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[26832] 2019-06-12_我的工控安全学习路线

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2019-06-12_我的工控安全学习路线 我 的 工 控 安 全 学 习 路 线 原 创   徐 哥   M s 0 8 0 6 7 安 全 实 验 室   2 0 1 9 - 0 6 - 1 2 本 文 作 者 ： l a u c y u n （ M s 0 8 0 6 7 实 验 室 合 伙 人 & 工 控 安 全 组 组 长 ） 一 、 一 、 概 述 概 述 1 . 1   什 么 是 工 控 安 全 1 . 2   工 控 安 全 与 传 统 安 全 的 区 别 1 . 3   工 控 安 全 特 点 1 . 3 . 1   工 业 控 制 系 统 固 有 漏 洞 1 . 3 . 2   工 业 控 制 系 统 建 设 周 期 长 1 . 3 . 3   其 他 原 因 二 、 二 、 学 习 路 线 学 习 路 线 2 . 1   基 础 篇 2 . 2   进 阶 篇 2 . 3   高 手 篇 三 、 三 、 如 何 加 入 ？ 如 何 加 入 ？ 3 . 1   加 入 条 件 3 . 2   你 能 得 到 3 . 3   加 入 方 式 一 、 一 、   概 述 概 述 随 着 德 国 的 “ 工 业 4 . 0 ” 、 美 国 的 “ 再 工 业 化 ” 风 潮 、 “ 中 国 制 造 2 0 2 5 ” 等 国 家 战 略 的 推 出 ， 以 及 云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 物 联 网 等 新 一 代 信 息 技 术 与 制 造 技 术 的 加 速 融 合 ， 工 业 控 制 系 统 由 从 原 始 的 封 闭 独 立 走 向 开 放 、 由 单 机 走 向 互 联 、 由 自 动 化 走 向 智 能 化 。 在 工 业 企 业 获 得 巨 大 发 展 动 能 的 同 时 ， 也 出 现 了 大 量 安 全 隐 患 ， 伊 朗 核 电 站 遭 受 “ 震 网 ” 病 毒 攻 击 事 件 、 乌 克 兰 电 网 遭 受 持 续 攻 击 事 件 和 委 内 瑞 拉 大 规 模 停 电 事 件 等 更 为 我 们 敲 响 了 警 钟 。 工 业 控 制 系 统 已 成 为 国 家 关 键 基 础 设 施 的 “ 中 枢 神 经 ” ， 其 安 全 关 系 到 国 家 的 战 略 安 全 、 社 会 稳 定 。 工 业 控 制 系 统 所 面 临 的 安 全 威 胁 是 全 世 界 面 临 的 一 个 共 同 难 题 ， 工 业 设 备 的 高 危 漏 洞 、 后 门 、 工 业 网 络 病 毒 、 高 级 持 续 性 威 胁 以 及 无 线 技 术 应 用 带 来 的 风 险 ， 给 工 业 控 制 系 统 的 安 全 防 护 带 来 巨 大 挑 战 。 1 . 1   什 么 是 工 控 安 全 所 谓 工 控 即 是 工 业 控 制 ， 工 业 控 制 系 统 （ I C S ， I n d u s t r i a l   C o n t r o l   S y s t e m ） 是 由 各 种 自 动 化 控 制 组 件 以 及 对 实 时 数 据 进 行 采 集 、 监 测 的 过 程 控 制 组 件 ， 共 同 构 成 的 确 保 工 业 基 础 设 施 自 动 化 运 行 、 过 程 控 制 与 监 控 的 业 务 流 程 管 控 系 统 。 