工业互联网六大安全挑战的密码“解法”
目录
工业互联网密码技术应用Q&A
Q1：设备身份认证与接入控制
Q2：通信数据加密与完整性保护
Q3：远程安全访问
Q4：平台与数据安全
Q5：软件与固件安全
Q6：日志审计与抗抵赖
首传信安-解决方案
总结
工业互联网通过将工业体系与互联网体系深度融合，将工业领域中的人、机、物等生产经营要素全面联通，形成了影响工业和经济发展的关键信息系统。从封闭的工业环境到开放互联网的网络环境，工业互联网安全形势严峻。以下针对核心安全挑战，梳理关键问题与应对方案。
工业互联网密码技术应用Q&A
Q1：设备身份认证与接入控制
主要问题：工业现场设备（PLC、传感器等）数量庞大、来源复杂。如何确保接入设备合法可信？如何防止非法/恶意节点接入？
解决方案：①为每个设备颁发唯一的、基于公钥基础设施的数字证书。设备在接入网络或与其他设备/平台通信时，通过交换和验证证书来证明身份。
②在设备出厂或部署时预置共享密钥，用于设备与网关或控制中心之间的双向认证。
③考虑到工业设备资源（计算、存储、功耗）受限，采用优化或轻量级的认证协议（如基于国密SM2/9算法的精简实现）。
核心价值：可以防止非法设备接入、防止设备被仿冒或替换，建立设备间的信任关系。
Q2：通信数据加密与完整性保护
主要问题：工业网络中的数据传输（如现场设备到控制器、控制器到SCADA、SCADA到MES/云平台）易遭窃听/篡改，传统工业通信协议缺乏安全机制。如何防护？
解决方案：①在TCP/IP层应用TLS/SSL协议或其工业定制版本（如OPC UA over TLS），提供端到端加密和完整性校验。
②在应用层协议（如MQTT, CoAP, OPC UA）中集成加密和消息认证码功能（使用对称算法如AES、SM4，或非对称算法如RSA、SM2）。
③在远程访问或跨区域网络连接时，建立加密隧道（如IPsec VPN, SSL VPN）。
④使用HMAC或基于国密SM3等算法生成MAC，确保数据在传输过程中未被篡改。
核心价值：保护生产数据、控制指令、工艺参数等敏感信息不被窃听，确保数据的真实性和完整性，防止“中间人攻击”和指令篡改。
Q3：远程安全访问
主要问题：工程师、运维人员需要远程访问工业现场设备进行调试、诊断和维护。如何确保远程访问的安全，防止未授权访问和会话劫持？
解决方案：①要求远程用户使用多因素认证（用户名/口令 + 动态令牌/数字证书/生物特征）。
②必须通过加密的VPN隧道（如SSL VPN）访问工业网络。
③基于角色和最小权限原则，严格控制远程用户能访问哪些设备和执行哪些操作，通常结合数字证书或令牌进行细粒度授权。
核心价值：安全地支持远程运维，降低现场维护成本，同时防止非法远程入侵。
Q4：平台与数据安全
主要问题：工业互联网平台汇聚大量高价值敏感工业数据（设备状态、生产参数等）。如何保护存储数据？如何安全共享与分析？
解决方案：①对存储在数据库、云端或边缘节点的敏感数据进行加密（静态加密），使用AES、SM4等算法。管理好加密密钥至关重要。
②应用透明数据加密或字段级加密。
③在需要多方协作分析数据但又不希望暴露原始数据时，使用高级密码学技术（安全多方计算/同态加密），在加密状态下进行计算。
④结合密码哈希函数等技术，在共享或发布数据前去除或混淆敏感个人信息。
⑤建立密钥管理系统，安全地生成、存储、分发、轮换和销毁密钥（使用HSM等硬件设备增强安全性）。
核心价值：防止内外部数据泄露，满足隐私法规要求，实现安全的数据利用和价值挖掘。
Q5：软件与固件安全
主要问题：如何确保设备软件/固件更新包来源可信且未被篡改？
解决方案：① 软件/固件发布者使用私钥对更新包进行签名。设备在安装前使用对应的公钥验证签名，确保更新包的来源可信和内容完整。
核心价值：防止恶意固件或软件被注入设备，保障设备运行环境的安全。
Q6：日志审计与抗抵赖
主要问题：如何确保关键操作日志（参数修改、指令下发、用户登录）的真实性、完整性，防止操作抵赖？
解决方案：①对重要的操作记录进行数字签名并附加可信时间戳。
核心价值：提供操作行为的不可否认性，满足合规审计要求，便于安全事件追溯。
解决方案
工业互联网网络是构建工业环境下全面互联的关键基础设施，工业控制系统通过网络连接，实现数据在设备层和平台层之间流动，进行数据分析、运营决策，智能控制等，最终实现生产优化。
工业互联网是实现新型电力系统“供需协同、灵活智能”的使能基础设施。首传信安自主研发的量子安全网关，支持RS485、RS232、WiFi、5G 等工业接口；满足实时应用业务数据加密高并发、低延时要求。首传加密安全网关能保证通信前身份认证，建立安全的传输通道，保证通信过程中数据机密性和完整性。下图首传信安在电力行业的应用拓扑图：
总结
工业互联网安全需建立算法自主、分层防护、持续演进的密码体系。通过设备层轻量化认证、网络层国密协议增强、平台层数据加密三位一体防护，为智能制造构筑可信安全基石。