工业互联网安全 架构与技术

本书主要涉及工业互联网安全的内涵与外延、战略布局与保障体系、体系架构、典型应用场景、关键技术体系，其中关键技术体系涉及工业互联网平台、智能设备、标识解析、数据等要素的安全以及流量分析等内容。本书的第1章和第2章概述工业互联网发展、工业互联网安全相关概念、典型问题与挑战，是后面章节的总纲；第3章介绍工业互联网的安全战略与布局；第4章梳理了现有的网络安全架构并提出工业互联网安全体系架构；第5章阐述了工业互联网的安全保障体系；第6章分析典型垂直行业工业互联网安全的应用场景与需求；第7章至第12章从工业互联网平台安全、标识解析安全、智能设备安全、流量安全分析共四个方面详细描述工业互联网安全所涉及的相关技术体系。

王冲华，工学博士，美国普渡大学联合培养博士，研究领域为网络空间安全、工业领域网络与数据安全。现就职于国家工业信息安全发展研究中心，高级工程师，中心科技委委员，保障技术所副所长。长期支撑工信部、国防科工局开展网络空间安全技术咨询、政策文件起草与标准制定等工作。主持或主要完成国家重点研发计划课、国防科工局基础科研、工业互联网创新发展工程、国家自然科学基金等重点专项10余项，发表学术论文30余篇，申请技术发明专利10余项，参与制定国家/行业标准10余项。

第一章工业互联网发展概述1
1.1工业互联网的产生背景1
1.1.1制造模式的变革1
1.1.2工业体系的重塑3
1.1.3互联网对制造业的影响3
1.2工业互联网的内涵与外延4
1.3工业互联网体系架构5
1.3.1工业互联网体系架构的演进6
1.3.2工业互联网体系架构1.06
1.3.3工业互联网体系架构2.06
1.4工业互联网的典型应用场景8
1.4.1工业互联网促进供应链智能化制造9
1.4.2工业互联网推动供应链网络化协同10
1.4.3工业互联网升级供应链个性化定制11
1.4.4工业互联网打造供应链服务化延伸11
1.4.5工业互联网赋能供应链数字化管理12
1.5本章小结13
参考文献14
第二章工业互联网安全概述16
2.1工业互联网安全的定义与内涵16
2.1.1工业互联网安全的定义16
2.1.2工业互联网安全与传统互联网安全的区别19
2.2工业互联网安全的形势与挑战21
2.2.1工业互联网漏洞呈高速增长趋势21
2.2.2工业互联网安全事件频发22
2.2.3联网工控系统与设备不断增多23
2.2.4工业企业上云上平台带来安全挑战23
2.2.5新一代信息技术应用带来安全挑战24
2.2.6工业互联网供应链安全风险26
2.3工业互联网企业存在的典型安全问题29
2.3.1联网工业企业安全风险及问题29
2.3.2工业互联网平台企业安全风险及问题30
2.3.3工业互联网标识解析企业安全风险及问题31
2.3.4工业互联网数据安全32
2.4本章小结34
参考文献34
第三章工业互联网安全战略37
3.1国家网络空间安全战略37
3.2发达国家工业互联网安全发展布局38
3.2.1美国工业互联网安全发展布局39
3.2.2欧盟工业互联网安全发展布局39
3.2.3日本工业互联网安全发展布局40
3.3我国工业互联网安全政策标准体系40
3.3.1我国工业互联网安全政策支持现状41
3.3.2我国工业互联网安全标准制定现状41
3.3.3工业互联网企业网络安全分类分级42
3.4我国工业互联网安全发展探索43
3.4.1我国工业互联网安全发展成效43
3.4.2我国工业互联网安全产业现状44
3.4.3我国工业互联网安全发展趋势45
3.4.4我国工业互联网安全人才培养47
3.5本章小结48
参考文献48
第四章工业互联网安全体系50
4.1典型网络安全框架50
4.1.1PDR模型及其衍生模型50
4.1.2IATF网络安全框架51
4.1.3OSI网络安全框架52
4.1.4其他网络安全框架55
4.2工业互联网安全体系架构57
4.2.1工业互联网安全体系架构概述57
4.2.2工业互联网安全功能架构总览57
4.2.3工业互联网安所有渠道络攻防视角58
4.2.4工业互联网数据安全防护视角61
4.2.5工业互联网安全实施架构64
4.3下一代工业互联网安全体系架构的思考73
4.4本章小结76
参考文献76
第五章工业互联网安全保障体系78
5.1工业互联网安全保障体系概述78
5.2工业互联网安全基础资源库79
5.2.1关键技术79
5.2.2能力现状80
5.2.3应用场景80
5.3工业互联网安全威胁信息共享平台81
5.3.1关键技术81
5.3.2能力现状82
5.3.3应用场景83