其 核 心 组 件 包 括 数 据 采 集 与 监 控 系 统 （ S C A D A ） 、 分 布 式 控 制 系 统 （ D C S ） 、 可 编 程 逻 辑 控 制 器 （ P L C ） 、 远 程 终 端 （ R T U ） 、 智 能 电 子 设 备 （ I E D ） 以 及 确 保 各 组 件 通 信 的 接 口 技 术 。 如 图 所 示 ， 工 业 控 制 系 统 可 简 单 划 分 为 过 程 控 制 网 络 和 现 场 控 制 网 络 两 部 分 。 过 程 控 制 网 络 中 部 署 多 种 关 键 工 业 控 制 组 件 ， 通 过 S C A D A 服 务 器 （ M T U ） 与 远 程 终 端 单 元 （ R T U ） 组 成 远 程 传 输 链 路 。
过 程 控 制 网 络 向 下 与 现 场 控 制 网 络 相 连 接 。 现 场 总 线 的 控 制 和 采 集 设 备 （ P L C 或 R T U ） 一 方 面 将 现 场 设 备 状 态 传 送 到 过 程 控 制 网 络 ， 另 一 方 面 还 可 以 自 行 处 理 一 些 简 单 的 逻 辑 程 序 ， 完 成 现 场 控 制 网 络 的 大 部 分 控 制 逻 辑 功 能 ， 如 控 制 流 量 和 温 度 、 读 取 传 感 器 数 据 等 。 过 程 控 制 网 络 向 上 与 企 业 信 息 网 络 相 连 接 。 在 企 业 信 息 网 络 中 ， 企 业 资 源 计 划 （ E R P ） 服 务 器 和 制 造 执 行 系 统 （ M E S ） 服 务 器 与 工 业 控 制 系 统 紧 密 相 连 。 在 企 业 信 息 网 络 中 ， 邮 件 、 W e b 、 E R P 等 业 务 都 需 要 与 互 联 网 相 连 接 ， 而 M E S 需 要 与 工 业 控 制 系 统 相 连 接 ， 以 获 得 生 产 过 程 的 各 种 数 据 ， 并 下 达 生 产 任 务 。 各 种 病 毒 和 木 马 就 是 利 用 这 个 通 道 进 入 企 业 信 息 系 统 ， 进 而 进 入 到 工 业 控 制 系 统 中 ， 这 已 经 成 为 工 业 控 制 系 统 的 主 要 安 全 威 胁 来 源 。 随 着 信 息 技 术 的 快 速 发 展 ， 工 业 控 制 系 统 中 的 无 线 连 接 、 移 动 存 储 介 质 （ U 盘 ） 、 远 程 维 护 和 升 级 等 新 兴 技 术 和 应 用 的 广 泛 使 用 ， 为 工 业 控 制 系 统 引 入 了 更 多 的 安 全 风 险 。 目 前 工 业 控 制 系 统 广 泛 的 应 用 于 我 国 电 力 、 水 利 、 污 水 处 理 、 石 油 天 然 气 、 化 工 、 交 通 运 输 、 制 药 以 及 大 型 制 造 行 业 ， 其 中 超 过 8 0 % 的 涉 及 国 计 民 生 的 关 键 基 础 设 施 依 靠 工 业 控 制 系 统 来 实 现 自 动 化 作 业 ， 工 业 控 制 系 统 已 是 国 家 安 全 战 略 的 重 要 组 成 部 分 。 1 . 2   工 控 安 全 与 传 统 安 全 的 区 别 工 业 控 制 系 统 以 “ 可 用 性 ” 为 第 一 安 全 需 求 ， 而 传 统 安 全 以 “ 机 密 性 ” 为 第 一 安 全 需 求 。 在 信 息 安 全 的 三 个 属 性 （ 机 密 性 、 完 整 性 、 可 用 性 ） 中 ， 传 统 安 全 的 优 先 顺 序 是 机 密 性 、 完 整 性 、 可 用 性 ， 而 工 业 控 制 系 统 则 是 可 用 性 、 完 整 性 、 机 密 性 。 