工业互联网安全框架

工业互联网的技术框架随着智能制造、大数据、物联网等技术的发展，工业互联网逐渐成为企业迈向智能制造的重要途径。

工业互联网是工业化与信息化的结合，是让物理世界与数字世界分享数据、信息、知识、智能和价值的系统。

那么，工业互联网的技术框架是什么？本文将为您详细解读。

一、物联网技术与工业应用的融合工业互联网必备的技术之一是物联网技术。

物联网是一种基于互联网的尤其是IPv6的技术，能够实现任何物品与物品之间的互联互通，让万物互联。

在工业互联网中，可以将各种设备、工具、设施等物品通过物联网技术实现联网。

利用物联网技术在工业生产中，可以实现设备智能、物流管理、环境监测与控制等一系列智能化操作。

物联网技术与工业应用的融合中，离不开边缘计算、云计算等一系列技术的支持。

边缘计算是一种计算能力和存储能力向数据源端靠拢的技术，目的是减少数据传输的压力，提高数据传输效率。

在工业互联网中，利用边缘计算技术可以将处理数据离线下放，减少云端压力，提高系统反应速度。

二、数据采集与处理工业生产中产生的数据非常庞大，其中包括产品的生产数据、设备的运行数据、环境的监测数据等等。

生产企业要想把数据转化为有价值的信息，需要利用数据采集与处理技术。

数据采集与处理技术包括数据传输、数据存储、数据预处理等环节。

在工业互联网中，数据传输的方式一般采取的是无线传输技术，同时要确保数据传输的安全性。

数据存储技术也比较重要，企业可以选择将数据存储在本地，也可以选择将数据存储在云端。

数据预处理则主要是将采集到的庞大数据进行筛选，去掉一些不必要的信息，从而提高数据的分析效率。

三、云计算技术工业互联网依托云计算技术实现设备互联互通、数据共享整合、远程监控和协同决策等核心应用。

云计算技术提供了高效、便捷、安全、可靠的大规模计算、存储、分析和应用服务，能够承载众多工业应用场景。

云计算技术可以实现工业大数据分析，不仅能够支撑企业内部的决策需求，还能够为企业提供基于数据的服务。

工业互联网平台标准体系框架目录一、工业互联网平台产业发展情况 (1)二、工业互联网平台标准体系建设的思路及原则 (1)（一）总体思路 (1)（二）基本原则 (1)三、工业互联网平台标准体系框架 (2)（一）工业互联网平台标准体系框架 (2)（二）工业互联网平台重点标准化领域和方向 (3)1.总体标准 (3)2.共性支撑标准 (4)3 应用服务标准 (5)四、工业互联网平台标准化存在的问题和挑战 (5)五、工业互联网平台标准化工作推进建议 (5)一、工业互联网平台产业发展情况当前，全球工业互联网正加速深化发展，工业互联网平台作为工业互联网落地实施与生态构建的关键载体，正成为全球产业界布局重点。

一是装备制造和自动化企业，发挥工业制造技术、产品、经验和数据等积累优势，构建工业互联网平台,典型代表如 GE、西门子、ABB、和利时等；二是生产制造企业，将自身数字化转型经验以平台为载体对外提供服务，如三一重工/树根互联、海尔、航天科工等；三是工业软件企业，借助平台的数据汇聚与处理能力提升软件性能拓展服务边界，如 PTC、SAP、Oracle、用友等；四是信息通信技术企业，发挥 ICT 技术优势将已有平台向制造领域延伸，如 IBM、微软、华为、思科等。

此外，平台之间相互合作不断深化，如 GE Predix 与微软 Azure、西门子MindSphere 与SAP HANA，树根互联与腾讯，平台之间通过强强联合加速产业生态布局。

整体上，工业互联网平台尚处于发展初期，相关的技术标准和管理规范尚未建立，各种平台独立发展，平台与设备、智能产品等互联协议多且缺乏统一标准，数据转换与互认标准基本空白，对平台运行、平台资源、平台服务缺少规范化管理。

