工业互联网数据安全防护体系研究

工业互联网数据安全防护体系研究

孟晨

广东南油服务有限公司天津分公司 天津 300000

摘要：工业互联网，作为新一代信息通信技术与工业经济深度结合的产物，展现了新型基础设施、应用模式以及工业生态的特点。它通过对人、机、物、系统等要素的广泛连接，构建了一个全新的、覆盖全产业链和全价值链的制造与服务体系。工业互联网的兴起，显著加速了工业生产向数据化、智能化转型的进程，为工业领域的持续创新与发展提供了有力支撑。

关键词：工业互联网；数据安全；防护体系

1 工业数据的特点

1.1 工业数据规模庞大

随着智能产品设备数据的迅猛增长，工业领域的数据存储量将呈现指数级扩张。这些数据源自多个渠道，覆盖广泛，包括大型管理系统的数据、各种产线、设备、工业产品的实时数据，以及来自互联网、供应链的各种外部数据等。这些数据通常分散在不同的业务环节和信息系统中，传统的组织结构和信息隔阂阻碍了它们之间的内在联系。

1.2 工业数据类型多样，结构复杂，关联紧密

工业数据涵盖了结构化数据，如产品相关的需求等，半结构化数据，如设计图纸、技术文件、各类单据等，以及非结构化数据，如产线、设备和智能产品的时序数据等。这些数据之间存在强烈的关联性。对于工业企业而言，产品数据的准确性至关重要，因为它直接关系到产品的质量。以民用飞机生产为例，若产品物料清单数据不准确，可能导致生产过程中零部件的漏装或错装，进而造成严重的安全事故和不可估量的经济损失。

1.3 工业数据实时性要求严格

在生产现场的运营和管控中，对数据的实时性要求极高，需达到毫秒级别；智能产品的运营和服务也对数据实时性提出了较高要求，通常在毫秒级到秒级之间。相对而言，管理层级对数据的实时性要求则稍低一些。

2 工业互联网数据常见的安全问题

2.1 数据泄露

工业互联网中的数据可能包含敏感信息，如设备运行状态、生产数据等。如果这些数据被未经授权的第三方获取，可能会导致商业机密泄露，甚至可能对国家安全造成威胁。

2.2 数据篡改

攻击者可能通过网络攻击，对工业互联网中的数据进行篡改，从而破坏数据的完整性和真实性。例如，他们可能修改设备的运行参数，导致设备故障或生产过程中的问题。

2.3 数据劫持

攻击者可能会通过劫持工业互联网中的数据，来控制设备或系统。这可能导致设备被非法控制，甚至可能导致整个生产线的瘫痪。

2.4 数据窃听

攻击者可能会通过网络窃听，获取工业互联网中的数据。这些数据可能被用来进行恶意分析，如预测生产趋势、窃取商业机密等。

3 工业互联网数据安全防护体系的建立

3.1 加大数据加密力度

在工业互联网数据安全防护中，加大数据加密力度是非常重要的。选择一种被广泛认可并经过充分测试的强加密算法，如AES（高级加密标准）256位加密算法。这种算法可以提供更高的安全性，使得即使数据被截获，也难以被破解。不仅要对存储在数据库或其他存储介质上的数据进行加密，还要对在传输过程中的数据进行加密。这样可以防止数据在传输过程中被窃取或篡改。密钥是数据加密的关键，因此必须妥善管理。密钥应该定期更换，并且只有授权人员才能访问。同时，应使用密钥管理系统来自动管理密钥的生成、分发、存储和销毁。只有经过授权的人员才能访问加密数据。因此，应该实施严格的访问控制策略，确保只有合适的人员才能访问数据。加密数据也需要备份，以防止数据丢失。同时，需要确保在数据恢复过程中，只有授权人员才能访问和恢复数据。

