工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系理論與方法

目錄
前言
第1章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及其安全體系概論 1
1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程、主流平臺(tái)形態(tài)及安全問(wèn)題 1
1.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程與形態(tài)演變 1
1.1.2 Predix平臺(tái)及其安全分析 3
1.1.3 MindSphere平臺(tái)及其安全分析 5
1.1.4 COSMOPlat平臺(tái)及其安全分析 6
1.1.5 INDICS平臺(tái)及其安全分析 7
1.1.6 國(guó)內(nèi)外其他典型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及其安全分析 8
1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展途徑與技術(shù)特征 9
1.2.1 工業(yè)領(lǐng)域的IT、OT 與CT 10
1.2.2 以O(shè)T優(yōu)勢(shì)和特色起源的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)特征 11
1.2.3 以CT優(yōu)勢(shì)和特色起源的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)特征 12
1.2.4 以IT優(yōu)勢(shì)和特色起源的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)特征 12
1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通用架構(gòu)與功能體系 13
1.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念及基本架構(gòu) 13
1.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能體系 13
1.3.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)功能體系 16
1.3.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全功能體系 17
1.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的內(nèi)涵、外延與基本框架 18
1.4.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的物理安全、功能安全與信息安全 18
1.4.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的信息安全屬性辨析 19
1.4.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的基本框架 21
1.5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系理論與方法的核心問(wèn)題及本書研究?jī)?nèi)容 22
1.5.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系理論與方法的核心問(wèn)題 22
1.5.2 本書研究?jī)?nèi)容 22
第2章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系與體系能力構(gòu)建 24
2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的體系思想與方法 24
2.1.1 體系思想及其方法 24
2.1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及其安全的體系復(fù)雜性 25
2.1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系工程及其適用性分析 26
2.2 體系框架下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IT、OT 與CT安全需求差異、沖突與統(tǒng)一 28
2.2.1 體系框架下工業(yè)領(lǐng)域IT、OT 與CT的功能及其安全需求差異與沖突 28
2.2.2 體系框架下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全需求差異與沖突 30
2.2.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中IT、OT與CT融合及其安全需求的辯證統(tǒng)一 32
2.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)分析 34
2.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的要素及其來(lái)源分析 34
2.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的資產(chǎn)及其識(shí)別 37
2.3.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的脆弱性及其識(shí)別 38
2.3.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的威脅及其識(shí)別 41
2.3.5 針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的入侵與攻擊步驟 43
2.3.6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn) 46
2.4 基于體系思想的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力構(gòu)建 48
2.4.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力及其分類 48
2.4.2 基于應(yīng)用域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力分解與多視角方法 49
2.4.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力框架的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑 51
第3章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備和控制安全方法與技術(shù) 54
3.1 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制器的功能及安全影響因素 54
3.1.1 工業(yè)控制系統(tǒng)及其安全影響因素 54
3.1.2 工業(yè)傳感裝置及其安全影響因素 56
3.1.3 工業(yè)通信設(shè)備及其安全影響因素 57
3.1.4 工業(yè)測(cè)控設(shè)備及其安全影響因素 61
3.2 工業(yè)設(shè)備與控制的物理安全、功能安全與信息安全及其融合設(shè)計(jì) 65
3.2.1 工業(yè)設(shè)備與控制的物理安全分析 65
3.2.2 工業(yè)設(shè)備與控制的功能安全分析 66
3.2.3 工業(yè)設(shè)備與控制的信息安全分析 69
3.2.4 工業(yè)設(shè)備及控制的功能安全與信息安全融合設(shè)計(jì) 69
3.3 工業(yè)芯片安全問(wèn)題分析及其安全性設(shè)計(jì) 72
3.3.1 工業(yè)芯片的應(yīng)用特點(diǎn)及其安全需求問(wèn)題 72
3.3.2 工業(yè)芯片的典型攻擊機(jī)理分析 73
3.3.3 工業(yè)芯片安全性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的若干考慮 74
3.4 工業(yè)用嵌入式操作系統(tǒng)安全 76
3.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景與安全需求 76
3.4.2 工業(yè)領(lǐng)域常用的嵌入式操作系統(tǒng)及安全性分析 77
3.5 面向可編程控制器安全保障的軟硬件設(shè)計(jì) 79
3.5.1 PLC安全風(fēng)險(xiǎn)源分析 79
3.5.2 面向PLC安全保障的硬件設(shè)計(jì) 82
3.5.3 面向PLC安全保障的軟件設(shè)計(jì) 85
3.5.4 PLC 控制系統(tǒng)安全綜合防護(hù)體系的構(gòu)建 90
第4章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全方法與技術(shù) 92
4.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)及防御體系構(gòu)建 92
4.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信及加密安全挑戰(zhàn) 92
4.1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析與加固挑戰(zhàn) 94
4.1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全防御體系的構(gòu)建 95
4.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊界的劃分與隔離 97
4.2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)工廠內(nèi)網(wǎng)與工廠外網(wǎng)的劃分與隔離 97
4.2.2 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全域劃分與隔離 99
