如何在布建工业以太网络同时兼顾信息安全问题

工业物联网架构中，制造端与管理端的讯息必须无缝链结，因此以太网络的高兼容性成为工业物联网架构中极重要的一环，不过在消费性领域困扰用户的信息安全问题，工业应用也未能避免，如何在布建工业以太网络同时，兼顾信息安全问题，已成系统业者与厂方的重要课题。

工业以太网络的共通的接口，虽然让沟通更为顺畅，但也由于各类设备的互操作性，让信息安全成为相当复杂的学问，而面对多元化的恶意攻击，也不仅只于预防病毒而已，如何避免外界的恶意攻击，也成为系统智能化的重要课题。

智能工厂、工业4．0概念的崛起，让自动化设备有了与以往截然不同的改变，过去的自动化设备多为独立运作，彼此之间的互联较少，“智能化”因讲究整合，无论是软硬件的虚实整合，或机台与机台之间的相互串连，都已成为新世代自动化系统的必要设计，而不软是机台或软硬件的整合，都必须高度倚赖通讯技术，在此趋势下，工业以太网络顺势崛起，成为自动化系统的骨干支柱。

工业以太网络已成首选

以太网络技术在工业环境的应用优势，主要来自于其兼容性，由于讯息的快速、无缝流动，是智能工厂的首要条件，在企业的管理端，以太网络通常是通讯主要技术，但制造现场以往的通讯架构则多为工业通讯标准，要使前后端讯息可以无缝链结，制造现场的工业以太网络导入成为必须，以使后端管理层与现场层的数据传输规格一致，用户只需要掌握单一网络技术即可互连，但同样的，标准化网络结构也因其透明度而带来风险，也因此让系统产生更大的挑战。

相较于过去仅是一般终端使用者及办公室环境，在以太网络与网络通讯的蓬勃发展，过去像是工厂自动化这类无需考虑信息安全问题的系统，也成为观察的重点之一。

除此之外，过去由于工业现场系统多是以现场总线进行通讯，除非像是以国家战略思维侵入如油、水、电等重要设施来进行攻击之外，否则难度甚高；但在工业以太网络普及导入之后，这类攻击不但渐趋容易，而类似的攻击也渐趋增加。

这类智能化系统面对不断演变的信息安全威胁环境，其中一项最大的挑战就是APT进阶持续性渗透攻击（Advanced Persistent Threats；APT），它是针对“特定组织”所作出复杂且多方位的攻击，这样的攻击也逐渐进化，成为系统必须关注的主要议题。

APT来势汹汹

过去的对现场端的 APT，多像是 2009 年美国使用“震网”（Stuxnet）病毒来攻击伊朗地下核设施，让离心机的转速与显示读数不同来干扰制程等国家战略行为，但现在的思维的确开始走向“商业利益”。

从管理端到现场端 恶意攻击无所不在

根据统计，有超过2／3的企业系统受到过 APT的荼毒，而且更严重的问题是，多数企业在被攻击时根本浑然不知，更遑论如何防范，而且由于APT攻击已成为黑客爱用的主流手法，不达目的绝不善罢干休，而其难以侦测的特性也让人防不胜防，而当这些攻击者对工业控制系统的了解程度愈来愈深时，APT 范围也会愈来愈广。

就信息安全范围来看，工业现场环境的信息安全防护，有时挑战更比在企业端办公室的防护来得大，这与两者的设置思维有关，由于工业现场系统要求以「稳定」为最优先，在没有必要的情况下是毋须变动也几乎不允许变动，这样的既定思维，也持续影响一般使用者对现场端设备的态度。

相较于办公室应用端的系统可以允许软件升级、补缺安全漏洞，以及增加许多软件来进行系统监控，甚至在万不得已的情况下，对于系统重开机这类状况也有较大的容忍弹性；工业现场端绝对无法允许如此情况发生，尤其是随时随地的软件升级这类做法相当戒慎恐惧，而在传统系统控制应用上，除了在系统整合或扩充的情况下，系统升级的确也并非必要，不过在工厂智慧化需求导入后，状况已然改变。

习惯不同造成缺漏 信息安全问题影响深远

业界人士指出，工厂智慧化的最基本要求，就是现场端的数据挖掘、监控与分析，一般而言多是以整合PC端的SCADA来进行，这些系统的操作系统仍多是以嵌入式的Windows等系统做为底层架构，传统认知的现场端在连上线后，并非想象中封闭，但使用者却仍多以过去现场总线的认知来操作，自然会忘记了这类系统的缺漏，甚至连系统管理权限都仍然是默认密码的情况下，自然就形成漏洞，如果仔细观察，会发现世界上使用同一家软件系统的厂商，控怕都有相同的漏洞，而且这些问题通常是积习难返，多数厂商都认为，这将是工厂智慧化后带来的最大问题。

传统一般企业在信息安全面向，仍多依赖防病毒软件的保护，但在工厂现场端却甚少考虑此一问题，工厂现场端所使用的软件系统，与办公室应用端系统的差异并不大，但在使用心态不同下，工厂现场端的信息安全挑战更为庞大，再加上现场端系统不易更新与升级，也让防止APT的难度更为提升；相对来说，黑客APT工控系统在如此运作模式下，因其「成本」较低，对于现场端的 APT 将会更为提高。

因此现阶段要防范恶意攻击，已经不仅只于透过防火墙或防病毒软件就可达到目的，由于传统的阻隔方法仍有漏洞可钻，因此必须阻断恶意攻击在「侵入」、「下载潜伏」到「扩散攻击」的运作环节，才是解决的重点面向，只要阻断APT的任一环节，攻击就会失效，这与过去阻挡病毒进入的观点，有相当大的差距，在面对系统的复杂化，攻击的多元化的同时，思维的调整，或许才是最重要的一步。

实体隔绝还是不够 建构标准才能治本

对于网通厂商对于工厂现场端以虚拟专用网络（Virtual Private Network；VPN）的方式，透过隔离网段的方式来隔绝外界系统化的APT，多数业界人士认为这的确是最基本的解决方案，实体隔离绝对是解决APT最实际的办法，但此一做法却并非像一般人想象的这么可靠，以工厂智慧化的架构，一定会与后端办公室应用端连结，才能针对产线进行系统化的调配，虽然这类通讯设计多是透过软硬件配置，提供最小限度的授权让应用端可以与现场端连结；但一般APT通常会经由办公室应用端进行攻击，再利用应用端与现场端的信任关系，经由双方的授权机制来侵入现场端，除非应用端也进行实体隔离，否则只要连上因特网，就有漏洞可钻。

虽然「实体隔离」与「最小授权」的做法可能仍有漏洞，但在现场端的安全防护，这仍是最基础的必要作法；至于如何确保系统的安全，标准规范仍是最必要的项目，在工控系统中所强调的标准，多是涉及系统稳定的实际安全需求，但对于信息安全部分仍付之阙如，由于工业以太网络的导入，以及实际应用环境的逐渐多元化，信息安全政策的建构及系统安全的标准，可能是后续发展的重点项目，也将会是市场后续发展的重要课题。

审核编辑：郭婷