工业控制网络安全技术

目　　录
序
前言
第1章　工业控制网络概述　　1
1.1　工业互联网与工业控制网络　　1
1.1.1　工业互联网　　2
1.1.2　工业互联网的组成与架构　　3
1.1.3　工业控制网络　　7
1.1.4　工业控制网络与传统IT网络
的对比　　9
1.2　工业控制网络安全趋势分析　　11
1.3　本章小结　　15
1.4　本章习题　　15
第2章　工业控制网络基础　　16
2.1　典型工业控制网络　　16
2.1.1　现场总线控制网络　　16
2.1.2　过程控制与监控网络　　17
2.1.3　企业办公网络　　18
2.2　典型工业控制系统设备　　19
2.2.1　一次设备　　19
2.2.2　控制设备　　21
2.2.3　工业主机　　39
2.2.4　HMI　　40
2.3　典型工业控制软件　　41
2.3.1　嵌入式软件　　41
2.3.2　非嵌入式软件　　41
2.3.3　集成工业控制软件案例　　43
2.4　典型工业控制系统　　44
2.4.1　数据采集与监视控制系统　　46
2.4.2　分布式控制系统　　49
2.5　典型工业领域行业工业控制网络　　52
2.5.1　钢铁行业的工业控制网络　　52
2.5.2　石化行业的工业控制网络　　54
2.5.3　电力行业的工业控制网络　　56
2.5.4　市政交通行业的工业控制
网络　　58
2.6　本章小结　　58
2.7　本章习题　　60
第3章　工业控制网络的安全风险　　61
3.1　工业控制网络的脆弱性分析　　61
3.1.1　现场总线控制网络的
脆弱性分析　　62
3.1.2　过程监控与控制网络的脆
弱性分析　　62
3.1.3　企业办公网络的脆弱性分析　　63
3.2　工业控制网络的常见安全威胁　　64
3.2.1　工业控制网络病毒　　64
3.2.2　工业控制网络协议的安全漏洞　　70
3.2.3　高级持续性威胁攻击　　72
3.3　工业控制网络的常见攻击行为　　74
3.3.1　扫描探测　　75
3.3.2　信息收集　　76
3.3.3　跨网渗透　　78
3.3.4　欺骗攻击　　81
3.3.5　数据篡改　　84
3.3.6　越权访问　　85
3.3.7　勒索攻击　　86
3.3.8　拒绝服务攻击　　87
3.4　本章小结　　88
3.5　本章习题　　88
第4章　SCADA系统安全分析　　89
4.1　SCADA系统安全概述　　89
4.1.1　SCADA系统组成　　89
4.1.2　SCADA系统的安全需求　　91
4.1.3　SCADA系统的安全目标　　92
4.1.4　SCADA系统的脆弱性　　93
4.2　SCADA系统安全关键技术　　97
4.2.1　安全域划分及边界防护　　97
4.2.2　SCADA系统异常行为
检测技术　　103
4.2.3　SCADA系统安全通信及
密钥管理　　109
4.2.4　SCADA系统安全管理　　115
4.3　SCADA系统安全测试平台　　121
4.3.1　SCADA系统安全测试平台的
重要性　　122
4.3.2　SCADA系统安全测试
平台分类　　123
4.3.3　SCADA系统安全测试
平台介绍　　124
4.3.4　基于SCADA测试平台的
安全测试　　125
4.3.5　SCADA系统安全测试平台
实例—SWaT　　128
4.3.6　SCADA系统安全测试平台实例
—SCADA测试床　　133
4.4　SCADA系统安全典型案例　　137
4.5　SCADA系统安全发展趋势　　139
4.6　本章小结　　140
4.7　本章习题　　140
第5章　工业控制网络协议安全性
分析　　141
5.1　概述　　141
5.2　Modbus协议　　142
5.2.1　Modbus协议概述　　142
5.2.2　Modbus协议存在的安全问题　　149
5.2.3　Modbus协议安全防护技术　　150
5.3　Ethernet/IP　　151
5.3.1　Ethernet/IP概述　　151
5.3.2　Ethernet/IP存在的安全问题　　153
5.3.3　Ethernet/IP安全防护技术　　154
5.4　DNP3　　156
5.4.1　DNP3概述　　156
5.4.2　DNP3存在的安全问题　　159
5.4.3　DNP3安全防护技术　　160
5.5　OPC协议　　161
5.5.1　OPC协议概述　　161
5.5.2　OPC协议存在的安全问题　　168
5.5.3　OPC协议安全防护技术　　170
5.6　S7协议　　172
5.6.1　S7协议概述　　172
5.6.2　S7协议存在的安全问题　　177
5.6.3　S7协议安全防护技术　　178
5.7　IEC系列协议　　181
5.7.1　IEC系列协议概述　　181
5.7.2　IEC系列协议存在的安全问题　　188
5.7.3　IEC系列协议安全防护技术　　189
5.8　本章小结　　190
5.9　本章习题　　190
第6章　工控网络漏洞分析　　191
6.1　工控网络漏洞概述　　191
6.1.1　工控安全漏洞挖掘技术分析　　191
6.1.2　工控安全漏洞分析　　193
6.1.3　工控安全漏洞标准化工作　　194
6.1.4　工控安全漏洞态势分析　　195
6.2　工控安全漏洞分析技术　　198
6.2.1　已知漏洞检测技术　　198
6.2.2　未知漏