随着信息技术与工业生产的深度融合，工业互联网已成为推动制造业数字化转型和智能化升级的关键基础设施。它将传统的工业控制系统（ICS）、物联网（IoT）设备、云计算和大数据等技术融为一体，实现了生产全要素、全产业链、全价值链的深度互联与高效协同。这种开放、互联的特性也使其面临着前所未有的安全挑战。本文将从通信与自动控制技术的核心层面，分析工业互联网面临的主要安全威胁，并提出相应的安全防护建议。

一、 工业互联网面临的主要安全威胁

工业互联网的安全威胁呈现出复合性、隐蔽性和破坏性强的特点，主要可归结为以下几类：

1. 通信网络层面的威胁：

• 网络攻击与数据窃取：工业互联网依赖于大量有线/无线通信协议（如OPC UA、MQTT、5G、工业以太网等）进行数据传输。这些通信链路可能成为攻击者进行窃听、中间人攻击、数据篡改或拒绝服务攻击（DDoS）的入口。敏感的生产数据、工艺配方、控制指令一旦被窃取或篡改，将直接威胁企业核心竞争力和生产安全。

• 协议脆弱性：许多工业通信协议（如Modbus、Profibus等）在设计之初并未充分考虑安全性，普遍缺乏认证、加密和完整性校验机制，极易被利用进行非法访问和指令注入。

• 边界模糊化风险：IT（信息技术）与OT（运营技术）网络的融合，打破了传统工业控制网络的物理隔离“安全孤岛”，使得来自互联网的威胁能够长驱直入，直接攻击生产控制层。

1. 自动控制与设备层面的威胁：

• PLC、DCS等控制器漏洞：作为工业自动化的“大脑”，可编程逻辑控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）等核心控制设备存在固件漏洞、后门或配置缺陷。攻击者可通过利用这些漏洞，直接下发恶意控制指令，导致生产线异常停机、设备损毁甚至发生安全事故。

• 智能终端与传感设备风险：海量的智能传感器、执行器、工业机器人等边缘设备，普遍存在算力有限、安全防护能力弱、难以及时更新补丁等问题。它们可能成为攻击的跳板或被僵尸网络控制，用于发起分布式攻击或干扰正常控制回路。

• 供应链安全：工业互联网系统涉及众多软硬件供应商，供应链中的任何一个环节（如开源组件、第三方库、预装软件）被植入恶意代码，都可能导致整个系统存在“后门”，安全风险难以追溯和管控。

1. 平台与应用层面的威胁：

• 工业云平台安全：部署在云端的工业互联网平台承载着数据汇聚、模型分析、应用开发等重要功能。云平台自身的安全漏洞、不当的配置管理、薄弱的身份与访问控制，可能导致大规模数据泄露或服务中断。

• 恶意软件与高级持续性威胁（APT）：针对工业环境的专用恶意软件（如Stuxnet、Havex、Trisis）能够深度潜伏，长期窃取数据或伺机破坏。APT组织发动的定向攻击，目标明确、手段隐蔽，对关键工业基础设施构成严重威胁。

二、 基于通信与自动控制技术的安全防护建议

应对上述威胁，需要构建一个覆盖“云-网-边-端”、深度融合通信安全与自动控制功能安全的纵深防御体系。

1. 强化通信安全，构建可信传输通道：

• 协议安全增强：对传统工业协议进行安全加固，或在新建系统中优先采用内置安全机制的现代协议（如OPC UA over TLS）。在通信网络中强制实施身份认证、访问控制和数据加密（如采用IPsec VPN、工业防火墙的深度数据包检测）。

• 网络分区与隔离：遵循IEC 62443标准，对工业网络进行合理的区域划分和管道隔离。在IT与OT网络之间部署工业隔离网闸或下一代防火墙，实现协议剥离、内容审查和单向数据传递，确保控制网络的相对封闭性。

• 无线通信安全：对于5G、Wi-Fi 6等无线接入场景，采用终端入网认证、空口加密、切片隔离等技术，防止无线信号被窃听和干扰。

1. 夯实设备与控制安全，筑牢底层防线：

• 设备安全加固：对PLC、RTU等关键控制设备实施最小化权限配置、关闭无用端口和服务。建立工业设备漏洞管理机制，及时评估和修复已知漏洞。推广使用具备内生安全功能的设备。

• 控制逻辑与行为监控：在自动控制系统中引入“白名单”机制，只允许预先核准的控制指令和工艺参数执行。部署工业入侵检测系统（IDS），通过监测网络流量和设备运行状态（如异常指令频率、寄存器值突变），实时发现异常行为和潜在攻击。

• 供应链安全管理：建立供应商安全准入和评估机制，对引入的软硬件组件进行安全检测。推动国产自主可控的工业控制系统和核心部件的研发与应用。

1. 构建一体化安全运维与管理体系：

• 统一安全态势感知：建设覆盖全厂的工业互联网安全态势感知平台，汇聚网络、设备、控制、应用等多维安全数据，利用大数据和人工智能技术进行分析、关联和可视化，实现威胁的全局预警和快速响应。

• 纵深防御与联动响应：将边界防护、网络监测、终端防护、应用安全等能力进行有机整合，形成协同联动的纵深防御体系。建立并定期演练安全事件应急响应预案。

• 强化人员与管理：定期对工业自动化工程师、运维人员和安全管理员进行安全意识与专业技能培训。建立健全覆盖系统全生命周期的安全管理制度和操作规范。

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工业互联网的安全是保障国家关键信息基础设施安全、维护制造业稳定运行的基石。其安全防护是一个动态、系统的工程，没有一劳永逸的解决方案。必须从通信与自动控制的技术本质出发，坚持管理与技术并重，防御与监测结合，持续构建和完善主动免疫、动态防御的安全能力。通过技术创新与管理优化双轮驱动，方能在享受工业互联网带来的巨大红利的有效应对各类安全威胁，护航制造业高质量发展。