近年來，工業(yè)信息安全工作越來越受到政府,、工業(yè)用戶,、科研機(jī)構(gòu)和工控系統(tǒng)廠商的重視。工業(yè)信息安全廠商為滿足客戶合規(guī)性和現(xiàn)實(shí)中面對安全風(fēng)險的需要,，開發(fā)了專門針對工業(yè)控制系統(tǒng)的專用安全產(chǎn)品和安全解決方案,。這些產(chǎn)品和解決方案的設(shè)計(jì)理念大多基于IT信息安全行業(yè)傳統(tǒng)的防護(hù)思想，雖然對解決目前迫切的工業(yè)安全防護(hù)需求有很大的幫助,，但當(dāng)面對有其它國家政府或大型組織背景,，使用APT攻擊或0-day漏洞攻擊的威脅，常常不能提供充分,、有效的防護(hù),。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，IT信息安全領(lǐng)域的專家已經(jīng)深刻認(rèn)識到,，只依靠傳統(tǒng)的基于防火墻,、防病毒軟件、IDS等產(chǎn)品的安全解決方案不能有效應(yīng)對越來越嚴(yán)重的信息安全威脅,。IT信息安全領(lǐng)域近年來正在發(fā)生重大而深刻的變革,，新的理念、新的方法,、新的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),。信息安全從業(yè)者嘗試基于積極防御、威脅情報(bào),、態(tài)勢感知,、數(shù)據(jù)驅(qū)動安全、安全可視化等理念,，使用大數(shù)據(jù),、人工智能等新技術(shù)解決信息安全問題,，并取得了良好的效果。國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施用戶面對的信息安全威脅常常不是僅有少量資源的“小黑客”,，而是儲備大量0-day漏洞,，并具有將其“武器化”能力的敵對政府和組織。對這些設(shè)施的安全防護(hù)方案需要借鑒IT信息安全領(lǐng)域最新的安全理念和成果,，才能滿足安全需求,。

　　與此同時，工業(yè)信息安全需要特別強(qiáng)調(diào)與工控系統(tǒng)可靠性,、功能安全性等特性的平衡與統(tǒng)一,，即R可靠性（Reliability）、A可用性（Availability）,、M可維修性（Maintainability）,、S安全性（Safety、Security）協(xié)調(diào)發(fā)展,。IT信息安全領(lǐng)域的理念和方法不能不加選擇地照搬,。本文嘗試將IT信息安全領(lǐng)域已取得共識的，適合工業(yè)信息安全領(lǐng)域使用的一些理念和方法引入工業(yè)信息安全領(lǐng)域,，希望能對行業(yè)從業(yè)者提供一點(diǎn)參考和借鑒,。

　　1　數(shù)據(jù)驅(qū)動安全

　　2011年5月，全球知名咨詢公司麥肯錫（Mckinsey）發(fā)布了《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新,、競爭和生產(chǎn)力的下一個前沿領(lǐng)域》報(bào)告,，首次提出“大數(shù)據(jù)”的概念，并在報(bào)告中指出：“大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一個行業(yè),，逐漸成為重要的生產(chǎn)要素,，而人們對于海量數(shù)據(jù)的運(yùn)用將預(yù)示著新一波生產(chǎn)率的增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來?！薄皵?shù)據(jù)不是對數(shù)據(jù)量大小的描述,，而是對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行快速地攫取、處理和整理的過程,。通過對海量數(shù)據(jù)的整理和分析,，從而挖掘出新知識，創(chuàng)造新價值,?！?/p>

　　大數(shù)據(jù)時代的到來， 為企業(yè)帶來了新的安全問題,，同時也為企業(yè)安全提供了新的技術(shù)手段,。Gartner副總裁、知名分析師,、Gartner榮譽(yù)研究員Neil MacDonald表示：“信息安全團(tuán)隊(duì)和基礎(chǔ)設(shè)施必須適應(yīng),，以支持新興的數(shù)字業(yè)務(wù)需求,，同時應(yīng)對日益先進(jìn)、嚴(yán)峻的威脅形勢,。安全和風(fēng)險負(fù)責(zé)人如果要定義,、實(shí)現(xiàn)和維持有效的安全和風(fēng)險管理項(xiàng)目，他們需要全面了解最新的技術(shù)趨勢,，同時實(shí)現(xiàn)數(shù)字業(yè)務(wù)機(jī)會并管理風(fēng)險,。”

