تحليل اتجاه تطور تكنولوجيا سلامة معدات القياس والتحكم الصناعي

نطاق القياس الصناعي و معدات التحكم يتضمن استشعار العمليات ومعدات التنفيذ مثل أجهزة الإرسال والمشغلات ، بالإضافة إلى وحدات تحكم مختلفة مثل plc و dcs ، بالإضافة إلى أنظمة الكمبيوتر المضيفة المعنية. معدات القياس والتحكم هي المركز العصبي لنظام التحكم الصناعي. من خلال التطور الرقمي والمتصل بالشبكة والذكي لنظام التحكم الصناعي ، فإنه يواجه تحديات جديدة مثل الاختراق المكثف للتهديدات الأمنية وأساليب الهجوم المعقدة والمتنوعة.

لقد ارتفع أمن معلومات نظام التحكم الصناعي إلى مستوى الأمن الاستراتيجي الوطني. تولي الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين أهمية كبيرة لتطوير أمن المعلومات الصناعية ، وقد أصدرت استراتيجيات وسياسات ولوائح وطنية لأمن المعلومات الصناعية لبناء نظام ضمان أمن المعلومات الصناعية. 

تشرح هذه الورقة عملية تطوير السلامة الوظيفية وتكنولوجيا أمن المعلومات لمعدات القياس والتحكم الصناعية ، بالإضافة إلى الإنتاج الحالي لمعدات القياس والتحكم الصناعية الآمنة في الداخل والخارج ، وتقدم تطوير القياس الصناعي وسلامة معدات التحكم المعايير. الاتجاهات المستقبلية.

2ـ تطوير تقنية الأمان لأجهزة القياس والتحكم الصناعية

2.1 معدات القياس والتحكم الصناعية للسلامة الوظيفية 

من وجهة نظر السلامة ، فإن الجيل الأول هو معدات القياس والتحكم الصناعية للسلامة الوظيفية. يجب أن يتم اعتماد معدات القياس والتحكم في مجال السلامة الوظيفية بشكل عام بواسطة sil (مستوى سلامة السلامة).

تعتمد شهادة Sil على المعايير الدولية iec 61508 و iec 61511 وما إلى ذلك ، وتنقسم إلى أربعة مستويات: Sil1 و sil2 و sil3 و sil4. أصبحت IEC 61508 و iec 61511 وسلسلة أخرى من المعايير تدريجياً معايير أساسية للسلامة الوظيفية معترف بها على نطاق واسع من قبل مختلف البلدان والصناعات ، والصين لديها معايير وطنية مقابلة. يقدم معيار iec 61508 تعريفًا للسلامة الوظيفية: السلامة الوظيفية مخصصة أساسًا للمعدات وأنظمة التحكم المتعلقة بـ e / e / pe لتجنب المخاطر غير المقبولة الناتجة عن الكائن / العملية الخاضعة للرقابة أو الأنظمة الأخرى ذات الصلة في حالة فشل أو فشل النظام ، مما يتسبب في خسائر اقتصادية أو خسائر بشرية أو تلوث بيئي.

معدات القياس والتحكم الصناعية للسلامة الوظيفية ناضجة نسبيًا. لقد حصلت العديد من معدات القياس والتحكم الصناعية في الداخل والخارج على شهادة سلامة وظيفية ، بما في ذلك وحدات تحكم plc وأنظمة أدوات السلامة sis وأجهزة تحكم dcs وأجهزة الإرسال والمشغلات وغيرها من المعدات.

2.2 معدات القياس والتحكم الصناعية لأمن المعلومات

من وجهة نظر أمنية ، فإن الجيل الثاني هو معدات القياس والتحكم الصناعية لأمن المعلومات. أجهزة القياس والتحكم الصناعية القائمة على أمن المعلومات معتمدة حاليًا على أساس "قياس العمليات الصناعية ، وشبكة التحكم والأتمتة وأمن معلومات النظام" (IEC 62443). Iec 62443 عبارة عن سلسلة من المعايير الخاصة بالأتمتة الصناعية والأمن الصناعي ، والتي توجه مدمجي الأنظمة ومقدمي المنتجات ومقدمي الخدمات لإجراء تقييمات أمنية على منتجاتهم وخدماتهم ، وتقدم مستوى ضمان أمن المعلومات (مستوى ضمان الأمان ، sal) المفهوم ينقسم إلى أربعة مستويات: Sal1 و sal2 و sal3 و sal4. تقوم الصين بصياغة معايير وطنية مقابلة. 

