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1、SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估實(shí)踐 隨著信息技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)意義上較為封閉并普遍認(rèn)為安全的SCADA系統(tǒng)正面臨著有意或者無意、非授權(quán)的訪問、修改或者破壞等威脅。SCADA系統(tǒng)一旦受到攻擊,會(huì)給用戶帶來巨大損失,直接或間接地影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)穩(wěn)定,甚至危及國(guó)家安全。因此,開展SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估工作刻不容緩。PREFACE前 言 國(guó)際上,SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)研究已開展多年。美國(guó)建立了“工業(yè)控制系統(tǒng)安全評(píng)估實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行相關(guān)研究。 一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織陸續(xù)推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、建議以及指南,如NIST800-82、ISA/IEC 62443等。 在國(guó)內(nèi),“工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)
2、室”為解決工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問題提供了有力的技術(shù)支撐。GB/T 30976-2014系列標(biāo)準(zhǔn)為開展工控領(lǐng)域系統(tǒng)和產(chǎn)品的評(píng)估提供依據(jù)。PREFACE前 言PREFACE前 言中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中國(guó)石油管道局工程有限公司北京油氣調(diào)空中心中國(guó)石油管道公司中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司PREFACE前 言中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 從系統(tǒng)可靠性與信息安全兩個(gè)方面出發(fā),研究油氣管道SCADA系統(tǒng)的安全問題,有必要建立一套可行、有效、先進(jìn)的評(píng)估方法,為承擔(dān)管道SCADA系統(tǒng)安全評(píng)估業(yè)務(wù)提供技術(shù)基礎(chǔ)。PREFACE前 言中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 本規(guī)范共分8章和2個(gè)
3、附錄,主要技術(shù)內(nèi)容包括:范圍、定義和縮寫、系統(tǒng)管理、物理安全、系統(tǒng)訪問控制、系統(tǒng)發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)交換、現(xiàn)場(chǎng)通信等的設(shè)計(jì)做出了統(tǒng)一規(guī)定。本規(guī)范描述了SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)理念,并提供了一套制定合理安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的框架。并在評(píng)估SCADA系統(tǒng)進(jìn)行可能的系統(tǒng)改進(jìn)時(shí),發(fā)現(xiàn)掌握和了解系統(tǒng)的漏洞和風(fēng)險(xiǎn)是非常重要的。CONTENT目 錄鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn) 安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)是指人為或自然的威脅,利用信息系統(tǒng)及其管理體系中存在的脆弱性,導(dǎo)致安全事件發(fā)生的可能性及其對(duì)組織造成的影響。安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)威脅脆弱性安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)基本要素:威脅攻擊和損
4、害的對(duì)象觸發(fā)安全事件威脅可利用的環(huán)節(jié)安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)要素的關(guān)系圖:安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析 安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)基本要素都擁有各自的屬性 資產(chǎn)的屬性:資產(chǎn)價(jià)值 資產(chǎn)的屬性:威脅發(fā)生的頻率 脆弱性的屬性:脆弱性的嚴(yán)重程度安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析 安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析是將資產(chǎn)、威脅、脆弱性三個(gè)要素以及每個(gè)要素的屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián),并建立各要素之間的相互作用關(guān)系。安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析原理圖安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行識(shí)別,并對(duì)資產(chǎn)的價(jià)值進(jìn)行賦值;對(duì)威脅進(jìn)行識(shí)別,并對(duì)威脅出現(xiàn)的頻率進(jìn)行賦值; 對(duì)脆弱性進(jìn)行識(shí)別,并對(duì)脆弱性的嚴(yán)重程度進(jìn)行賦值; 安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析包括以下基本步驟:123安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析根據(jù)威脅以及威
5、脅利用脆弱性的難易程度,計(jì)算安全事件發(fā)生的可能性; 根據(jù)脆弱性的嚴(yán)重程度以及安全事件所作用的資產(chǎn)價(jià)值,計(jì)算安全事件的損失;根據(jù)安全事件發(fā)生的可能性以及安全事件的損失,計(jì)算安全事件一旦發(fā)生對(duì)組織造成的影響,即風(fēng)險(xiǎn)值。安全防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)分析包括以下基本步驟:456鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估 鄯善輸油站為鄯善原油首站、鄯善成品油中間站和鄯善原油儲(chǔ)備庫(kù)合建站場(chǎng)。鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)主要完成站內(nèi)工藝數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制等,并向調(diào)度中心傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),接受調(diào)度中心下達(dá)的任務(wù)。 為了全面了解SCADA系統(tǒng)的安全性,西部管道公司特將鄯善輸油站作為典型站,首次開展了