5.4工业互联网安全态势感知平台83
5.4.1关键技术83
5.4.2能力现状85
5.4.3应用场景85
5.5工业互联网资源测绘与安全分析平台86
5.5.1关键技术86
5.5.2能力现状87
5.5.3应用场景88
5.6工业互联网标识解析安全保障平台88
5.6.1关键技术89
5.6.2能力现状95
5.6.3应用场景95
5.7工业互联网企业网络安全防护平台95
5.7.1关键技术95
5.7.2能力现状97
5.7.3应用场景97
5.8工业互联网安全保障体系建设展望97
5.9本章小结98
参考文献99
第六章典型垂直行业工业互联网安全应用场景100
6.1钢铁行业的工业互联网安全应用场景100
6.1.1工业互联网应用场景100
6.1.2工业互联网安全需求101
6.1.3典型安全解决方案102
6.2电子行业工业互联网安全应用场景103
6.2.1工业互联网应用场景介绍103
6.2.2工业互联网安全需求104
6.2.3典型安全解决方案105
6.3轻工行业工业互联网安全应用场景107
6.3.1工业互联网应用场景107
6.3.2工业互联网安全需求108
6.3.3典型安全解决方案109
6.4石化行业工业互联网安全应用场景110
6.4.1工业互联网应用场景110
6.4.2工业互联网安全需求112
6.4.3典型安全解决方案113
6.5矿山行业工业互联网安全应用场景114
6.5.1工业互联网应用场景114
6.5.2工业互联网安全需求116
6.5.3典型安全解决方案117
6.6本章小结118
参考文献119
第七章工业互联网平台安全121
7.1工业互联网平台发展情况121
7.1.1工业互联网平台概述121
7.1.2全球工业互联网平台发展122
7.1.3我国工业互联网平台发展123
7.2工业互联网平台安全防护现状125
7.2.1工业互联网平台安全顶层设计125
7.2.2我国工业互联网平台安全能力现状128
7.3工业互联网平台安全需求与边界130
7.3.1工业互联网平台安全需求特征130
7.3.2工业互联网平台安全边界132
7.4工业互联网平台安全参考框架133
7.4.1工业互联网平台安全参考框架概述133
7.4.2安全防护对象视角133
7.4.3安全角色视角135
7.4.4安全威胁视角137
7.4.5安全措施视角141
7.4.6全生命周期视角144
7.5工业互联网平台安全展望146
7.5.1政策标准146
7.5.2安全技术146
7.5.3产业协同147
7.6本章小结148
参考文献148
第八章工业互联网标识解析安全151
8.1工业互联网标识解析概述151
8.1.1工业互联网标识解析体系架构151
8.1.2典型标识解析技术152
8.1.3我国工业互联网标识解析政策支持情况155
8.1.4我国工业互联网标识解析整体建设情况155
8.2工业互联网标识解析安全现状与建设意义156
8.2.1主流标识解析安全防护能力分析157
8.2.2工业互联网标识解析安全保障能力建设意义158
8.3工业互联网标识解析安全需求特征与挑战159
8.3.1工业互联网标识解析安全特征159
8.3.2工业互联网标识解析安全挑战162
8.4工业互联网标识解析安全框架164
8.4.1工业互联网标识解析安全框架概述164
8.4.2业务流程视角165
8.4.3防护对象视角165
8.4.4脆弱性与威胁视角166
8.4.5防护措施视角169
8.4.6安全管理视角172
8.5工业互联网标识解析安全展望173
8.6本章小结176
参考文献176
第九章工业互联网智能设备安全178
9.1工业互联网智能设备安全防护现状178
9.1.1工业互联网智能设备概念与内涵178
9.1.2工业互联网智能设备安全能力现状179
9.2工业互联网智能设备安全边界、需求与挑战180
9.2.1工业互联网智能设备安全边界180
9.2.2工业互联网智能设备安全需求特征181
9.2.3工业互联网智能设备安全挑战183
9.3工业互联网智能设备安全风险与威胁分析185
9.3.1工业互联网智能设备安全风险185
9.3.2工业互联网智能设备安全威胁模型187
9.4工业互联网智能设备安全防护架构192
9.4.1工业互联网智能设备硬件安全192
9.4.2工业互联网智能设备系统安全194
9.4.3工业互联网智能设备接入安全195
9.4.4工业互联网智能设备网络安全197
9.4.5工业互联网智能设备控制安全198
9.4.6工业互联网智能设备数据安全199