为避免碎片化发展，规范平台研发、建设、运行和服务，引导产业健康发展，亟需加快工业互联网平台相关标准制定，并协同推进标准的国际化。

二、工业互联网平台标准体系建设的思路及原则（一）总体思路抓住新一轮科技革命和产业变革契机，紧密结合我国工业互联网平台发展及标准化需求，按照“统筹规划、需求牵引、持续迭代、兼容并蓄”的原则，建立统一、综合、开放的工业互联网平台标准体系，明确工业互联网平台重点标准化领域和方向，协同推进国际标准制定，为我国工业互联网平台有序、快速发展提供支撑和保障。

工业互联网安全框架工业互联网听起来好像挺高大上，挺遥远，但其实它已经悄悄融入了我们生活的方方面面。

我先跟您讲讲我前段时间遇到的一件小事儿。

那天我去一家小工厂参观，这工厂生产一些简单的五金零件。

我发现他们的生产线上有几台机器运作不太顺畅，老是出故障。

工人们着急得不行，维修师傅也是忙得满头大汗。

后来一打听，原来是机器的联网控制系统出了问题，被一些不明来源的网络攻击给干扰了。

这可把老板愁坏了，损失了不少时间和金钱。

这事儿让我深刻意识到工业互联网安全有多重要。

就像我们建房子，房子的框架得结实，才能经得住风雨。

工业互联网的安全框架也是一样，得稳固可靠。

那这安全框架到底是啥呢？简单来说，它就像是给工业互联网这个“大机器”打造的一套“防护铠甲”。

包括了设备安全、控制安全、网络安全、数据安全和应用安全等等好多方面。

先说设备安全。

您想想，工厂里那些大大小小的机器设备，就像士兵手里的武器，如果武器本身有问题，还怎么打仗？所以得保证这些设备从生产制造到运行使用，每个环节都不能有漏洞，不能被人轻易攻破或者篡改。

比如说，给设备设置严格的访问权限，只有授权的人才能操作和管理。

控制安全也很关键。

这就好比是战场上指挥士兵的将军，得保证指挥命令准确无误，不被敌人窃取或者篡改。

在工业生产中，控制指令要是被干扰或者破坏了，那整个生产流程可能就乱套啦。

网络安全就更好理解啦。

工业互联网里的网络就像一条条公路，得保证路上没有“土匪”“强盗”，信息能安全、快速地传输。

比如说，要设置防火墙，防止外部的恶意攻击；还要定期检测网络有没有漏洞，及时补上。

数据安全呢，那可是工厂的“宝藏”。

生产的数据、客户的信息，这些可都是宝贝。

得好好保护起来，不能被别人偷走或者乱用。

要进行加密处理，设置备份，万一出了问题还能有补救的办法。

最后说说应用安全。

工厂里用的各种软件、系统，就像战士们的战术策略，得保证它们安全可靠，不出差错。

要对这些应用进行严格的测试和监控，发现问题及时解决。

引言：工业互联网的快速发展对于企业的生产运营带来了巨大的便利，但也不可忽视其面临的安全挑战。

为了应对这些挑战，制定一套合适的工业互联网安全框架显得尤为重要。

本文将就工业互联网安全框架的设计与实施进行深入探讨。

概述：工业互联网安全框架是指为了确保工业互联网系统的安全性而制定的一系列措施和规范的集合。

这一框架旨在保护工业互联网系统免受恶意攻击和数据泄露等威胁，为企业提供安全可靠的工作环境。

正文内容：1.风险评估和威胁建模a)进行风险评估，确定系统面临的主要威胁和潜在风险；b)建立威胁建模，分析攻击者的潜在攻击路径和策略。

2.强化网络安全a)建立防火墙，限制网络访问权限，并对数据进行加密保护；b)采用入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）等技术，及时发现和应对网络攻击。

3.数据安全与隐私保护a)制定数据分类和访问权限管理策略，确保敏感数据的安全性；b)实施数据加密技术，防止数据被非法获取和篡改；c)强化身份认证和访问控制，控制用户对系统和数据的访问权限。

4.设备与物理安全a)安装视频监控系统，实时监测设备的运行状态和异常情况；b)强化设备的物理安全措施，如使用门禁系统、安全柜等；c)对设备进行定期巡检和维护，及时修复漏洞和故障。