这 一 差 异 ， 导 致 工 业 控 制 系 统 中 的 信 息 安 全 产 品 ， 必 须 从 软 硬 件 设 计 上 达 到 更 高 的 可 靠 性 ， 例 如 硬 件 要 求 无 风 扇 设 计 ( 风 扇 平 均 无 故 障 时 间 不 到 3 年 ) 。 另 外 ， 导 致 传 统 信 息 安 全 产 品 的 “ 故 障 关 闭 ” 原 则 如 防 火 墙 故 障 则 断 开 内 外 网 的 网 络 连 接 ， 不 适 用 于 工 业 控 制 系 统 ， 工 业 控 制 系 统 的 需 求 是 防 火 墙 故 障 时 保 证 网 络 畅 通 。 为 了 进 一 步 比 较 二 者 ， 总 结 如 下 表 所 示 ：
1 . 3   工 控 安 全 特 点 1 . 3 . 1   工 业 控 制 系 统 固 有 漏 洞 各 大 厂 商 工 控 产 品 都 或 多 或 少 存 在 着 漏 洞 ， 工 业 领 域 存 在 着 软 、 硬 件 的 更 新 、 升 级 、 换 代 困 难 等 问 题 。 工 业 控 制 系 统 协 议 在 设 计 之 初 就 缺 乏 安 全 性 考 虑 ， 存 在 明 文 设 计 、 缺 乏 认 证 、 功 能 码 滥 用 等 安 全 威 胁 。 缺 乏 完 善 信 息 安 全 管 理 规 定 ， 存 在 U 盘 管 理 、 误 操 作 、 恶 意 操 作 等 安 全 威 胁 。 1 . 3 . 2   工 业 控 制 系 统 建 设 周 期 长 一 般 一 个 大 型 工 业 项 目 建 设 周 期 长 达 5 - 1 0 年 ， 一 套 工 业 系 统 建 设 调 试 到 稳 定 需 要 的 周 期 很 长 ， 无 法 频 繁 升 级 。 1 . 3 . 3   其 他 原 因 两 化 融 合 使 得 工 控 系 统 而 临 着 更 多 传 统 I T 网 络 的 威 胁 。
二 、 二 、   学 习 路 线 学 习 路 线 上 面 介 绍 了 工 控 安 全 的 概 念 、 与 传 统 安 全 的 区 别 和 特 点 ， 那 么 接 下 来 将 讨 论 如 何 学 习 工 控 安 全 的 问 题 。 工 控 安 全 是 一 个 多 学 科 ， 多 技 术 ， 多 领 域 的 交 叉 门 类 。 本 身 工 控 行 业 的 基 础 专 业 是 自 动 化 专 业 ， 自 动 化 专 业 就 是 一 个 多 学 科 的 交 叉 专 业 ， 它 涉 及 计 算 机 专 业 ， 电 气 电 子 专 业 、 仪 表 专 业 、 通 信 专 业 和 信 息 专 业 等 内 容 。 工 控 网 络 涉 及 多 个 行 业 ， 如 能 源 、 交 通 、 水 利 等 。 多 技 术 包 含 控 制 技 术 、 工 艺 技 术 、 信 息 技 术 、 网 络 技 术 、 通 信 技 术 、 存 储 技 术 等 等 。 作 为 初 学 者 想 开 始 学 习 时 ， 却 发 现 无 从 下 手 ， 因 为 工 控 安 全 涉 及 的 知 识 面 太 广 也 太 多 了 ， 为 了 广 大 初 学 者 能 够 快 速 学 习 ， 特 此 整 理 本 学 习 路 线 ， 而 本 学 习 路 线 仅 展 示 了 工 控 安 全 的 冰 山 一 角 ， 还 希 望 大 家 一 起 学 习 ， 一 起 交 流 ， 一 起 探 讨 ， 一 起 进 步 。 接 下 来 ， 将 重 点 介 绍 如 何 由 浅 入 深 、 循 序 渐 进 的 G e t 工 控 安 全 技 能 。 2 . 1   基 础 篇 正 所 谓 万 丈 高 楼 平 地 起 ， 所 以 基 础 的 重 要 不 言 而 喻 。 首 先 ， 无 论 是 做 工 控 安 全 还 是 程 序 员 ， 都 需 要 掌 握 的 基 本 技 能 ， 那 就 是 编 程 语 言 ， 建 议 从 汇 编 、 C / C + + 到 P y t h o n 的 路 线 学 习 。         