فيما يتعلق بشهادة المنتج ، فإن شهادة أمن معلومات نظام التحكم الصناعي الدولي السائد حاليًا هي بشكل أساسي شهادة آمنة وشهادة أخيل. معدات القياس والتحكم الصناعية لأمن المعلومات في مرحلة التطوير والتحسين حاليًا. هناك سلسلة من معدات القياس والتحكم الصناعية في الداخل والخارج التي حصلت على شهادة isa الآمنة أو شهادة أخيل. نظرًا للحاجة إلى زيادة آلية حماية أمن المعلومات من مستوى التصميم ، هناك قدرات حوسبية إضافية لمعدات القياس والتحكم الصناعية. لذلك ، يتركز حاليًا بشكل أساسي في وحدات تحكم plc ، وأجهزة تحكم dcs ، وأنظمة أدوات السلامة من sis وغيرها من المعدات.

2.3 معدات القياس والتحكم الصناعية للاندماج في السلامة الوظيفية وأمن المعلومات

من وجهة نظر أمنية ، فإن الجيل الثالث عبارة عن معدات قياس وتحكم صناعية تدمج السلامة الوظيفية وأمن المعلومات.

لطالما ركزت حماية أمن معلومات نظام التحكم الصناعي على "الدفاع في العمق" لمجال الشبكة ، وحماية الأصول المهمة عن طريق عزل الشبكة ، مما يجعل طرق هجوم اختراق الشبكة الخارجية التقليدية غير فعالة. تقنيات الحماية التقليدية لها قيود. لا يمكن للشبكات منع نقل الوسائط المادية للبيانات والوصول إلى الأجهزة المادية. مع تكثيف الهجمات الملائمة ، يمكن استهداف معدات القياس والتحكم الصناعية المعزولة ماديًا. تتمثل إحدى الطرق الأساسية لحل المشكلة في تعزيز قدرة السلامة الذاتية لمعدات القياس والتحكم الصناعية.

ومع ذلك ، من مستوى التصميم ، تتعارض زيادة قدرات أمن المعلومات لمعدات القياس والتحكم الصناعية مع الأمن الوظيفي من حيث الموارد والأهداف والاستراتيجيات وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، قد تزيد استراتيجيات حماية أمن المعلومات من مخاطر الأمن الوظيفي للنظام ، وتدابير الأمن الوظيفية قد تقدم أيضًا ثغرات أمنية جديدة في النظام ، وما إلى ذلك. لذلك ، يجب دمج السلامة الوظيفية وأمن المعلومات في التصميم ، مع الأخذ في الاعتبار توافر السلامة الوظيفية لنظام الأعمال كهدف وقيد ، ثم النظر في المعلومات الأمن ، من خلال تصميم التحسين التكراري ، والقضاء على النزاعات ، وإدراك وظائف الأنظمة الصناعية ، فإن تكامل الأمن وأمن المعلومات يقلل من مخاطر أمن المعلومات الناتجة عن اندماج الأنظمة السيبرانية الفيزيائية. في الوقت الحاضر ، تم النظر في تكامل السلامة الوظيفية وأمن المعلومات من مستويات المعدات والشبكات والبيانات والتطبيقات في الداخل والخارج ، وتم إجراء أعمال البحث ذات الصلة من منظور الصياغة القياسية وطرق النمذجة والهندسة المعمارية ، وجدولة المهام. ومع ذلك ، فإن الأبحاث الحالية حول اندماج السلامة الوظيفية وأمن المعلومات تركز على نظام التحكم الصناعي ، ولا تشمل متطلبات الأمن الفعلية على مستوى وحدات التحكم الميدانية والأدوات الميدانية. لدى Yongucase فريق تصميم صناعي محترف يقوم بتصميم حاويات مثالية للمعدات الصناعية.

3 ـ التقدم البحثي للمعايير ذات الصلة

صاغ المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (nist) sp 800-82 و 800-53 ومعايير أخرى لسلامة التحكم الصناعي ، وقد صاغت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) سلسلة أمان التحكم الصناعي iec 62443 التي شجع المعيار على الاختبار و شهادة لمعدات القياس والتحكم ، مثل أخيل الدولية وشهادة isa الآمنة.