5.应急响应与漏洞管理a)建立应急响应机制，制定应对安全漏洞和攻击事件的详细处理流程；b)定期进行漏洞扫描和安全评估，发现潜在漏洞并及时修补；c)建立漏洞管理体系，跟踪和升级漏洞修复措施。

总结：工业互联网安全框架是确保工业互联网系统安全的重要保障。

通过风险评估和威胁建模、强化网络安全、数据安全与隐私保护、设备与物理安全以及应急响应与漏洞管理等措施，可以有效防范工业互联网系统面临的安全威胁。

企业应高度重视工业互联网安全，制定和实施相应的安全框架，以确保工业互联网系统的可靠性和稳定性的同时，保护企业的核心利益。

白皮书编写说明工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求而构建的，基于云平台的海量数据采集、汇聚、分析和服务体系，支持制造资源实现泛在连接、弹性供给、高效配置。

一方面，工业互联网平台是业务交互的桥梁和数据汇聚分析的中心，连接大量工业控制系统和设备，与工业生产和企业经营密切相关。

其高复杂性、开放性和异构性加剧其面临的安全风险，一旦平台遭入侵或攻击，将可能造成工业生产停滞，波及范围不仅是单个企业，更可延伸至整个产业生态，对国民经济造成重创，影响社会稳定，甚至对国家安全构成威胁。

保障工业互联网平台安全，是保障制造强国与网络强国建设的主要抓手。

另一方面工业互联网平台上承应用生态、下连系统设备，是设计、制造、销售、物流、服务等全生产链各环节实现协同制造的“纽带”，是海量工业数据采集、汇聚、分析和服务的“载体”，是连接设备、软件、产品、工厂、人等工业全要素的“枢纽”。

因此，做好工业互联网平台安全保障工作，是确保工业互联网应用生态、工业数据、工业系统设备等安全的重要保证。

工业互联网平台作为工业互联网的重要关键，面临着更具挑战的安全风险，加快提升工业互联网平台安全保障能力迫在眉睫。

在这样的背景下，国家工业信息安全发展研究中心会同工业信息安全产业发展联盟，联合相关企事业单位，共同研究编写《工业互联网平台安全白皮书（2020）》。

希望提高业界对工业互联网平台安全风险及相关防护技术的重视、达成共识，以推动工业互联网平台安全发展，为工业互联网健康发展保驾护航。

本白皮书旨在共商工业互联网平台安全，共筑产业生态， 主要分为六个部分。

第一部分介绍了国内外工业互联网平台发展情况。

第二部分梳理了工业互联网平台安全防护现状。

第三部分分析了工业互联网平台安全需求与边界。

第四部分提出了包含防护对象、安全角色、安全威胁、安全措施、生命周期五大视角的工业互联网平台安全参考框架。

第五部分汇编总结了保障工业互联网平台安全的关键技术。

目录第1节. 工业互联网概述第2节. 工业互联网安全概述01工业互联网概述PART ONE内容概览1.工业互联网概念2.工业互联网体系架构3.工业互联网技术体系工业互联网概念•工业互联网（Industrial Internet）——开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来，属于泛互联网的目录分类。

它是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。

•工业互联网的本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。

可以帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。

还有利于推动制造业融通发展，实现制造业和服务业之间的跨越发展，使工业经济各种要素资源能够高效共享。

工业互联网内容•工业互联网将整合两大革命性转变之优势：其一是工业革命，伴随着工业革命，出现了无数台机器、设备、机组和工作站；其二则是更为强大的网络革命，在其影响之下，计算、信息与通讯系统应运而生并不断发展。

事实上，工业互联网的概念国内一直都有，而非仅仅是舶来品。

•伴随着这样的发展，三种元素逐渐融合，充分体现出工业互联网之精髓：•智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。

•高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学，电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。

•工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护以及高质量的服务与安全保障。

全球工业发展趋势时间18世纪末工业1.0创造了机器工厂的“蒸汽时代”20世纪初电力广泛应用蒸汽机信息物联系统1970年代初今天工业2.0将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式和“电气时代”工业3.0应用电子信息技术，进一步提高生产自动化水平自动化、信息化工业4.0开始应用信息物理融合系统（CPS ）复杂度✓目标：建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与服务的生产模式✓关键点：“原材料（物质）”=“信息”。