推 荐 书 目 ： 推 荐 书 目 ： a .     《 汇 编 语 言 ( 第 3 版 ) 》 王 爽 · 清 华 大 学 出 版 社 b .     《 C   P r i m e r   P l u s （ 第 6 版 ） 中 文 版 》 c .     《 P y t h o n 编 程 ： 从 入 门 到 实 践 》 d .     《 P y t h o n 教 程 》 廖 雪 峰 · h t t p s : / / w w w . l i a o x u e f e n g . c o m 除 了 ， 学 习 编 程 语 言 之 外 ， 还 需 要 学 习 自 动 化 相 关 知 识 ， 比 如 ： 自 动 化 设 备 的 基 本 原 理 、 组 成 等 。 推 荐 书 目 ： 推 荐 书 目 ： a .     《 传 感 器 与 自 动 检 测 技 术 》 b .     《 自 动 控 制 原 理 》 c .     《 可 编 程 逻 辑 控 制 器 （ P L C ） 》 默 里 斯 · 机 械 工 业 出 版 社 d .     《 工 业 控 制 网 络 》 e .     《 信 号 与 系 统 》 2 . 2   进 阶 篇 经 过 上 面 的 基 础 学 习 ， 已 经 有 了 一 定 的 知 识 储 备 ， 那 接 下 来 将 学 习 自 动 化 软 件 、 协 议 解 析 两 方 面 内 容 。 首 先 ， 介 绍 的 是 自 动 化 软 件 ， 自 动 化 软 件 分 为 编 程 软 件 、 组 态 软 件 （ S C A D A 软 件 ） 、 实 时 数 据 库 等 ， 具 体 可 按 照 行 业 、 厂 家 进 行 归 类 了 解 ， 深 入 了 解 后 ， 再 进 行 跨 厂 家 、 跨 行 业 的 深 度 学 习 。 至 于 ， 需 要 掌 握 到 何 程 度 ， 比 如 ： 会 编 写 S 7 系 列 P L C 梯 形 图 、 上 载 、 下 载 等 常 用 的 操 作 。 计 算 机 与 计 算 机 、 人 交 流 都 涉 及 到 协 议 ， 协 议 的 重 要 就 不 言 而 喻 ， 所 以 我 们 需 要 学 习 网 络 协 议 网 络 协 议 ， 网 络 协 议 分 为 基 础 协 议 和 私 有 协 议 两 大 类 。
基 础 协 议 主 要 涉 及 T C P / I P 分 层 模 型 有 关 的 内 容 ， 包 括 常 见 协 议 的 工 作 原 理 和 特 点 、 缺 陷 、 保 护 或 替 代 措 施 等 。 学 习 T C P / I P 方 面 的 知 识 有 很 多 原 因 ， 比 如 ： 要 适 当 地 实 施 防 火 墙 过 滤 ， 安 全 管 理 员 必 须 对 于 T C P / I P 的 I P 层 和 T C P / U D P 层 有 很 深 的 理 解 、 黑 客 经 常 使 用 T C P / I P 堆 栈 中 一 部 分 区 或 来 破 坏 网 络 安 全 等 。 私 有 协 议 主 要 涉 及 应 用 层 相 关 内 容 ， 常 见 的 工 业 协 议 有 M o d b u s 、 S 7 、 E t h e r n e t / I P 、 D N P 3 、 O M R O N   F I N S 、 I E C 1 0 4 、 O P C U A 、 O P C   D A 等 ， 需 要 学 习 、 分 析 它 的 协 议 结 构 、 工 作 原 理 和 特 点 、 缺 陷 、 保 护 或 替 代 措 施 等 ， 为 后 续 的 漏 洞 挖 掘 做 相 应 的 铺 垫 。 