　　大數(shù)據(jù)處理的理念和技術(shù)對以積極防御為平臺的威脅情報(bào)收集和應(yīng)用,，并進(jìn)一步的工業(yè)態(tài)勢感知,，具有基礎(chǔ)性作用。

　　2　積極防御

　　為了實(shí)現(xiàn)持續(xù)的工業(yè)安全風(fēng)險管理目標(biāo),，企業(yè)需要建立能夠隨著時間不斷演進(jìn)的安全架構(gòu)和技術(shù)支撐體系,。這會讓企業(yè)在面對威脅和挑戰(zhàn)時不斷完善自身防御體系以及強(qiáng)化防御“姿態(tài)”。

　　SANS研究所的Robert M. Lee提出了一個動態(tài)安全模型——網(wǎng)絡(luò)安全滑動標(biāo)尺模型,。該標(biāo)尺模型共包含五大類別,，分別為架構(gòu)安全（Architecture）、被動防御（Passive Defense）,、積極防御、情報(bào)（Intelligence）和進(jìn)攻（Offense）,。這五大類別之間具有連續(xù)性關(guān)系,，并有效展示了防御逐步提升的理念。

　　圖1 網(wǎng)絡(luò)安全滑動標(biāo)尺模型

　?。?）架構(gòu)安全：在系統(tǒng)規(guī)劃,、建立和維護(hù)的過程中充分考慮安全防護(hù)。

　?。?）被動防御：在無人員介入的情況下,，附加在系統(tǒng)架構(gòu)之上可提供持續(xù)的威脅防御或威脅洞察力的系統(tǒng)。

　?。?）積極防御：分析人員對處于所防御網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的威脅進(jìn)行監(jiān)控,、響應(yīng)、學(xué)習(xí)（經(jīng)驗(yàn)）和應(yīng)用知識（理解）的過程,。

　?。?）情報(bào)：收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息,，并將信息生產(chǎn)加工為評估結(jié)果以填補(bǔ)已知知識缺口的過程,。

　　（5）進(jìn)攻：在友好網(wǎng)絡(luò)之外對攻擊者采取的直接行動（按照國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全法要求,，對于企業(yè)來說主要是通過法律手段對攻擊者進(jìn)行反擊）,。

　　現(xiàn)階段大多數(shù)工業(yè)企業(yè)的工業(yè)信息安全工作都聚焦于“架構(gòu)安全”和“被動防御”,，對“積極防御”和“情報(bào)”則涉及較少，因此在設(shè)計(jì)工業(yè)安全防護(hù)方案時應(yīng)該聚焦于回顧“架構(gòu)安全”補(bǔ)強(qiáng)“被動防御”,，重點(diǎn)發(fā)展“積極防御”和“情報(bào)驅(qū)動”,，以有效提高企業(yè)的信息安全防護(hù)能力。

　　在進(jìn)行“被動防御”改進(jìn)與“積極防御”進(jìn)階時,，Gartner的自適應(yīng)安全架構(gòu),，則可作為較好的參考。

　　圖2 自適應(yīng)安全架構(gòu)

　　自適應(yīng)安全架構(gòu)將持續(xù)的監(jiān)控和分析過程分為：預(yù)防預(yù)測,、阻止與防護(hù),、檢測與監(jiān)控、響應(yīng)與調(diào)查四個主要環(huán)節(jié),，每個環(huán)節(jié)中包含多個監(jiān)控和分析方法,。而支撐這些監(jiān)控和分析方法的是企業(yè)或組織內(nèi)部的各層數(shù)據(jù)和威脅情報(bào)。

　　3　威脅情報(bào)

　　依據(jù)美國國家安全系統(tǒng)委員會（CNSS）提供的定義,，在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的態(tài)勢感知是指：在一定的時間和空間范圍內(nèi),，對組織的安全狀態(tài)以及威脅環(huán)境的感知，理解這兩者的含義以及意味的風(fēng)險,，并對它們未來的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測,。

