工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢與安全挑戰(zhàn)綜述

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1、,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢與安全挑戰(zhàn),目錄,1.,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,2.,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,社會(huì)變遷：人類發(fā)展進(jìn)入信息文明主導(dǎo)的階段,農(nóng)業(yè)文明,是依靠人力畜力進(jìn)行笨重體力勞動(dòng)的時(shí)代,工業(yè)文明,是依靠動(dòng)力機(jī)器進(jìn)行繁重體力勞動(dòng)的時(shí)代,信息文明,是依靠智能化機(jī)器進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)的時(shí)代,信息文明,：,1950,年以后,農(nóng)業(yè)文明,：,公元前,8000,年,1650,年,工業(yè)文明,：,1650,年,1950,年,信息的交互利用方式推動(dòng)了信息社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展,計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使用“計(jì)算機(jī)”處理信息，人,-,機(jī)之間實(shí)現(xiàn)交互，解放了勞動(dòng)力,機(jī)器智能化、物質(zhì)信息化、環(huán)境數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),人

2、,-,機(jī),-,物互聯(lián)互通，互聯(lián)網(wǎng),-,物聯(lián)網(wǎng),-CPS,共生、共容的時(shí)代開端,4.0,3.0,2.0,1.0,人與人之間信息交互，通過人的大腦處理信息,互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，提高了信息交互的效率與精確性 勞動(dòng)力進(jìn)一步解放,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與全球智能制造變革,目標(biāo),質(zhì)量、效率、效益、創(chuàng)新、綠色,特征,戰(zhàn)略方向,技術(shù)基礎(chǔ),戰(zhàn)略計(jì)劃,外在：個(gè)性化定制、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸,外在：個(gè)性化定制、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸,智能制造,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),/,工業(yè),CPS,）,+,智能化設(shè)備,+,新材料,+,新工藝,+,德國工業(yè),4.0,美國先進(jìn)制造,/,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),中國制造,2025/,互聯(lián)

3、網(wǎng),+/,兩化深度融合,德國工業(yè),4.0,：人機(jī)物信息互聯(lián)互通,時(shí)間,18,世紀(jì)末,工業(yè),1.0,創(chuàng)造了機(jī)器工廠的,“蒸汽時(shí)代”,20,世紀(jì)初,電力廣泛應(yīng)用,蒸汽機(jī),信息物聯(lián)系統(tǒng),1970,年代初,今天,工業(yè),2.0,將人類帶入分工明確、大批量生產(chǎn)的流水線模式和“電氣時(shí)代”,工業(yè),3.0,應(yīng)用電子信息技術(shù)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平,自動(dòng)化、信息化,工業(yè),4.0,開始應(yīng)用信息物理融合系統(tǒng)（,CPS,）,復(fù),雜,度,目標(biāo)：,建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化、數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式,關(guān)鍵點(diǎn)：,“原材料（物質(zhì)）”,=,“信息”。智能工廠使用了含有信息的原材料，實(shí)現(xiàn)了,“原材料（物質(zhì)）”,=,“信息”，制造

4、業(yè)終將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分。所以，工業(yè),4.0,將成為最后一次工業(yè)革命。,劣勢：大企業(yè)大而不強(qiáng)，整體還處在工業(yè),2.0,、,2.5,時(shí)代,基礎(chǔ)設(shè)施落后、創(chuàng)新能力差、人口及勞動(dòng)力需進(jìn)一步解放、中小企業(yè)投入缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃,不能照搬德國工業(yè),4.0,優(yōu)勢：互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)領(lǐng)域的資源優(yōu)勢已建立,已有基礎(chǔ)：互聯(lián)網(wǎng)意識、互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)資本、互聯(lián)網(wǎng)公司,如可以推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢向傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展，跨界合作，整合思維，達(dá)到,1+1 2,的效果，對中國實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命的強(qiáng)國夢就顯得更有意義,我國工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)劣勢,“互聯(lián)網(wǎng),+,”提出,2015,年,3,月,5,日十二屆全國人大三次會(huì)議上，李克強(qiáng)總理在