推 荐 书 目 ： 推 荐 书 目 ： a .     《 T C P / I P 详 解 卷 1 ： 协 议 》 既 然 我 们 是 搞 工 控 安 全 ， 那 么 下 面 的 书 籍 很 有 必 要 读 一 读 ： a .     《 工 业 控 制 网 络 安 全 技 术 与 实 践 》 姚 羽 等 · 机 械 工 业 出 版 社 b .     《 工 业 S C A D A 系 统 信 息 安 全 技 术 》 饶 志 宏 等 · 国 防 工 业 出 版 社 c .     《 工 业 控 制 系 统 信 息 安 全 》 肖 建 荣 · 电 子 工 业 出 版 社 d .     《 工 业 控 制 系 统 安 全 等 级 保 护 方 案 与 应 用 》 蔡 皖 东 · 国 防 工 业 出 版 社 e .     《 工 业 网 络 安 全 — 智 能 电 网 ， S C A D A 和 其 他 工 业 控 制 系 统 等 关 键 基 础 设 施 的 网 络 安 全 》 [ 美 ]   E r i c   D . K n a p p · 国 防 工 业 出 版 社 f .     《 智 能 电 网 安 全 : 下 一 代 电 网 安 全 》 托 尼 • 弗 里 克 · 国 防 工 业 出 版 社 2 . 3   高 手 篇 经 过 以 上 阶 段 的 学 习 ， 先 想 必 对 工 控 安 全 有 一 定 的 认 识 。 本 阶 段 主 要 学 习 的 内 容 是 固 件 分 析 和 漏 洞 挖 掘 两 部 分 。 首 先 ， 固 件 逆 向 分 析 是 在 不 对 嵌 入 式 系 统 进 行 实 际 运 行 的 情 况 下 ， 通 过 对 固 件 文 件 进 行 逆 向 解 析 ， 分 析 固 件 中 各 代 码 模 块 的 调 用 关 系 及 代 码 内 容 ， 从 而 发 现 嵌 入 式 系 统 中 可 能 存 在 的 漏 洞 及 后 门 的 一 种 技 术 手 段 。 分 析 过 程 中 ， 将 会 涉 及 到 固 件 的 识 别 和 解 压 、 固 件 的 静 态 分 析 等 技 术 。 固 件 的 识 别 和 解 压 ， 可 以 借 用 一 些 成 熟 的 工 具 软 件 ， 如 ： B i n w a l k 、 B A T （ B i n a r y A n a l y s i s   T o o l k i t ） 等 。 对 二 进 制 可 执 行 文 件 进 行 反 汇 编 分 析 ， 可 以 借 用 一 些 成 熟 的 工 具 软 件 ， 如 ： I D A P r o 、 C a p s t o n e 等 。 最 后 ， 就 是 漏 洞 挖 掘 ， 也 是 最 为 高 阶 的 学 习 内 容 ， 通 过 前 面 学 习 的 基 础 基 本 就 可 进 入 此 阶 段 了 ， 综 合 利 用 上 述 内 容 对 工 业 控 制 系 统 中 的 设 备 、 软 件 、 网 络 等 内 容 进 行 渗 透 测 试 。 目 前 工 控 漏 洞 挖 掘 方 法 有 很 多 种 ， 常 见 的 方 法 包 括 ： 基 于 工 控 协 议 的 模 糊 测 试 漏 洞 挖 掘 方 法 、 基 于 固 件 逆 向 分 析 的 漏 洞 挖 掘 方 法 、 基 于 工 控 软 件 A c t i v e X 控 件 的 漏 洞 挖 掘 方 法 、 基 于 V x W o r k s 操 作 系 统 的 漏 洞 挖 掘 方 法 等 ， 我 们 将 会 一 一 进 行 学 习 和 研 究 。