钢铁行业工业互联网安全解决方案钢铁行业工业互联网安全解决方案1概述1.1背景伴随着互联网信息技术、工业自动化技术的革命性突破和全球经济一体化的发展，工业互联网应运而生，并迅速成为热门技术，已经成为钢铁行业不断研究和持续探索的热点课题。

经过近几年的发展，钢铁工业互联网的推广普及已经成为工业经济发展提供了更多的内驱力。

为更好地激发工业互联网的技术潜能，引领工业互联网技术实现技术应用开发。

钢铁工业互联网是满足工业智能化发展需求，具有低时延、高可靠、广覆盖特点的关键网络基础设施，是新一代信息通信技术与先进制造业深度融合所形成的新兴业态与应用模式。

网络体系是实现连接钢铁行业工业系统、全价值链、全产业链的基础，包括网络互连、标识解析、应用支撑三大体系。

数据包括“采集交换-集成处理-建模分析-决策与控制”，形成优化闭环，驱动工业智能化。

安全是钢铁行业工业互联网各个领域和环境的安全保障，包括设备安全、控制安全、网络安全、应用安全和数据安全等。

为加速提升工业互联网的应用质量与效果，为我国的经济结构调整、动能转换贡献力量，全面推进“中国制造2025”和“互联网+”行动计划，有必要围绕国家网络安全法和网络安全等级保护制度加强对钢铁行业工业互联网信息安全领域解决方案的研究。

1.2适用范围钢铁行业工业互联网。

1.3在工业互联网网络体系架构中的位置本解决方案在下图中所处的位置为⑦。

图 1 工业互联网互联示意图2需求分析2.1钢铁行业工业互联网脆弱性分析2.1.1操作系统漏洞PC 与 Windows 的技术架构现已成为控制系统上位机的主流。

而在控制网络中，上位机是实现与 MES 通信的主要网络结点，因此其操作系统的漏洞就成为了整个控制网络信息安全中的一个短板。

操作系统漏洞频繁出现，安全事故时有发生。

以Windows XP 版本为例，就曾被发现了大量漏洞，典型的如输入法漏洞、IPC$漏洞、RPC 漏洞、Unicode 漏洞、IDA&IDQ 缓冲区—369 —溢出漏洞、Printer 溢出漏洞、Cookie 漏洞等等。

一、工业互联网发展情况（一）工业互联网体系架构工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，见图1所示。

图1 工业互联网体系架构其中，网络体系是工业互联网的基础，将连接对象延伸到工业全系统、全产业链、全价值链，可实现人、物品、机器、车间、企业等全要素，以及设计、研发、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联，包括网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术。

平台体系是工业互联网的核心，是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，其中平台技术是核心，承载在平台之上的工业APP技术是关键。

安全体系是工业互联网的保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力，识别和抵御安全威胁，化解各种安全风险，构建工业智能化发展的安全可信环境，保障工业智能化的实现。

新模式新业态是我国工业互联网的特色应用。

我国工业企业、信息通信企业、互联网企业积极开展工业互联网应用探索和模式创新，形成了智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸等诸多新模式新业态。

（二）工业互联网重点领域标准化发展情况1 网络与联接在传统工业网络领域，虽然我国自主研发的工厂自动化用以太网（EPA）、面向工业过程自动化的无线网络（WIA-PA）等技术已成为国际标准，但在工业互联网整体产业和技术方面基础仍较为薄弱，急需制定相应标准。

目前，联盟已发布或在开展《工厂内网工业EPON系统技术要求》、《工业互联网标杆网络工厂外网技术要求》标准制定，随着工业互联网的发展，需要在时间敏感网络(TSN)、软件定义网络（SDN）、第五代移动通信技术（5G）、支持互联网协议第六版(IPv6) 、确定性网络（DetNet）、低功耗无线网络、工业无源光纤网络（PON）、工业无线等重点领域加快技术标准及产业布局。