱制”的模式創(chuàng)新
在本項目中為某大型工業(yè)互聯(lián)網平臺提供了防御一體化、使用個性化、安全服務化、響應智能化的解決方案，網絡安全賦能模式由傳統(tǒng)的“項目制”模式向“SaaS化訂閱制”模式轉變，實現(xiàn)安全能力的動態(tài)、彈性運維，滿足平臺和平臺用戶的多種個性化安全建設需求。按需購買、彈性訂閱的特點，和高性價比的服務價格以及專業(yè)化的服務質量將形成安全服務新模式。
（二）基于機器學習的異常行為檢測技術創(chuàng)新
本項目創(chuàng)新性地將機器學習應用進工業(yè)互聯(lián)網的異常行為檢測中。通過提取工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)中用戶及網絡設備之間訪問行為的業(yè)務特征作為多維變量數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行聚類分析并進行標記，再將標記后的數(shù)據(jù)再次分析并產生分類規(guī)則，經反復迭代，結合專家經驗積累，形成針對工業(yè)互聯(lián)網的異常行為檢測技術，可以準確識別網絡中的異常行為和惡意流量。
（三）基于隱患利用路徑的威脅預警分析技術創(chuàng)新
本項目創(chuàng)新地將基于隱患利用路徑的威脅預警分析技術在工業(yè)互聯(lián)網平臺安全領域進行了實踐和落地。通過對工業(yè)互聯(lián)網系統(tǒng)中各信息資產間存在的依賴關系，利用推理分析算法，通過被攻陷設備存在的隱患，推導出攻擊者可能利用此隱患繼續(xù)入侵到的其他信息資產并及時阻斷。
（四）基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可信交換技術
工業(yè)互聯(lián)網最重要的資產是數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)交換共享帶來的數(shù)據(jù)泄露及數(shù)據(jù)主權問題，本項目創(chuàng)新性地使用基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可信交換技術，實現(xiàn)在可信執(zhí)行環(huán)境中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可用不可見，數(shù)據(jù)使用可追溯的數(shù)據(jù)共享新模式。可信執(zhí)行環(huán)境包含兩部分，安全調試沙箱、安全計算沙箱。安全調試沙箱通過調試測試進行數(shù)據(jù)模型開發(fā)和數(shù)據(jù)模型驗證。安全計算沙箱通過驗證成功的數(shù)據(jù)模型運算數(shù)據(jù)集得到滿足數(shù)據(jù)獲益方需求的數(shù)據(jù)結果集。
2. 實施效果
通過本項目的應用與落地，工業(yè)互聯(lián)網平臺企業(yè)降低了在人力成本、物資資源、資金支出等方面的安全支出，完成了安全能力的全面建設，并隨著安全運維、安全運營工作的自動化、便捷化、智能化、實時化，降低了運維、運營復雜度，提升了運維、運營的工作效率，保障了工業(yè)互聯(lián)網平臺的穩(wěn)定、高效運行。
（一）安全成效
本方案從設備、控制、應用、網絡和數(shù)據(jù)五個維度，圍繞企業(yè)在上云前、上云中、上云后的一系列安全隱患的防護，實現(xiàn)了對工業(yè)互聯(lián)網的全方位安全覆蓋，有效攔截了來自各個層面的網絡威脅和攻擊，降低了平臺及平臺上工業(yè)用戶遭受網絡攻擊帶來的安全風險，提升了平臺系統(tǒng)等的可用性，保障了平臺和平臺上用戶生產的正常運轉，幫助建設安全可信的工業(yè)互聯(lián)網平臺，為國內工業(yè)互聯(lián)網平臺安全建設樹立了標桿案例。
（二）經濟效益
安恒信息的基于MSS（安全托管服務）的工業(yè)互聯(lián)網平臺安全防護體系將安全運營能力SaaS化，有效降低了企業(yè)對于安全建設的成本，包括大量的人力成本和設備購置、維修、運行等硬件成本。例如人員的重復勞動、冗余的可復用數(shù)據(jù)、功能重疊的設備堆疊等重復投資，幫助企業(yè)擺脫機房建設、帶寬租賃、網絡建設等物資限制要求。SaaS化的運營模式支持企業(yè)按需購買、彈性訂閱，安全能力與服務隨開隨用，極大地降低了企業(yè)在安全建設上的人力、物資與資金投入。
（三）社會效益
一方面，本方案為設備自適應識別、區(qū)域邊界防護、可信身份零信任服務、云平臺態(tài)勢感知、大數(shù)據(jù)分析、區(qū)塊鏈等技術提供了落地場景和檢驗驗證環(huán)境，有助于安全技術和產品的不斷完善和優(yōu)化，有助于工業(yè)互聯(lián)網安全產業(yè)快速發(fā)展和成熟，創(chuàng)造可觀的經濟效益。
另一方面，本方案的落地切實有效地降低了工業(yè)互聯(lián)網平臺的安全風險，提升了該平臺的整體安全防護能力，保障了系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)隱私合規(guī)，有助于該解決方案在垂直領域、乃至跨行業(yè)跨領域的推廣和復制，助力整個行業(yè)的安全建設，從而促進工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)安全、穩(wěn)定、高質量地發(fā)展。
第三，平臺保障聯(lián)網企業(yè)安全上云，聯(lián)網企業(yè)可以更放心地擁抱工業(yè)互聯(lián)網，平臺企業(yè)可以服務更多的聯(lián)網企業(yè)，從而形成雙贏的良性循環(huán)。
聲明
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