4.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制問(wèn)題 102
4.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制方法 102
4.3.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)適用的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制模型 103
4.4 基于工業(yè)防火墻的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù) 106
4.4.1 工業(yè)防火墻的適用范圍及作用特征分析 106
4.4.2 工業(yè)防火墻對(duì)工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性的能力需求及其解決方案 107
4.4.3 工業(yè)防火墻的網(wǎng)絡(luò)層控制能力需求及其解決方案 109
4.4.4 工業(yè)防火墻的應(yīng)用層控制能力需求及其解決方案 112
4.4.5 工業(yè)防火墻的實(shí)時(shí)性與可靠性能力需求及其解決方案 113
4.4.6 工業(yè)防火墻的自身防護(hù)能力需求及其解決方案 116
4.4.7 工業(yè)防火墻軟硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)及選用注意事項(xiàng) 119
4.4.8 面向工業(yè)云平臺(tái)的工業(yè)防火墻能力需求及其解決方案 119
4.4.9 工業(yè)防火墻性能需求選擇及應(yīng)用部署 122
4.5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸安全問(wèn)題 123
4.5.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸安全控制 123
4.5.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全中的身份鑒別與認(rèn)證問(wèn)題 125
4.5.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全加密及密鑰管理問(wèn)題 126
第5章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用安全方法與技術(shù) 132
5.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)形態(tài)及安全問(wèn)題 132
5.1.1 工業(yè)軟件及工業(yè)技術(shù)軟件化 132
5.1.2 工業(yè)APP 133
5.1.3 云化工業(yè)軟件 134
5.1.4 工業(yè)SaaS 的安全問(wèn)題 136
5.2 工業(yè)應(yīng)用軟件的功能安全與信息安全能力融合方法 137
5.2.1 工業(yè)應(yīng)用軟件安全性的內(nèi)涵和外延分析 137
5.2.2 工業(yè)應(yīng)用軟件的功能安全與失效機(jī)理 138
5.2.3 工業(yè)應(yīng)用軟件的信息安全脆弱性與攻擊防范問(wèn)題 139
5.3 基于功能安全與信息安全融合的工業(yè)應(yīng)用軟件安全工程方法 145
5.3.1 基于功能安全與信息安全融合的工業(yè)應(yīng)用軟件安全需求分析 145
5.3.2 工業(yè)應(yīng)用軟件安全性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 147
5.3.3 工業(yè)應(yīng)用軟件安全性測(cè)試與分析 149
5.3.4 工業(yè)應(yīng)用軟件的安全缺陷管理 152
5.4 工業(yè)APP 和工業(yè)微服務(wù)架構(gòu)安全理論與方法 153
5.4.1 單體架構(gòu)與SOA 應(yīng)用于工業(yè)云平臺(tái)的缺陷分析 153
5.4.2 基于微服務(wù)架構(gòu)的工業(yè)應(yīng)用拆分與組合 155
5.4.3 工業(yè)微服務(wù)安全威脅與安全需求 161
5.4.4 工業(yè)微服務(wù)安全設(shè)計(jì)與安全保障 164
5.4.5 工業(yè)微服務(wù)容錯(cuò)機(jī)制及其應(yīng)用 171
第6章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全方法與技術(shù) 177
6.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的工業(yè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)及其分類分級(jí) 177
6.1.1 工業(yè)數(shù)據(jù)的形態(tài)、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景 177
6.1.2 基于共享與安全平衡的工業(yè)數(shù)據(jù)分類分級(jí) 181
6.2 工業(yè)數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)及安全能力需求分析 183
6.2.1 工業(yè)數(shù)據(jù)面臨的安全風(fēng)險(xiǎn) 184
6.2.2 工業(yè)數(shù)據(jù)安全能力需求 186
6.2.3 工業(yè)數(shù)據(jù)全生命周期安全防護(hù)體系 189
6.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)采集安全 190
6.3.1 工業(yè)數(shù)據(jù)采集安全能力需求 190
6.3.2 工業(yè)數(shù)據(jù)采集安全解決方案 191
6.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換安全 192
6.4.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸安全 192
6.4.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換安全 194
6.5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全 195
6.5.1 工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)選用問(wèn)題 196
6.5.2 NoSQL型工業(yè)數(shù)據(jù)可伸縮存儲(chǔ)架構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)及其防范 201
6.5.3 工業(yè)數(shù)據(jù)邏輯存儲(chǔ)環(huán)境與云存儲(chǔ)安全 204
6.5.4 面向工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制 210
6.5.5 工業(yè)數(shù)據(jù)備份與歸檔 214
6.5.6 工業(yè)數(shù)據(jù)新鮮性與時(shí)效性控制 216
6.6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理安全 219
6.6.1 工業(yè)數(shù)據(jù)處理、分析及應(yīng)用安全 219
6.6.2 面向可用性與機(jī)密性平衡的工業(yè)數(shù)據(jù)脫敏處理 222
6.6.3 工業(yè)數(shù)據(jù)溯源 226
6.7 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)銷毀安全 228
6.7.1 工業(yè)數(shù)據(jù)介質(zhì)的安全使用與安全銷毀 228
6.7.2 工業(yè)數(shù)據(jù)銷毀處置方法 229
第7章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全理論方法與技術(shù)展望 232
7.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系工程問(wèn)題研究展望 232
7.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系工程與系統(tǒng)工程的邊界、分工與協(xié)作問(wèn)題 232
7.1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力分解與能力-功能映射問(wèn)題 233
7.1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系能力的有效測(cè)度與效能評(píng)估問(wèn)題 233
7.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系的技術(shù)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題研究展望 234
7.2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系級(jí)的物理安全、功能安全與信息安全融合問(wèn)題 234
7.2.2 基于人工智能和大數(shù)據(jù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析與控制問(wèn)題 235
7.3 中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全自主可控的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題研究展望 235
7.3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全可信計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題 236
7.3.2 發(fā)展自主可控的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)編碼及其解析體系架構(gòu) 237
參考文獻(xiàn) 238