工业控制系统安全

译者序
前言
关于作者
关于审校者
第1章　工业控制系统 1
1.1　工业控制系统概述 1
1.1.1　显示功能 3
1.1.2　监控功能 3
1.1.3　控制功能 4
1.2　工业控制系统架构 4
1.2.1　可编程逻辑控制器 5
1.2.2　人机界面 6
1.2.3　监控和数据采集 6
1.2.4　分布式控制系统 7
1.2.5　安全仪表系统 8
1.3　Purdue工业控制系统模型 8
1.3.1　企业区 9
1.3.2　工业隔离区 10
1.3.3　制造区 10
1.4　工业控制系统通信介质和协议 12
1.4.1　常规信息技术网络协议 12
1.4.2　过程自动化协议 13
1.4.3　工业控制系统协议 14
1.4.4　楼宇自动化协议 15
1.4.5　自动抄表协议 15
1.5　小结 19
第2章　继承来的不安全 20
2.1　工业控制系统的历史 20
2.2　Modbus及其协议 22
2.2.1　攻击Modbus 26
2.2.2　使用Python和Scapy在Modbus上通信 34
2.2.3　重放捕获的Modbus包 42
2.3　PROFINET 44
2.3.1　PROFINET包重放攻击 46
2.3.2　S7通信和停止CPU漏洞 48
2.3.3　EtherNet/IP和通用工业协议 52
2.3.4　Shodan：互联网上最可怕的搜索引擎 54
2.4　ICS中常见的IT协议 60
2.4.1　HTTP 60
2.4.2　文件传输协议 61
2.4.3　Telnet 62
2.4.4　地址解析协议 62
2.4.5　ICMP回显请求 63
2.5　小结 65
第3章　ICS攻击场景剖析 66
3.1　设定阶段 66
3.2　Slumbertown造纸厂 67
3.3　天堂里的烦恼 69
3.3.1　构建一个虚拟测试网络 70
3.3.2　阿喀琉斯之踵 72
3.4　攻击者可以用他们的访问权限做什么 80
3.5　网络杀伤链 104
3.6　Slumbertown造纸厂ICS攻击第二阶段 106
3.7　其他攻击场景 108
3.8　小结 109
第4章　ICS风险评估 111
4.1　攻击、目标和结果 111
4.2　风险评估 112
4.3　风险评估示例 114
4.3.1　第1步—资产识别和系统特性 114
4.3.2　第2步—漏洞识别和威胁建模 118
4.3.3　第3步—风险计算及风险缓解 135
4.4　小结 136
第5章　Purdue模型与全厂融合以太网 137
5.1　Purdue企业参考架构 137
5.1.1　全厂融合以太网企业 138
5.1.2　安全区 140
5.1.3　Cell/area区 140
5.1.4　制造区 142
5.1.5　企业区 143
5.1.6　CPwE工业网络安全框架 145
5.2　小结 147
第6章　深度防御模型 148
6.1　ICS安全的特殊限制 148
6.2　如何开展ICS防御 149
6.3　ICS具有很好的安全防御基础 150
6.4　深度防御模型 150
6.4.1　物理安全 153
6.4.2　网络安全 153
6.4.3　计算机安全 154
6.4.4　应用安全 155
6.4.5　设备安全 155
6.4.6　策略、流程和安全意识 155
6.5　小结 156
第7章　ICS物理安全 157
7.1　ICS安全气泡类比 157
7.2　隔离实践 158
7.3　深入底层—物理安全 160
7.4　小结 165
第8章　ICS网络安全 166
8.1　设计网络架构以确保安全性 166
8.2　划分网段 167
8.2.1　企业区 167
8.2.2　工业区 168
8.2.3　工业隔离区 169
8.2.4　通信管道 170
8.3　弹性和冗余 171
8.4　架构概述 172
8.5　防火墙 174
8.6　安全监控和日志记录 180
8.7　网络数据包捕获 181
8.8　事件日志 182
8.9　安全信息和事件管理 183
8.9.1　防火墙日志 192
8.9.2　网络入侵检测日志 194
8.9.3　路由器和交换机日志 195
8.9.4　操作系统日志 196
8.9.5　应用程序日志 200
8.9.6　网络可见性 204
8.10　小结 210
第9章　ICS计算机安全 211
9.1　终端加固 211
9.1.1　缩小攻击面 211
9.1.2　限制攻击的影响 212
9.2　配置和变更管理 220
9.3　补丁管理 221
9.4　终端保护软件 238
9.4.1　基于主机的防火墙 238
9.4.2　防病毒软件 243
9.4.3　应用程序白名单软件 245
9.5　小结 260
第10章　ICS应用安全 261
10.1　应用安全 261
10.1.1　输入验证漏洞 262
10.1.2　软件篡改 262
10.1.3　认证漏洞 263
10.1.4　授权漏洞 264
10.1.5　非安全配置漏洞 264
10.1.6　会话管理漏洞 265
10.1.7　参数操纵漏洞 265
10.2　应用安全测试 266
10.3　ICS应用补丁 271
10.4　ICS 安全SDLC 272
10.5　小结 273
第11章　ICS设备安全 274
11.1　ICS设备加固 274
11.2　ICS 设备补丁 277
11.3　ICS 设备生命周期 277
11.3.1　ICS 设备采购阶段的安全考虑 278
11.3.2　ICS 设备安装阶段的安全考虑 278
11.3.3　ICS 设备运行阶段的安全考虑 278
11.3.4　ICS设备报废与处理阶段的安全考虑 279
11.4　小结 280
第12章　ICS网络安全计划开发过程 281
12.1　NIST指南：ICS安全 281
12.1.1　获得高级管理层支持 282
12.1.2　组建训练跨职能团队 282
12.1.3　确定章程与范围 283
12.1.4　确定ICS特有的安全策略与程序 283
12.1.5　实现ICS安全风险评估框架 284
12.2　ICS安全计划开发过程 285
12.2.1　安全策略、标准、指南与程序 286
12.2.2　确定ICS特有的安全策略、标准与程序 287
12.2.3　确定和盘点ICS资产 288
12.2.4　对发现的ICS资产执行初始风