9.4.7工业互联网智能设备应用安全200
9.5工业互联网智能设备安全关键技术201
9.6工业互联网智能设备安全展望205
9.7本章小结209
参考文献209
第十章工业互联网数据安全211
10.1工业互联网数据的特征及重要性211
10.2工业互联网数据安全形势与挑战214
10.3工业互联网数据安全防护框架218
10.3.1工业互联网数据分类安全防护219
10.3.2工业互联网数据分级安全防护221
10.4工业互联网数据安全展望224
10.5本章小结225
参考文献225
第十一章工业互联网流量安全分析227
11.1工业互联网流量安全分析技术概述227
11.1.1工业互联网流量安全分析内涵与外延227
11.1.2工业互联网流量安全分析技术发展现状228
11.2工业互联网流量安全分析意义与挑战229
11.2.1工业互联网流量安全分析意义229
11.2.2工业互联网流量安全分析挑战230
11.3工业互联网流量安全分析技术框架232
11.3.1工业互联网流量采集232
11.3.2工业互联网流量识别233
11.3.3工业互联网流量处理234
11.3.4工业互联网流量安全分析235
11.3.5工业互联网流量分析应用236
11.3.6工业互联网流量分析信创体系融合支撑237
11.4工业互联网流量安全分析部署典型应用场景237
11.4.1重量工业互联网流量安全分析应用场景237
11.4.2省级（行业级）工业互联网流量安全分析应用场景238
11.4.3工业企业侧工业互联网流量安全分析应用场景240
11.4.4平台企业侧工业互联网流量安全分析应用场景241
11.4.5行业级标识解析企业侧工业互联网流量安全分析应用场景243
11.4.6工业园区级工业互联网流量安全分析应用场景244
11.4.7工业互联网基础设施流量安全分析应用场景246
11.4.8跨境工业互联网流量安全分析应用场景247
11.4.9融合性工业互联网流量安全分析应用场景248
11.5工业互联网流量安全分析展望249
11.6本章小结250
参考文献250
第十二章工业互联网安全关键技术254
12.1工业互联网安全技术特点254
12.2工业互联网平台安全关键技术255
12.2.1基于边缘计算的安全防护技术256
12.2.2基于工业基础设施的安全防护技术256
12.2.3基于工业云平台的安全防护技术257
12.2.4基于工业应用、数据的安全防护技术258
12.3工业互联网标识解析安全关键技术259
12.3.1基于工业互联网标识解析的建设安全技术260
12.3.2基于工业互联网标识解析的国密融合技术260
12.3.3基于工业互联网标识解析的访问控制技术261
12.3.4基于工业互联网标识解析的数据治理技术262
12.3.5基于工业互联网标识解析的威胁检测技术262
12.3.6基于工业互联网标识解析的网络测量技术263
12.3.7基于工业互联网标识解析的监测审计技术263
12.3.8基于工业互联网标识解析的安全编排技术263
12.3.9基于工业互联网标识解析的安全代理技术264
12.3.10基于工业互联网标识解析的云化安全技术264
12.4工业互联网智能设备安全关键技术264
12.4.1工业互联网智能设备安全数据采集关键技术265
12.4.2工业互联网智能设备安全仿真技术265
12.4.3工业互联网安全智能设备关键技术266
12.4.4工业互联网智能设备安全行为分析关键技术266
12.4.5工业互联网智能设备安全防护关键技术267
12.4.6工业互联网智能设备接入与传输关键技术268
12.4.7工业互联网设备协议识别与分析关键技术268
12.5工业互联网数据安全关键技术269
12.5.1工业互联网面向系统防护角度的数据安全技术措施269
12.5.2工业互联网数据安全技术发展趋势272
12.5.3工业互联网基于人工智能的数据安全关键技术275
12.5.4工业互联网基于区块链的数据安全关键技术276
12.5.5工业互联网基于可信计算的数据安全关键技术277
12.5.6工业互联网基于可信计算的数据安全关键技术277
12.6工业互联网流量安全分析关键技术278
12.6.1工业互联网流量采集关键技术278
12.6.2工业互联网流量识别关键技术279
12.6.3工业互联网流量处理关键技术279
12.6.4工业互联网安全数据分析关键技术280
12.6.5工业互联网流量分析应用关键技术280
12.7本章小结281
参考文献281