基于等保标准的工控系统网络安全测评方法探讨

引言

工业控制系统作为国家关键基础设施的核心，广泛应用于能源、电力、交通、制造等关乎国计民生的重要领域，其运行安全直接关系社会经济稳定与国家安全。在信息技术与工业生产深度融合的趋势下，工控系统逐渐开放化、智能化，但大量通用信息技术的引入使其面临病毒、恶意软件、网络攻击等多样化安全威胁。与传统信息系统不同，工控系统对实时性、可用性要求极高，一旦因安全漏洞导致停机，可能引发生产事故甚至危及生命安全。网络安全等级保护制度作为我国网络安全领域的基本制度，为工控系统安全防护提供了系统化框架，但现有研究对其在工控系统的适配性及测评方法仍需深入探讨。

一、等保通用要求概述

（一）等保标准的基本框架

网络安全等级保护标准涵盖安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境、安全管理中心等多个层面，从物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全及安全管理等维度，构建了全面、系统的安全防护体系。其通过明确不同安全保护等级的要求，为各类信息系统的安全建设与测评提供了规范依据。

（二）等保标准对信息系统的普适性要求

等保通用要求在物理安全方面，要求机房具备防火、防水、防潮、防静电等环境防护措施，以及设备物理防护手段；网络安全层面，强调网络设备性能保障、合理的网络架构设计、严格的访问控制策略和安全的通信传输；主机安全注重账户管理、权限控制、漏洞修复与恶意代码防范；应用安全关注身份认证、访问控制、数据完整性与保密性；数据安全要求数据备份恢复、数据加密存储与传输；安全管理则涵盖管理制度、人员管理、建设管理和运维管理等多方面内容 ，适用于各类信息系统的安全防护与测评。

二、等保标准在工控系统中的特殊指标要求分析

（一）安全物理环境

在工控系统中，安全物理环境要求更具工业场景适配性。室外控制设备如PLC 控制柜，不仅要满足常规防尘、防水要求，还需具备抗工业级电磁干扰能力，以适应复杂的工业电磁环境，且能在宽温条件下稳定运行。测评时需核查设备是否通过 UL、CE 等专业工业认证。机房出入口的电子门禁系统需与工业企业的人员权限管理体系深度融合，严格管控人员进出，防止未经授权人员进入控制区域。

（二）安全通信网络

工控系统的安全通信网络需充分考虑工业协议的特殊性。在网络架构设计上，需明确划分生产控制区与管理信息区，两区之间部署工业级防火墙或网闸，严格限制通用 IT 协议直接穿越，防止外部网络风险渗透到生产控制环节。关键通信链路需采用具备实时冗余功能的协议，确保在单点故障情况下，系统仍能保障控制的实时性与可靠性。针对 Modbus、S7 等常用工业协议，网络设备需具备协议白名单机制，严格过滤非法协议报文，校验协议交互的指令、数据格式，防止恶意攻击。

（三）安全区域边界

安全区域边界防护在工控系统中需聚焦工业协议的深度检测。在边界部署的入侵防御系统要具备工业协议异常行为分析能力，识别并拦截如 Modbus 协议非法功能码调用、S7 协议未授权固件上传等攻击行为。对相关工业协议的报文长度、传输频率等设置合理阈值，一旦出现异常流量，系统迅速触发告警并采取阻断措施。工业级网闸需具备协议转换功能，从网络层切断直接连接，阻断潜在攻击路径，确保生产控制网络的安全性。

（四）安全计算环境

对于工控系统的安全计算环境，等保标准对工业控制组件提出定制化要求。PLC 固件禁止使用默认版本，需通过厂商安全补丁机制定期更新，且更新过程不能影响生产线的连续运行。同时，需启用工业级应用白名单，只允许经过签名的控制程序运行，杜绝恶意代码入侵。对于关键工艺参数的数据存储和传输，要采用加密与完整性校验措施，当遭遇参数篡改等攻击时，系统及时触发告警，并能追溯参数变化的历史记录，便于安全事件分析。

（五）安全管理中心

工控系统的安全管理中心需具备强大的工业级监控能力。一旦控制网络出现异常流量，安全管理中心需快速触发声光告警，并关联PLC 的I/O 状态变化，通过数据分析判断异常是否会对生产流程产生影响。当检测到安全事件时，系统要能够基于生产工艺模型评估其对生产流程的影响，自动判断是否需要触发连锁停机保护等措施。工业审计日志需详细记录工艺参数变更、设备操作等重要信息，满足相关法规对审计记录留存时长的要求，以便于安全事件的追溯与分析，为后续安全策略优化提供依据。

三、基于等保标准的工控系统网络安全测评方法

（一）访谈测评方法

访谈测评需围绕工控系统业务与安全需求展开。测评人员依据等保标准要求，制定详细的访谈计划与提纲。访谈对象涵盖系统管理员、安全管理员、业务人员等不同岗位人员。与工艺工程师交流生产流程对网络安全的特殊需求及现有安全措施对工艺连续性的影响；与维护人员沟通工业设备的巡检维护情况，评估安全测评与生产维护的协同机制；向安全主管询问工业级应急响应流程，确保在突发安全事件时生产能够安全过渡。

（二）核查测评方法

核查测评需针对工控系统的工业级设备与协议进行专项验证。使用专业工具抓取控制网络流量，分析是否存在未授权的协议类型，检查工业防火墙的策略配置。模拟控制器冗余切换、网络拥塞等场景，检测系统 I/O 响应延迟以及画面刷新周期等指标，确保系统满足工业控制的实时性要求。核查工业物联网设备的身份认证机制，防止非法设备接入。此外，审查系统相关的安全管理制度文档，评估制度的完整性、合理性与执行情况。

（三）测试测评方法

测试测评需在工业环境下结合工控系统特点进行安全验证。利用工业级模糊测试工具，向控制设备发送异常报文，观察设备运行状态和控制逻辑。在非高峰期对控制网络施加高负载压力，测试冗余链路切换时的网络性能。模拟PLC 固件损坏、数据丢失等故障场景，验证离线备份恢复程序的有效性和效率。针对工业云平台的应用，进行数据加密传输和存储的安全性测试。采用专业的漏洞扫描工具，对工控系统的网络设备、服务器、终端等进行全面的漏洞扫描，并依据漏洞的危害程度进行分级评估。

四、结论

基于等保标准的工控系统网络安全测评，需充分考虑工控系统的特殊性，将等保通用要求与工业控制特性深度融合。通过深入分析等保标准在工控系统各层面的特殊指标要求，采用科学合理的访谈、核查、测试等测评方法，能够全面、精准地识别工控系统存在的安全隐患。工控系统运营单位应建立“测评-整改 - 再测评”的闭环机制，依据测评结果及时采取针对性的整改措施，不断完善系统的安全防护体系。随着5G、人工智能等新技术在工业场景的不断应用，未来需持续研究适配新型工业架构的测评指标，进一步优化测评方法，确保等保标准在工业领域的有效落地，切实保障国家关键基础设施的网络安全与稳定运行。

参考文献：

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