5、政府工作報(bào)告中首次提出,“互聯(lián)網(wǎng),+”,行動(dòng)計(jì)劃。,“互聯(lián)網(wǎng),+”,行動(dòng)計(jì)劃將重點(diǎn)促進(jìn),以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù),為代表的新一代信息技術(shù),與現(xiàn)代制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),等的融合創(chuàng)新，發(fā)展壯大新興業(yè)態(tài)，打造新的產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn),中國制造,2025,中國制造,2045,中國制造,2035,中國制造,2025,世界強(qiáng)國,強(qiáng)國領(lǐng)先地位,強(qiáng)國中位,制造業(yè)強(qiáng)國,強(qiáng)國之列,制造業(yè)大國,總體規(guī)劃：三十年，三步走,效益,國家效益：,20,年,3,萬億美元,GDP,增量。企業(yè)效益：效率,20%,，成本,20%,，節(jié)能減排,10%,。,4,十大重點(diǎn),領(lǐng)域,五大工程,核心關(guān)鍵,一條主線,2015,年,中國制造,2025,+,

6、“,1+X”,實(shí)施方案和規(guī)劃體系,+,高端領(lǐng)域技術(shù)路線圖的綠皮書,信息化與工業(yè)化深度融合,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型,國家制造業(yè)創(chuàng)新,中心建設(shè)工程,大力推進(jìn),智能制造,新一代信息技術(shù),高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人,航空航天裝備,海洋工程裝備及高技術(shù)船舶,先進(jìn)軌道交通裝備,智能制造,網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化,工業(yè)強(qiáng)基,工程,綠色發(fā)展,工程,節(jié)能與新能源汽車,電力裝備,新材料,生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械,農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備,高端裝備,創(chuàng)新工程,已通過近期印發(fā),互聯(lián)網(wǎng),+,中國制造,2025,戰(zhàn)略規(guī)劃,互聯(lián)網(wǎng),+&,中國制造,2025,對中國的現(xiàn)實(shí)意義,“互聯(lián)網(wǎng),+”,跨界、跨領(lǐng)域交互的載體和平臺(tái)（無形之手）,通過這一平臺(tái)，

7、實(shí)現(xiàn)多層面、深領(lǐng)域、跨業(yè)界的合作交互。,交互過程中必將產(chǎn)生商業(yè)模式、產(chǎn)品體驗(yàn)、服務(wù)方式大創(chuàng)新，很可能帶來大跨越，使中國制造業(yè)跨越,3.0,，實(shí)現(xiàn),4.0,。,信息跨界交流更加頻繁，將會(huì)推動(dòng)生產(chǎn)要素再分配、再優(yōu)化。,隨著要素、信息資源的層層遞進(jìn)和深化交互，基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域短板會(huì)被補(bǔ)齊，體現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢。,中國制造,2025,目標(biāo)引導(dǎo)、平臺(tái)搭建、資源要素互動(dòng)（有形之手）,通過政府平臺(tái)，可以有效地對目標(biāo)進(jìn)行引導(dǎo)，搭建平臺(tái)，推動(dòng)資源要素互動(dòng)。,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵,端 到 端 數(shù) 據(jù) 流 動(dòng),智能化,生產(chǎn),服務(wù)化,延生,個(gè)性化,定制,網(wǎng)絡(luò)化,協(xié)同,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,智能制造模式、,業(yè)態(tài),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系,全球互聯(lián)

8、智能制造基礎(chǔ)設(shè)施,IT,網(wǎng)絡(luò),OT,網(wǎng)絡(luò),工廠外網(wǎng)絡(luò),/,全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),工廠內(nèi),網(wǎng)絡(luò),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端,機(jī)器、物料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、,智能產(chǎn)品、人,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與全球工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合集成所形成的,產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),，是工業(yè)智能化發(fā)展的,關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施,。,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是,網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)機(jī)器、物品、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、人之間的泛在聯(lián)接,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是,平臺(tái),，通過工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的集成、處理、分析,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是,新模式新業(yè)態(tài),，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)化延伸,數(shù)字化、智能化：物質(zhì)即信息，物與物的互聯(lián)，物與機(jī)的互動(dòng),零件自動(dòng)入庫,交

9、付自動(dòng)排序,交付信息自動(dòng)傳遞,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用,在產(chǎn)品零部件上鑲嵌,RFID,芯片,在產(chǎn)品零部件上激光打印二維碼,車輛識別自動(dòng)開閘,光感計(jì)數(shù)傳送帶,業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),工業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),全產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),開放與互聯(lián),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用,根據(jù)市場數(shù),據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測,顧客選擇,產(chǎn)品型號,經(jīng)銷商,人,庫存,企業(yè),主機(jī),交付,有,無,訂單,人,1,人,2,產(chǎn)品,機(jī)器,1,機(jī)器,2,物料,1,物料,2,合作廠,3,合作廠,1,合作廠,2,信息交互,指令（訂單）,物的流向,現(xiàn)在的工廠生產(chǎn)模式,智慧工廠,市場大數(shù)據(jù),判斷,顧客,定制,企業(yè),網(wǎng)絡(luò),人,網(wǎng)絡(luò)交互,產(chǎn)品,機(jī)器,1,機(jī)器,2,物料,1,物料,2,合作廠,