　　這里面我們可以解讀出兩種含義：

　　（1）態(tài)勢感知需要掌握組織內(nèi)部的安全狀態(tài),，以及相關(guān)的外部威脅環(huán)境數(shù)據(jù),。掌握組織內(nèi)部的安全狀態(tài)主要依賴主動防御措施，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的持續(xù)監(jiān)控方案,，而相關(guān)的外部威脅環(huán)境數(shù)據(jù),，就是指威脅情報(bào)。

　?。?）態(tài)勢感知的目的是深入理解當(dāng)前的風(fēng)險,，并可以對未來的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測、預(yù)防,。試想下面一種情況：內(nèi)部發(fā)現(xiàn)有一臺終端被黑客的木馬控制,，單純這一個事件并不能讓我們對其風(fēng)險有深入了解，如果我們通過威脅情報(bào)判定黑客的攻擊目地,，就可以對風(fēng)險有進(jìn)一步的理解,，如果進(jìn)一步獲取其團(tuán)伙的技術(shù)水平、經(jīng)常使用的技戰(zhàn)術(shù)手法等情報(bào),，就可以反觀組織現(xiàn)有的檢測,、防御措施，給出預(yù)警以及配套的預(yù)防改進(jìn)措施。

　　威脅情報(bào)是基于證據(jù),、有關(guān)已知或新型威脅或危害的知識,，包括上下文、機(jī)制,、檢測指標(biāo),、影響和活動建議，能夠作為應(yīng)對的決策依據(jù),?；诮M織中安全人員不同角色的決策需要，我們還可以把情報(bào)分為3類：

　?。?）高層管理者使用的戰(zhàn)略情報(bào)

　　以CSO為代表的公司高層管理者最重要的工作之一是在管理層溝通,、獲取資源并進(jìn)行資源的分配。其中的挑戰(zhàn)是其它管理層難以了解攻防技術(shù),、眾多安全建設(shè)工作的優(yōu)先級排定缺少依據(jù),。戰(zhàn)略情報(bào)提供組織需要面對的攻擊者類型、動機(jī),、能力及潛在風(fēng)險方面的情報(bào),。CSO可以使用自身或行業(yè)面對的真實(shí)對手及其風(fēng)險來更好地和管理層溝通，也可以基于這些風(fēng)險和攻擊的可能性提供優(yōu)先級排序進(jìn)而優(yōu)化資源分配,。這部分的情報(bào)可以由有豐厚威脅情報(bào)能力的安全廠商以服務(wù)的形式提供,。

　　（2）SRC或安全分析團(tuán)隊(duì)使用的運(yùn)營層面的情報(bào)

　　SRC團(tuán)隊(duì)的主要工作是對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的失陷攻擊事件進(jìn)行深入分析,、確定攻擊細(xì)節(jié)和影響面,，并采取緩解、清除等響應(yīng)活動,。同時SRC團(tuán)隊(duì)也會進(jìn)行Hunting（安全狩獵）的工作，主動發(fā)現(xiàn)可能存在的失陷情況,。這樣的工作都需要他們掌握更多的不同攻擊類型相關(guān)的TTP知識（戰(zhàn)術(shù),、技術(shù)和過程方法），以及了解更多攻擊相關(guān)的上下文信息（攻擊目的,、危害,、傳播方式等），以加快分析溯源的時間并掌握更多識別失陷的分析模式,。這些情報(bào)通常以云端威脅情報(bào)平臺等形式提供,。

　　（3）機(jī)器可自動化處理的機(jī)讀情報(bào)（MRTI）

　　安全運(yùn)維人員使用這些情報(bào)一般有兩個作用,，一是作為檢測指標(biāo)（IOC）下發(fā)到安全設(shè)備中,，檢測其它安全產(chǎn)品未能發(fā)現(xiàn)的威脅，如CnC類別的威脅情報(bào)；另一個作用就是用來判別誤報(bào)及確定高優(yōu)先級的報(bào)警,，如IP信譽(yù),、域名信譽(yù)等。這種類型的情報(bào)常常和安全產(chǎn)品緊密結(jié)合在一起使用,。

　　安全廠商生成威脅情報(bào)是一個復(fù)雜的過程,，需要具備多種能力才有可能完成，一般可以分為如圖3所示的八步,。

　　圖3 威脅情報(bào)的產(chǎn)生過程

　?。?）數(shù)據(jù)收集

　　數(shù)據(jù)收集是威脅情報(bào)生成最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定了產(chǎn)生的情報(bào)是否能最全面的覆蓋威脅,，因此往往會聚集多種不同來源的情報(bào)數(shù)據(jù),。