三 、 三 、   如 何 加 入 ？ 如 何 加 入 ？ 3 . 1   加 入 条 件 招 收 要 求 ： a .     热 衷 于 信 息 安 全 ， 对 信 息 安 全 有 着 不 可 磨 灭 的 热 情 ； b . 对 工 控 系 统 有 一 定 的 认 知 ， 熟 悉 或 了 解 一 种 或 多 种 工 控 协 议 M o d B u s 、 S 7 、 E t h e r n e t / I P 、 D N P 3 、 O M R O N   F I N S 、 I E C 1 0 4 、 O P C   U A 、 O P C   D A 等 ； c .     熟 悉 主 流 的 漏 洞 利 用 框 架 及 扫 描 工 具 ， 懂 得 F u z z 技 术 ； d .     英 语 能 力 较 强 ， 对 国 外 文 章 进 行 翻 译 复 现 ； e . 掌 握 至 少 一 门 编 程 语 言 ， 如 P y t h o n ， J a v a 、 L u a 等 ， 至 少 能 上 手 写 代 码 ； f .     人 品 良 好 ， 不 将 团 队 内 部 资 料 外 泄 ； g .     有 分 享 精 神 ， 每 周 输 出 一 篇 短 文 章 ， 每 月 输 出 一 篇 长 文 章 （ 包 含 但 不 限 于 学 习 经 验 、 学 习 笔 记 、 总 结 知 识 、 分 析 漏 洞 原 理 、 靶 机 实 验 报 告 ） ； h .     执 行 力 强 ， 不 推 诿 分 内 之 事 ， 能 及 时 完 成 分 配 的 任 务 ； i .     此 未 参 加 任 何 黑 产 、 非 法 事 项 。 加 分 项 ： a .     具 备 攻 防 能 力 者 优 先 ； b .     具 备 设 备 漏 洞 挖 掘 能 力 者 优 先 ； c .     掌 握 国 内 D C S 相 关 协 议 者 优 先 。 3 . 2   你 能 得 到 你 能 得 到 加 入 我 们 有 什 么 好 处 呢 ？ a .     拥 有 一 群 志 同 道 合 的 朋 友 ； b .     个 人 技 术 提 升 、 团 队 归 属 感 、 职 业 发 展 ； c .     获 得 各 大 公 开 课 、 沙 龙 的 参 与 演 讲 机 会 ； d .     在 日 后 工 作 中 可 多 出 一 份 项 目 经 验 ； e . 获 得 许 多 团 队 的 内 部 资 料 （ 学 习 资 料 、 测 试 环 境 （ P L C 、 D C S 、 R T U 等 ） 等 ） 及 内 部 福 利 ； f .     参 与 论 文 、 团 队 安 全 系 列 图 书 的 撰 写 。 3 . 3   加 入 方 式 加 入 方 式 我 是 M s 0 8 0 6 7 实 验 室 工 控 安 全 小 组 的 l a u c y u n ， 如 果 您 想 加 入 我 们 ， 一 起 成 长 、 学 习 ， 并 且 符 合 以 上 条 件 。 请 将 个 人 简 介 发 送 至 l i u # l a u c y u n . c o m （ 替 换 # 为 @ 即 可 ） ， 抄 送 8 9 4 6 7 2 3 # q q . c o m （ 替 换 # 为 @ 即 可 ） ， 邮 件 标 题 为   “ [ 加 入 申 请 ] - 工 控 安 全 - x x x ” ， 并 包 含 如 下 内 容 ： a .     个 人 基 本 情 况 介 绍 ； b .     研 究 方 向 ； c .     相 关 技 能 ； d .     原 创 文 章 、 研 究 成 果 、 项 目 经 历 等 。 来 源 ： M s 0 8 0 6 7 安 全 实 验 室
  m s 0 8 0 6 7 安 全 实 验 室 界 世 的 你 当 作 你 的 肩 膀
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