10、3,合作廠,1,合作廠,2,網(wǎng)絡(luò)交互,指令（訂單）,物的流向,知道，我能在,XXX,時(shí)間完成交付,知道，我可以按時(shí)完成交付,知道，有點(diǎn)兒小困難，一定克服完成,知道，訂單緊急，正在尋求其他資源，一定完成,全程可視化信息,我從哪里來，要到哪里去？你來怎么操作,在這里你要讓我達(dá)到質(zhì)量要求,我是誰？我從哪來？要到哪去？要按什么時(shí)間、地點(diǎn)交付給誰？,我們一起配合,知道按程序,1,操作,知道按程序,2,操作,總體干得不錯(cuò)！,XX,機(jī)器下次需要修理，有些產(chǎn)品我們工廠可以做嗎？怎么做？,未來的智慧工廠生產(chǎn)模式,第一,:,通過大數(shù)據(jù)和分析建立核心競爭優(yōu)勢；,第二,:,通過云計(jì)算重新塑造企業(yè)業(yè)務(wù)模式；,第三,:,

11、通過移動(dòng)和社交技術(shù)構(gòu)建互動(dòng)參與體系。,運(yùn)用新一代信息技術(shù)促使傳統(tǒng)企業(yè)向智慧企業(yè)轉(zhuǎn)型,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用,運(yùn)用新技術(shù)創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式,圍繞“互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)概念”，海爾形成了從供應(yīng)鏈、智能工廠、電子商務(wù)平臺(tái)端到端的深度集成，其中，工業(yè)大數(shù)據(jù)扮演了重要角色。,海爾互聯(lián)網(wǎng)工廠,航天二院天智云,云平臺(tái)資源池實(shí)現(xiàn)云協(xié)同制造,航天二院將全集團(tuán),600,余家單位全部接入云制造平臺(tái)，提供協(xié)同設(shè)計(jì)、云研發(fā)、商機(jī)對接、創(chuàng)新服務(wù)等，目前已匯聚,3,萬余家企業(yè)，業(yè)務(wù)訂單超過,2,萬個(gè)。,云制造,平臺(tái),設(shè)計(jì),仿真,檢測,設(shè)備,制造資源與制造能力,產(chǎn)品全生命,周期資源,企業(yè),A,企業(yè),B,生產(chǎn)服務(wù)資源,企業(yè),C,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體

12、架構(gòu),三大智能化閉環(huán),：智能生產(chǎn)控制、智能運(yùn)營決策優(yōu)化、消費(fèi)需求與生產(chǎn)制造精確對接,數(shù)據(jù)：本質(zhì)是數(shù)據(jù)智能在工業(yè)中的全生命周期應(yīng)用,，包括“采集交換,-,集成處理,-,建模分析,-,決策與控制”，形成優(yōu)化閉環(huán)，驅(qū)動(dòng)工業(yè)智能化。,網(wǎng)絡(luò)：本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),，包括網(wǎng)絡(luò)互連、標(biāo)識解析、應(yīng)用支撐三大體系。,安全：本質(zhì)是工業(yè),/,產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)領(lǐng)域和環(huán)境的安全保障,，包括設(shè)備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用安全等。,用戶（消費(fèi)者與企業(yè)用戶）,網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù),安全,應(yīng)用安全,數(shù)據(jù)安全,控制安全,設(shè)備,安全,網(wǎng)絡(luò),安全,應(yīng)用支撐,標(biāo)識解析,網(wǎng)絡(luò)互連,智能化生產(chǎn),企業(yè)內(nèi),網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,企業(yè),企業(yè),個(gè)性化定制,

13、企業(yè),用戶,服務(wù)化延生,企業(yè),產(chǎn)品,產(chǎn)業(yè)視角,互聯(lián)網(wǎng)視角,應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)建模、仿真與分析,數(shù)據(jù)集成與處理,運(yùn)營決策優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù),采集交換,生產(chǎn),反饋控制,物 理 系 統(tǒng),未來的趨勢,互聯(lián)網(wǎng)大腦,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù),云計(jì)算,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的面臨的安全挑戰(zhàn),開放、互聯(lián)、智能形勢下的工控安全挑戰(zhàn),工業(yè)云平臺(tái),工廠外網(wǎng),定制業(yè)務(wù),協(xié)同業(yè)務(wù),產(chǎn)品服務(wù),智能工廠,協(xié)作企業(yè),工廠內(nèi)網(wǎng),工業(yè)云平臺(tái),ERP,SCM,CRM,MES,SCADA,工程師,/,操作員站,HMI,智能傳感器,工業(yè)機(jī)器人,智能機(jī)械,控制環(huán)境開放化,使外部互聯(lián)網(wǎng)威脅滲透到工廠控制環(huán)境,控制安全,網(wǎng)絡(luò)安全,數(shù)據(jù)安全