أجرى فريق عمل تكامل السلامة الوظيفية وأمن المعلومات التابع لـ IEC ، tc65 / wg20 ، بحثًا حول تكامل السلامة الوظيفية وأمن المعلومات لأنظمة التحكم الصناعية ؛ تؤثر على بعضها البعض ، ولكن اندماج السلامة الوظيفية وأمن المعلومات لم يدرس بعمق.

4 اتجاه تطوير التكنولوجيا

نظرًا لأن الإنترنت الصناعي أصبح أكثر نضجًا ، ستلعب معدات القياس والتحكم الصناعية دورًا متزايد الأهمية على مستوى الحوسبة المتطورة. في الوقت نفسه ، ستظهر المزيد والمزيد من مشكلات الأمان الجديدة. في الحماية الأمنية لمعدات القياس والتحكم الصناعية ، المزيد عن الأفكار الجديدة. بالاقتران مع حالة تطوير تكنولوجيا أمن معدات القياس والتحكم الصناعية ، تلخص هذه الورقة اتجاهات التطوير التالية:

(1) في الوقت الحاضر ، هناك نقص في التقييم والاعتماد لدمج معدات قياس ومراقبة أمن المعلومات والسلامة الوظيفية ، ومن الضروري إجراء أعمال بحثية تتعلق بتقييمها واعتمادها.

(2) الأسس النظرية والمنهجية للاندماج بين السلامة الوظيفية وأمن المعلومات ضعيفة ، والتقنيات الرئيسية المشتركة والوسائل الداعمة غير متوفرة ، والمعايير والمواصفات لتحليل وتقييم اختبار الاندماج لم يتم إتقانها ، والتقييم منصة الخدمة لم يتم تشكيلها بعد ، وينبغي تسريع العمل البحثي ذي الصلة.

(3) تتركز وسائل أمن المعلومات الحالية بشكل أساسي في طبقة الشبكة ، وهي تفتقر بشدة إلى طبقة التحكم في الإدراك. في طبقة الإدراك ، يكون معدل المطابقة المستقلة لأجهزة الإرسال / المشغلات في المشاريع الكبيرة أقل من 20٪ ، وطرق الحماية تقترب من الصفر. من الضروري تعزيز قدرات حماية أمن المعلومات للمعدات نفسها. في طبقة التحكم ، من الضروري زيادة توحيد تقنية الأمان لتشكيل حلقة أمان مغلقة مع طبقة الإدراك. 

(4) مع تطبيق الأجهزة الطرفية الجديدة مثل خوادم الحافة ، وبوابات الحافة ، وأجهزة التحكم في الحافة ، والأدوات الذكية المتطورة ، من الضروري دراسة نظرية الاندماج وطريقة السلامة الوظيفية وتكنولوجيا أمن المعلومات من مستوى التصميم ، وكذلك كمكونات متطورة وخفيفة الوزن وقابلة للتكوين وسهلة النشر للسلامة الوظيفية وأمن المعلومات. 

اختتم 5

مع التطور السريع للرقمنة والشبكات والذكاء في مجال الأتمتة ، تواجه معدات القياس والتحكم الصناعية الذكية تهديدات مثل العدد المتزايد من عوامل الفشل الوظيفي والاختراق المتسارع لهجمات المعلومات. إن الحاجة الملحة للنظام الهيكلي ، ولكن كيفية تحقيق التكامل العضوي بين الاثنين في ظل ظروف الموارد المحدودة للغاية يمثل تحديًا كبيرًا.

 توفر Yongucase مساكن لمعدات القياس والتحكم الصناعية من خلال البحث في النظرية الأساسية ، والتقنيات الرئيسية ، وتطوير المنتجات ، والتصميم الصناعي ، والتصنيع ، والاختبار ، وتقييم التقنيات الرئيسية الشائعة في جميع مراحل دورة الحياة الكاملة لمعدات القياس والتحكم ، وتقبل التدقيق / دفعة تصنيعها ، تسليم سريع للعملاء ، العلبة المصنوعة من الألومنيوم الأكثر مثالية