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西门子PLC自动化系统的网络安全配置与防护措施

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国重庆
近期,我在为一家大型制药企业升级其自动化系统时,遭遇了一个重大的挑战:客户要求对PLC(可编程逻辑控制器)控制系统实施全面的安全加固措施,这一需求源于他们近期遭遇的一次网络攻击尝试。这一经历让我深刻认识到,在工业4.0时代背景下,PLC系统的网络安全已成为一个亟待重视的关键议题。
1.西门子PLC安全配置基础
1.1 访问保护等级的设置
西门子S7系列PLC提供了多层次的访问保护机制,包括完全访问保护(涵盖hmi)、写保护以及读写保护。具体配置流程如下:
  • 打开TIA Portal软件。
  • 在项目树中定位并选中PLC。
  • 进入“Protection”配置页面。
  • 根据实际需求选择合适的保护等级,并设定相应的密码。
1.2 通信安全配置
  • 禁用那些非必需的通信服务,以减少潜在的安全风险。
  • 配置通信白名单,仅允许特定的IP地址或子网段进行通信。
  • 对于支持Security模块的设备,应启用安全通信加密功能,以增强数据传输的安全性。
2. 安全模块的配置
2.1 CP通讯处理器的安全设置
以CP 443-1 Advanced通讯处理器为例,它具备出色的安全性能。防火墙规则的配置示例如下:


{

    "rules": [

        {

            "direction": "inbound",

            "protocol": "TCP",

            "port": 102,

            "source": "192.168.1.0/24",

            "action": "allow"

        },

        {

            "direction": "inbound",

            "action": "deny"

        }

    ]

}

2.2 SCALANCE安全模块的部署
以SCALANCE S615安全模块为例,其VPN配置示例如下:


{

    "vpn": {

        "protocol": "IPSec",

        "authentication": "PSK",

        "encryption": "AES-256",

        "local_subnet": "192.168.1.0/24",

        "remote_subnet": "192.168.2.0/24"

    }

}

3. 深度防御策略
3.1 网络分区
  • 将PLC系统细分为多个安全区域,每个区域实施独立的访问控制策略。
  • 部署工业防火墙,以进一步隔离和保护关键区域。
3.2 安全监控
建立全面的安全监控机制,包括:
  • 异常访问检测,及时发现并响应潜在的安全威胁。
  • 网络流量分析,监控并分析网络中的数据传输情况。
  • 安全日志记录,保留所有与安全相关的操作日志,以便进行审计和追溯。
4. 实战案例分享
在制药企业的项目中,我实施了以下安全方案架构:


企业网络 → (防火墙) → MES层 → (SCALANCE S) → PLC控制层 → (CP 443-1) → 现场设备层

5. 最佳实践建议
  • 定期更新PLC系统的固件,以确保其安全性和稳定性。
  • 实施最小权限原则,仅授予必要的访问和操作权限。
  • 建立应急响应机制,以应对可能发生的网络安全事件。
  • 定期进行安全审计,发现和修复潜在的安全漏洞。
  • 加强操作人员的安全培训,提高他们的网络安全意识和技能。
网络安全是一个持续的过程,需要不断的投入和改进。希望本文能为提升西门子PLC系统的安全性提供有益的参考和指导。

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