工業控制系統信息安全與功能安全的有機結合

陳敏超 楊震 胡艷

摘要：工業控制系統的應用日益廣泛，加強安全防范成為工業領域重點關注的內容。工業控制系統中，由于信息和功能安全的需要，在進行安全防范時，為了解決信息與功能控制之間的矛盾，需要利用信息技術手段，強化二者的結合，實現安全防范的一體化目標，在構建工業控制系統安全架構時，既能夠滿足工業系統的功能運行需求，又能夠最大程度地保證信息安全。

關鍵詞：工業;控制系統;安全;防范

工業領域在信息技術發展過程中也得到了優化和完善，尤其是在利用信息手段進行工業生產控制時，需要能夠在信息安全和功能安全之間尋求一種平衡，以便能夠更好地保護工業控制系統的運行能力。文章通過探索適用于工業控制系統的一體化安全措施，旨在為工業發展奠定堅實基礎。

一、工業控制系統安全結合意義

在工業領域發展過程中，控制系統的安全性成為行業關注的焦點。工業控制系統的安全，是由功能安全以及信息安全所構成。信息安全是在工業控制系統的應用中，防范系統在信息技術模式中會面臨的網絡信息不安全因素。工業控制系統在利用信息技術提高控制效率和能力的同時，也受到了一些不安全因素的威脅，如網絡病毒的攻擊等，對于工業控制系統來說，加強安全保護是更好地應用系統進行工業生產的基礎。在對控制系統進行信息安全保障的同時，也要綜合考慮到工業控制系統的實際應用功能。工業控制系統，需要具備實踐應用性，離不開功能的支持[1]。在控制系統當中設計信息安全防范體系時，就要符合信息安全和功能安全的結合目的。只有在信息安全技術運行時，對功能安全不會造成影響的模式才能哦故被有效應用。例如，當工業控制系統執行工業生產任務時，安全體系需要對每個工作指令進行安全分析，并阻止可能存在的風險性指令。在信息安全防御中就要保證對控制系統指令的判斷要準確有效，如果將控制系統所執行的工業生產指令阻止，則會嚴重影響到工業生產的正常秩序，這就需要加強控制系統的信息安全與功能安全的結合研究，形成信息和功能的安全一體化控制。當控制系統執行信息安全防御的同時，不僅可以有效地阻止不安全信息數據通過，還不會影響功能執行情況，具備更加完善的安全保護機制。

二、工業控制系統安全結合原理

工業控制系統在執行安全防御措施時，應當根據信息安全需求和功能執行要求，將二者 之間的矛盾予以解決。信息安全技術中，需要結合工業生產情況，對每個信息數據和指令進行深入的分析，以此來確定當工業控制系統執行一體化的安全防御任務時，更加準確和全面地診斷系統運行情況，并采取積極有效的措施進行處理。一體化的安全技術中，包括了信息安全和功能安全，那么一體化的安全技術中就需要能夠同時處理信息與功能的安全需求[2]。確定了控制系統的安全分析對象以后，還要對信息安全因素進行分析與檢測，以便可以形成信息安全防御機制，并利用信息技術方式進行報警等。在功能安全保護中，要強化對安全信息指令的分析和控制，權衡出信息安全和功能安全矛盾中的最佳解決措施，并形成工業控制系統的安全結合體系。

三、工業控制系統安全結合技術

1.功能安全技術

工業控制系統的功能安全技術中，需要對控制系統所要實現的工業生產任務進行解析，并建立起全面的功能架構，可以從功能實現的角度去判斷故障性問題。功能安全技術中，通過FMEA方法，即失效模式及效應分析措施，利用計算機計算各項功能數據是否存在可能的失效因素，這對工業控制系統實現生產目標來說極為重要[3]。利用FMEA方式的事件分析方法，可以針對具體的功能指令和環境采取全面分析，進而發現矛盾性的事件，以便擦劑矛盾產生的原因并予以解決。功能安全技術也是一種系統故障的判斷渠道，可以有助于工業控制系統的故障識別，避免出現控制功能失效等情況。

2.信息安全技術

信息安全技術中，主要應當關注工業控制系統所處的網絡環境安全、數據傳輸安全等。信息安全技術中，要以IEC標準，即工業領域的先關內容實時標準化管理，如工業當中的測試標準等[4]。信息安全技術應用，需要利用潛在失效模式及后果分析，確定信息安全中的風險因，并采用運行適當的運行管理和技術控制等方法，從信息環境安全層面去解決安全性的問題。安全技術的應用，在傳統管理方法中僅對數據和指令的風險性進行判斷，但對于整個的工業控制體系考慮不夠充分，這也是引起信息安全矛盾的關鍵。

3.安全結合技術

工業控制中，解決功能安全和信息安全矛盾，是提高控制系統安全一體化的重要舉措。在利用信息技術手段時，需要建立起不同的功能模塊，利用功能模塊對工業控制系統的數據信息進行全面的衡量和判斷。在安全技術應用中，考慮到功能和信息的結合型，需要在模塊中設計對控制系統運行功能的判斷技術，信息安全中會涉及到的技術，最后再通過功能模塊來判斷和檢測執行信息安全時，先對功能安全進行預測性的措施，然后通過分析信息安全對功能安全的影響性，來進行兩者矛盾的科學計算，這種計算是依賴于計算機程序實現的，以計算機對事件不同方案進行演算，并對每個解決方案進行可行性分析，確定好可行性安全方案后，還需要比對不同方案的優越性，利用計算機技術最終確定最佳解決方案[5]。在這個判斷和選擇的過程當中，利用計算機程序模擬出不同安全一體化方案的結果，再以風險評估的方式去深入分析。分析中不僅僅對安全目標的實現進行判斷，還要從工業控制系統運行成本、技術落實等全方位去綜合評估，以便確保安全措施的有效性。

結束語：

工業控制系統的運行安全關系到工業生產的可靠性和穩定性。在工業控制系統運行中，人們對于信息安全和功能安全都有所認知，但在實際控制當中會出現信息與功能的矛盾，深入探討工業控制系統安全結合技術，對更好地促進工業控制系統完善意義重大。

參考文獻：

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[3]李濤. 重慶市工業控制系統信息安全現狀及監管策略分析[C]. 公安部網絡安全保衛局.2019互聯網安全與治理論壇論文集.公安部網絡安全保衛局：《信息網絡安全》北京編輯部，2019：137-141.

[4]沈烈初.新時代“機械”裝備工業面臨緊迫解決的問題裝備的“功能安全”與“網絡安全（信息安全）”[J].中國儀器儀表，2019（05）：22.

[5]柯巍. 工業控制系統信息安全研究綜述[C]. 中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社.中國計量協會冶金分會2018年會論文集.中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社：《冶金自動化》雜志社，2018：289-291+295.