3.2 加强网络安全管理

在工业互联网数据安全防护中，加强网络安全管理至关重要。首先，企业和管理人员需要认识到网络安全的重要性，并时刻保持警惕。通过定期的安全培训和教育，提高员工对网络安全的认识和意识，使他们了解如何识别和应对潜在的网络威胁。企业需要制定一套完整的网络安全政策和规范，包括数据访问控制、加密传输、安全审计等方面。同时，要确保这些政策和规范得到严格执行，对违反规定的行为进行严肃处理。对工业互联网数据的访问需要严格控制，只有经过授权的人员才能访问相关数据。此外，还应采用强密码、多因素认证等方式，确保身份认证的安全性。对工业互联网数据进行加密处理，以防止数据在传输过程中被窃取或篡改。同时，要确保数据的传输过程安全，采用安全的通信协议和加密技术，保障数据的机密性和完整性。定期对工业互联网系统进行安全审计和风险评估，发现潜在的安全漏洞和威胁，并及时采取相应措施进行修复和改进。

3.3 进行数据访问控制

权限与访问控制策略应该采取最小权限原则，即用户只能获取完成其工作所需的最低权限。这样可以减少数据泄露的风险，因为即使某个用户的账户被非法获取，攻击者也只能访问到该用户应有的权限范围内的数据。权限与访问控制策略应该采用多层次的访问控制措施，包括物理层、网络层和应用层等，以提供全面的安全防护。物理层可以通过对设备的物理安全管理来限制非授权人员的访问和操作；网络层可以通过防火墙、入侵监测系统等网络安全设备来保护数据的传输安全；应用层则可以通过身份认证、权限管理等方式来控制用户对数据的访问。权限与访问控制策略应包括强密码策略的要求，要求用户设置强密码并定期更换，以增加密码的复杂性，降低密码被破解的风险。工业企业应该建立严格的用户身份识别和认证机制，例如使用双因素身份验证，结合用户名和密码、指纹或密钥等多重身份验证方式，以确保只有经过授权的用户才能访问数据。根据不同用户的工作职责和需要，将用户划分为不同的角色，并为每个角色分配不同的权限。这样可以根据用户的工作需求来精确控制其对数据的访问权限，避免权限过大或过小导致的数据安全问题。权限与访问控制策略应包括监控和审计机制，及时发现并记录用户的异常行为，以便进行调查和追溯。这样可以及时发现并处理潜在的数据安全风险，保障数据的安全性和完整性。

3.4 建立完善的安全管理制度

在工业互联网数据安全防护中，建立完善的安全管理制度是至关重要的。明确数据安全的目标、原则和指导方针，确保所有员工和相关方都了解并遵循这些政策和策略。设立专门的数据安全管理部门或团队，明确各部门和岗位的职责和权限，确保数据安全工作得到有效执行。包括数据分类与分级、访问控制、安全审计、数据备份与恢复、应急响应等方面的制度和流程，确保数据安全管理的各个方面都有明确的规范和指导。定期开展数据安全培训，提高员工对数据安全的认识和重视程度，培养员工的安全意识和行为习惯。通过定期的安全评估和审计，检查数据安全管理制度的执行情况，及时发现和解决潜在的安全风险和问题。与合作伙伴、供应商等建立合作与信息共享机制，共同应对数据安全挑战，提高整体安全防护能力。及时关注并遵守相关的法律法规和标准要求，确保企业的数据安全管理工作符合法律法规和行业标准。

4 结束语

工业互联网数据安全的保障既要遵循数据安全的基本原则和通用规律，同时也需充分考虑其独特的工业属性与个性化需求。鉴于工业生产的复杂程度、关键性以及敏感性，我们必须超越传统的解决方案框架，寻求更具针对性的策略、方法和措施。我们需要全面、系统地研究全局性、结构性和深层次的防护策略，以确保工业互联网作为关键基础设施能够安全、高效地发挥作用。

参考文献：

[1]陈志涛,朱义勇,郭铭雅,等.基于工业互联网的数据安全流通技术研究[J].科技风,2024,(08):49-51.

[2]李飞,代向东.工业互联网数据资产安全管理平台[J].自动化博览,2024,41(01):68-71.

[3]王晨,宋亮.工业互联网数据安全防护体系探析[J].信息通信技术与政策,2020,(04):7-11.