14、,網(wǎng)絡(luò),IP,化、無線化以及組網(wǎng)靈活化,給工廠網(wǎng)絡(luò)帶來更大的安全風(fēng)險(xiǎn),數(shù)據(jù)的開放、流動(dòng)和共享,使數(shù)據(jù)和隱私保護(hù)面臨前所未有的挑戰(zhàn),設(shè)備安全,設(shè)備智能化,使生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品暴露在網(wǎng)絡(luò)攻擊之下,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的五大安全風(fēng)險(xiǎn),“兩化融合”,“中國制造,2025,”,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),漏洞劇增,外國設(shè)備后門,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)病毒,攻擊驅(qū)易,高級持續(xù)性威脅,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的五大安全風(fēng)險(xiǎn),五大威脅,漏洞劇增,工控安全漏洞數(shù)量（,2000-2015,）,1552,個(gè),工業(yè)控制軟硬件設(shè)備漏洞,涉及,123,家,工控廠商,33%,（,516,個(gè)）沒有被修復(fù),90%,漏洞披露于“震網(wǎng)”事件后,465,個(gè),漏洞為易利用的,HMI

15、,漏洞,2000,年,-2016,年,五大威脅,漏洞劇增,五大威脅,外國設(shè)備后門帶入威脅,2013,年底,-2014,年初，某軍工企業(yè)在廣州采購了大批的高端數(shù)控機(jī)床運(yùn)到蘭州，到蘭州開機(jī)后卻無法運(yùn)行，被鎖住了，企業(yè)在與廣州的代理商溝通后，代理廠商質(zhì)疑機(jī)床采購地點(diǎn)在廣州，操作使用地點(diǎn)在蘭州，需要報(bào)備申請才可以使用。,五大威脅,外國設(shè)備后門帶入威脅,后門的來源,為什么存在后門,后門的威脅,外國設(shè)備大量應(yīng)用,遠(yuǎn)程維護(hù)需求,旁路控制,拒絕服務(wù),信息泄露,五大威脅,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)病毒,2010,年,2011,年,2012,年,2014,年,2015,年,Stuxnet,病毒,精準(zhǔn)打擊,Duqu,病毒,戰(zhàn)術(shù),情報(bào)

16、收集,滲透潛伏,Flame,病毒,戰(zhàn)略,情報(bào)采集,滲透潛伏,Havex,殺蟲,戰(zhàn)略,情報(bào)采集,滲透潛伏,“方程式組織”,戰(zhàn)略,情報(bào)采集,滲透潛伏,高技術(shù)含量的攻擊手段不斷出現(xiàn)，病毒日趨復(fù)雜,五大威脅,攻擊趨易,發(fā)現(xiàn)工控系統(tǒng)越來越容易,五大威脅,攻擊趨易,獲取工控系統(tǒng)的攻擊方法越來越容易,黑客大會(huì),開源社區(qū),白帽社區(qū),SCADAPass,2016,年：,PLC,Blaster,五大威脅,攻擊趨易,入侵事件時(shí)有發(fā)生,五大威脅,高級可持續(xù)威脅（,APT),手段更隱蔽,變種更多,攻擊范圍更廣,民間組織發(fā)起,傳播速度更快,針對工控網(wǎng)絡(luò),核心功能,APT2.0,的特點(diǎn),以,Havex,為代表的新一代,APT,攻擊將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全的對抗帶入了一個(gè)新的時(shí)代。,APT2.0,完整性,破壞,欺騙,偽裝,信息,泄露,非法,使用,入侵者偽裝合法身份。,利用合法指令進(jìn)行非法操作,修改控制系統(tǒng)配置或程序。,修改加工設(shè)備中的重要加工參數(shù),進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝流程等數(shù)據(jù)的非法上傳。,非法使用工控網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)、病毒。,APT2.0,的威脅,如何應(yīng)對？,建立主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),綜合監(jiān)控分析,安全監(jiān)測防御,實(shí)時(shí)漏洞預(yù)警,機(jī)器學(xué)習(xí)