工业互联网安全威胁的多维分析与应对策略

引言：

工业互联网作为新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，正加速推进传统工业向数字化、网络化、智能化转型。然而，异构设备的广泛互联、海量数据的深度融合也使得工业互联网面临着空前复杂的安全形势，传统工控系统“信息孤岛”的安全边界被打破，网络攻击面不断扩大，APT（高级持续性威胁）、供应链攻击等新型攻击手段层出不穷。工业互联网安全已上升为国家战略，《“十四五”国家信息化规划》明确要求提升工业互联网安全防护能力。在此背景下，开展工业互联网安全威胁的系统研究，剖析其成因机理，探索有效的应对之策，对于保障工业数字化转型进程、维护国家经济安全具有重要意义。

1 工业互联网安全威胁的多维分析

工业互联网作为信息技术与工业系统的交汇融合，其安全风险呈现出明显的多维异构特征。一方面，工业互联网依托OPC UA、Modbus等工业通信协议构建海量异构设备的互联，但这些协议在设计之初并未完全考虑安全因素，普遍存在认证机制薄弱、加密算法过时等问题，极易遭受中间人攻击、重放攻击等，随着 5G、工业以太网等新型网络的引入，协议兼容性风险进一步凸显，不同厂商设备间的接口调用漏洞可能被利用实施横向移动攻击。另一方面，工业互联网汇聚了生产数据、设备日志、用户画像等海量敏感数据，其采集、传输、存储、计算、应用等全生命周期管理面临诸多风险。工业大数据的共享开放虽有利于释放数据价值，但也可能加剧数据泄露与隐私侵犯。此外，工业设备固件漏洞频现，电磁干扰、恶意植入等物理攻击手段可直接危及设备功能。凡此种种，都昭示着工业互联网面临着不容忽视的风险隐患，需要加以重视。

2 工业互联网安全威胁的应对策略

2.1 技术防御：分层防护与动态监测

要有效应对工业互联网的多维异构安全威胁，技术人员需要从端、边、云等不同层面入手，构建纵深分层的主动防御体系。在工业终端设备层，可采用可信执行环境（TEE）技术，利用芯片内置的独立安全区域实现设备身份认证与完整性校验，防范设备被篡改、伪造的风险，并且还需定期开展设备固件的安全检测，及时修复重大漏洞，通过数字签名、完整性校验等机制确保固件更新过程的安全可控[1]。在网络边缘层，宜采用零信任架构，基于设备行为和数据流的细粒度访问控制，最小化授权访问，从而降低单点突破后的危害范围。考虑到工业互联网业务的多样性与动态性，边缘层还需部署入侵检测 / 防护系统（IDS/IPS），实时监测网络流量，及时发现和阻断各类威胁。在云端层面，大数据和人工智能技术的应用为实现态势感知驱动的主动防御提供了新思路。技术人员可以通过汇聚工业设备、网络、应用等多源异构安全数据，运用机器学习算法挖掘安全事件关联规则，实现对潜在威胁的早期预警。

2.2 数据治理：全生命周期安全管控

作为工业互联网价值创造和流通的核心载体，工业数据的安全治理至关重要。技术人员的首要任务是制定数据分类分级管理制度，根据数据的敏感程度、价值密度等维度划分安全等级，并匹配差异化的防护措施：对于涉及商业机密、个人隐私的核心数据，应采用高强度加密算法对其进行全生命周期保护，包括静态存储加密、动态传输加密、使用环节加密等；针对拟共享开放的工业大数据，则可运用差分隐私、同态加密等隐私保护技术，在保留数据价值的同时防止隐私泄露。与此同时，数据治理还需重视工业互联网特有的数据溯源问题。由于工业数据的多源异构特点，技术人员需从数据产生环节开始进行全流程记录，明确每一处数据的权属归属、访问授权、应用场景等，确保“谁产生、谁所有、谁负责”，同时部署数据防泄漏（DLP）系统，实时监控数据流向，对异常行为进行告警与审计，避免核心数据资产流失。最后，面向工业大数据平台，技术人员还应定期开展数据安全风险评估，重点排查数据汇聚、清洗、分析等环节存在的薄弱点，持续强化安全防护能力[2]。

2.3 设备加固：固件安全与物理防护

工业设备乃是工业互联网价值实现的物理载体，其固件安全与物理防护不容忽视。在固件安全方面，技术人员应要求设备厂商采用安全的固件开发流程（如安全编码规范、代码审计、渗透测试等），提高固件自身的安全性，对于已投入使用的工业设备，需定期进行固件安全检测，及时发现并修复存在的漏洞隐患[3]。与此同时还应建立可信的固件分发机制，通过数字签名验证固件来源真实性，采用加密通道确保固件下发过程不被篡改，并支持固件的离线升级与回退。考虑到全生命周期的管理需求，宜为每台设备分配唯一的硬件标识，便于远程监控固件版本与运行状态。在物理防护方面，工业互联网场景复杂多样，需针对性地部署多重防御措施。例如，在电磁干扰较大的工业现场，应选用抗干扰能力强的工业级通信模块和网关设备；在恶劣环境下，需增设物理隔离装置，防止设备硬件受损；针对非法入侵风险，可在关键设备周边布设声光报警装置和入侵检测传感器。并且还应加强人员管理，严格执行人员进出审批流程，并通过身份认证、访问控制、行为审计等手段最小化内部威胁。

结语：

综上所述，工业互联网正成为新时代产业数字化转型的关键枢纽，但其独特的系统架构、数据流动、设备组成也带来了前所未有的安全挑战。面对日益复杂的网络空间安全形势，工业互联网需要构建多层级、全方位的纵深防御体系。这需要技术人员在分层防护、数据治理、设备加固等维度协同发力，从网络架构安全、数据安全、设备安全等多个层面织密安全防护网，如此，方能为工业互联网高质量发展保驾护航。

参考文献：

[1] 王宝岩，周宁. 面向工业互联网的网络安全防护技术研究[J].家电维修 ,2025,(01):71-73.

[2] 陈焱 , 陈丹 , 袁琦 , 等 . 面向 5G 网络的工业互联网安全技术分析 [J]. 中兴通讯技术 ,2025,31(02):72-76.

[3] 王利军 , 张雷 , 马云飞 . 工业互联网安全技术应用研究 [J].保密科学技术 ,2024,(06):11-17.