　　（2）數(shù)據(jù)清洗

　　將以上數(shù)據(jù)根據(jù)后續(xù)加工的需要進(jìn)行整理,、去除不可信數(shù)據(jù),、將關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化等過程。

　?。?）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

　　數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)驗(yàn)證的前提條件,，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)梳理不同類型數(shù)據(jù)間的關(guān)系，如樣本,、樣本不同方式的檢測分析結(jié)果,、樣本的網(wǎng)絡(luò)行為、域名注冊者,、域名指向的IP,、IP上面的其它域名等。

　?。?）驗(yàn)證

　　通過建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù),，再利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式（有可能結(jié)合部分的人工分析）對情報(bào)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，并賦予相應(yīng)的可信度指標(biāo),。

　?。?）上下文

　　包括如攻擊類型、樣本家族,、攻擊團(tuán)伙,、攻擊目地、傳播渠道,、具體危害等報(bào)警響應(yīng)需要的內(nèi)容,。

　　（6）優(yōu)先級

　　根據(jù)攻擊目的,、具體危害等信息,，確定報(bào)警優(yōu)先等級信息。

　　（7）格式化

　　根據(jù)分發(fā)的要求,，將情報(bào)以特定的格式輸出,，如：STIX、openIOC,、JSON,、xml等，非MRTI類型的情報(bào)還可能以PDF,、word等類型提供,。

　　（8）情報(bào)分發(fā)

　　根據(jù)不同類型情報(bào)的用途,，可以推送給安全產(chǎn)品,、打包供下載，或者郵件發(fā)送,。

　　4　基于威脅情報(bào)的態(tài)勢感知

　　威脅情報(bào)在態(tài)勢感知中可以發(fā)揮多重的作用,，比較關(guān)鍵的有以下幾種：

　　（1）在大數(shù)據(jù)平臺等態(tài)勢組件中集成威脅情報(bào)的檢測能力

　　如C&C類的威脅情報(bào),，通過流量或者日志的匹配檢測,，可以幫助組織盡快發(fā)現(xiàn)內(nèi)部被黑客控制的傀儡機(jī)，防止木馬后門等惡意軟件帶來的數(shù)據(jù)失竊問題,。

　?。?）提供配套的報(bào)警分析處置工具，加速事件響應(yīng)進(jìn)程

　　通過良好的情報(bào)工具,，安全響應(yīng)人員可以更好地完成以下任務(wù)：報(bào)警等級以及誤報(bào)判別,、攻擊目地判定、攻擊者畫像（通過關(guān)聯(lián)分析,，查找攻擊者相關(guān)的攻擊事件及技戰(zhàn)術(shù)分析等）,。

　　5　安全可視化

　　數(shù)據(jù)可視化是研究如何將數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及蘊(yùn)含的意義，通過可視化方式進(jìn)行展現(xiàn),，便于分析人員的深度分析技術(shù),。尤其對于情報(bào)分析領(lǐng)域，可以極大地提升情報(bào)分析的效率和效果,。在工業(yè)安全方面，一方面可利用可視化技術(shù),，將原本碎片化的威脅告警,、異常行為告警、資產(chǎn)管理等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,，形成高維度的可視化方案,，以便于用戶理解；另一方面可以通過可視化技術(shù)將威脅事件與企業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過態(tài)勢感知大屏將內(nèi)網(wǎng)全局的安全態(tài)勢以圖形化的方式直觀呈現(xiàn),，將安全由不可見變?yōu)榭梢姟?/p>

　　6　結(jié)語

　　本文將IT信息安全領(lǐng)域數(shù)據(jù)驅(qū)動安全,、積極防御、威脅情報(bào),、基于威脅情報(bào)的態(tài)勢感知,、安全可視化理念和方法引入工業(yè)信息安全領(lǐng)域。其中數(shù)據(jù)驅(qū)動安全是技術(shù)基礎(chǔ),，積極防御是平臺,，威脅情報(bào)是核心，態(tài)勢感知是結(jié)果,，安全可視化是手段,。希望這些理念和方法能夠促進(jìn)工業(yè)信息安全行業(yè)的發(fā)展。