6、SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估工作。鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估資產(chǎn)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算威脅識(shí)別脆弱性識(shí)別1234 鄯善輸油站為鄯善原油首站、鄯善成品油中間站和鄯善原油儲(chǔ)備庫(kù)合建站場(chǎng)。鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)主要完成站內(nèi)工藝數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制等,并向調(diào)度中心傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),接受調(diào)度中心下達(dá)的任務(wù)。為了全面了解SCADA系統(tǒng)的安全性,西部管道公司特將鄯善輸油站作為典型站,首次開展了SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估工作。鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估 本次評(píng)估采用開小組會(huì)議以及對(duì)關(guān)鍵資產(chǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查看的資產(chǎn)識(shí)別方法。 鄯善輸油站屬于本次評(píng)估范圍內(nèi)的SCADA系統(tǒng)主要由成品油過程控制系統(tǒng)、成品
7、油ESD系統(tǒng)、原油過程控制系統(tǒng)、原油ESD系統(tǒng)、儲(chǔ)備庫(kù)過程控制系統(tǒng)、儲(chǔ)備庫(kù)消防系統(tǒng)、操作員站、消防工作站、站控服務(wù)器、交換機(jī)、路由器、光端機(jī)等組成。 對(duì)調(diào)研得到的系統(tǒng)資產(chǎn),依據(jù)資產(chǎn)的實(shí)際情況,逐一分析其在保密性、完整性和可用性三個(gè)屬性上的等級(jí),并綜合評(píng)定得出資產(chǎn)的價(jià)值。然后利用資產(chǎn)重要性程度的判斷準(zhǔn)則,得出資產(chǎn)的重要性等級(jí)。級(jí)別越高,資產(chǎn)越重要。資產(chǎn)識(shí)別鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估 本次調(diào)研中,通過分析威脅的來源,并根據(jù)以往發(fā)生的安全事件記錄、相關(guān)行業(yè)的威脅統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、評(píng)估人員的經(jīng)驗(yàn)以及與用戶的溝通確認(rèn),得出鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)可能面臨的威脅,并對(duì)威脅發(fā)生的頻率進(jìn)行賦值。威脅識(shí)別鄯
8、善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估 SCADA系統(tǒng)的脆弱性,一般包括管理脆弱性和技術(shù)脆弱性。本次評(píng)估,結(jié)合實(shí)際需求,按照API1164中SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)要求,進(jìn)行SCADA系統(tǒng)的脆弱性識(shí)別。 調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的、與API1164標(biāo)準(zhǔn)所提要求不符合的項(xiàng),將導(dǎo)致SCADA系統(tǒng)在安全防護(hù)方面的脆弱性。這些脆弱性一旦被攻擊者利用,就可以獲得SCADA系統(tǒng)的額外權(quán)限,能夠在未授權(quán)的情況下訪問或者破壞系統(tǒng),從而導(dǎo)致危害SCADA系統(tǒng)的安全事件發(fā)生。 根據(jù)識(shí)別得到的脆弱性,并結(jié)合SCADA系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況,對(duì)脆弱性的嚴(yán)重性程度進(jìn)行了賦值。脆弱性識(shí)別鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算(本次評(píng)
9、估采用矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算) 脆弱性嚴(yán)重程度 威脅發(fā)生頻率123451247111423610131735912162047111418225812172025安全事件可能性矩陣 根據(jù)調(diào)研得到的威脅發(fā)生頻率和脆弱性嚴(yán)重程度,在矩陣中進(jìn)行對(duì)照,確定鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)安全事件發(fā)生的可能性。鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算(本次評(píng)估采用矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算)安全事件損失矩陣 根據(jù)調(diào)研得到的資產(chǎn)價(jià)值和脆弱性嚴(yán)重程度,在矩陣中進(jìn)行對(duì)照,確定鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)安全事件的損失值。 脆弱性嚴(yán)重程度 資產(chǎn)價(jià)值12345124610132359121634711152045814192256
10、10162125鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算(本次評(píng)估采用矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算)風(fēng)險(xiǎn)矩陣 根據(jù)上述計(jì)算得到的安全事件發(fā)生的可能性和安全事件的損失值,在矩陣中進(jìn)行對(duì)照,確定鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)安全事件的風(fēng)險(xiǎn)值。 可能性 損失123451369121625811151836913172147111620235914202325鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)的安全防護(hù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算(本次評(píng)估采用矩陣法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算) 根據(jù)用戶的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)接受程度可知,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在4級(jí)及以上時(shí),風(fēng)險(xiǎn)不可接受。因此,根據(jù)上述的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果可知,鄯善輸油站SCADA系統(tǒng)存在31個(gè)不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。 針對(duì)SCADA系統(tǒng)中存在的不可接受風(fēng)險(xiǎn)和可接受風(fēng)險(xiǎn),分別從操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的安全防護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全防護(hù)、賬號(hào)/密碼管理、內(nèi)部/外部人員管理、SCADA計(jì)算機(jī)及設(shè)備管理、數(shù)據(jù)和信息的保護(hù)、安全防護(hù)計(jì)劃、
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