近年來，工業(yè)信息安全工作越來越受到政府、工業(yè)用戶、科研機構(gòu)和工控系統(tǒng)廠商的重視。工業(yè)信息安全廠商為滿足客戶合規(guī)性和現(xiàn)實中面對安全風險的需要，開發(fā)了專門針對工業(yè)控制系統(tǒng)的專用安全產(chǎn)品和安全解決方案。這些產(chǎn)品和解決方案的設(shè)計理念大多基于IT信息安全行業(yè)傳統(tǒng)的防護思想，雖然對解決目前迫切的工業(yè)安全防護需求有很大的幫助，但當面對有其它國家政府或大型組織背景，使用APT攻擊或0-day漏洞攻擊的威脅，常常不能提供充分、有效的防護。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，IT信息安全領(lǐng)域的專家已經(jīng)深刻認識到，只依靠傳統(tǒng)的基于防火墻、防病毒軟件、IDS等產(chǎn)品的安全解決方案不能有效應(yīng)對越來越嚴重的信息安全威脅。IT信息安全領(lǐng)域近年來正在發(fā)生重大而深刻的變革，新的理念、新的方法、新的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。信息安全從業(yè)者嘗試基于積極防御、威脅情報、態(tài)勢感知、數(shù)據(jù)驅(qū)動安全、安全可視化等理念，使用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)解決信息安全問題，并取得了良好的效果。國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施用戶面對的信息安全威脅常常不是僅有少量資源的“小黑客”，而是儲備大量0-day漏洞，并具有將其“武器化”能力的敵對政府和組織。對這些設(shè)施的安全防護方案需要借鑒IT信息安全領(lǐng)域最新的安全理念和成果，才能滿足安全需求。

　　與此同時，工業(yè)信息安全需要特別強調(diào)與工控系統(tǒng)可靠性、功能安全性等特性的平衡與統(tǒng)一，即R可靠性（Reliability）、A可用性（Availability）、M可維修性（Maintainability）、S安全性（Safety、Security）協(xié)調(diào)發(fā)展。IT信息安全領(lǐng)域的理念和方法不能不加選擇地照搬。本文嘗試將IT信息安全領(lǐng)域已取得共識的，適合工業(yè)信息安全領(lǐng)域使用的一些理念和方法引入工業(yè)信息安全領(lǐng)域，希望能對行業(yè)從業(yè)者提供一點參考和借鑒。

　　1　數(shù)據(jù)驅(qū)動安全

　　2011年5月，全球知名咨詢公司麥肯錫（Mckinsey）發(fā)布了《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個前沿領(lǐng)域》報告，首次提出“大數(shù)據(jù)”的概念，并在報告中指出：“大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一個行業(yè)，逐漸成為重要的生產(chǎn)要素，而人們對于海量數(shù)據(jù)的運用將預(yù)示著新一波生產(chǎn)率的增長和消費者盈余浪潮的到來?！薄皵?shù)據(jù)不是對數(shù)據(jù)量大小的描述，而是對各種數(shù)據(jù)進行快速地攫取、處理和整理的過程。通過對海量數(shù)據(jù)的整理和分析，從而挖掘出新知識，創(chuàng)造新價值。”

　　大數(shù)據(jù)時代的到來， 為企業(yè)帶來了新的安全問題，同時也為企業(yè)安全提供了新的技術(shù)手段。Gartner副總裁、知名分析師、Gartner榮譽研究員Neil MacDonald表示：“信息安全團隊和基礎(chǔ)設(shè)施必須適應(yīng)，以支持新興的數(shù)字業(yè)務(wù)需求，同時應(yīng)對日益先進、嚴峻的威脅形勢。安全和風險負責人如果要定義、實現(xiàn)和維持有效的安全和風險管理項目，他們需要全面了解最新的技術(shù)趨勢，同時實現(xiàn)數(shù)字業(yè)務(wù)機會并管理風險。”

　　大數(shù)據(jù)處理的理念和技術(shù)對以積極防御為平臺的威脅情報收集和應(yīng)用，并進一步的工業(yè)態(tài)勢感知，具有基礎(chǔ)性作用。

　　2　積極防御

　　為了實現(xiàn)持續(xù)的工業(yè)安全風險管理目標，企業(yè)需要建立能夠隨著時間不斷演進的安全架構(gòu)和技術(shù)支撐體系。這會讓企業(yè)在面對威脅和挑戰(zhàn)時不斷完善自身防御體系以及強化防御“姿態(tài)”。

　　SANS研究所的Robert M. Lee提出了一個動態(tài)安全模型——網(wǎng)絡(luò)安全滑動標尺模型。該標尺模型共包含五大類別，分別為架構(gòu)安全（Architecture）、被動防御（Passive Defense）、積極防御、情報（Intelligence）和進攻（Offense）。這五大類別之間具有連續(xù)性關(guān)系，并有效展示了防御逐步提升的理念。

　　圖1 網(wǎng)絡(luò)安全滑動標尺模型

　?。?）架構(gòu)安全：在系統(tǒng)規(guī)劃、建立和維護的過程中充分考慮安全防護。

　?。?）被動防御：在無人員介入的情況下，附加在系統(tǒng)架構(gòu)之上可提供持續(xù)的威脅防御或威脅洞察力的系統(tǒng)。

　?。?）積極防御：分析人員對處于所防御網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的威脅進行監(jiān)控、響應(yīng)、學習（經(jīng)驗）和應(yīng)用知識（理解）的過程。

　　（4）情報：收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，并將信息生產(chǎn)加工為評估結(jié)果以填補已知知識缺口的過程。

　?。?）進攻：在友好網(wǎng)絡(luò)之外對攻擊者采取的直接行動（按照國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全法要求，對于企業(yè)來說主要是通過法律手段對攻擊者進行反擊）。

　　現(xiàn)階段大多數(shù)工業(yè)企業(yè)的工業(yè)信息安全工作都聚焦于“架構(gòu)安全”和“被動防御”，對“積極防御”和“情報”則涉及較少，因此在設(shè)計工業(yè)安全防護方案時應(yīng)該聚焦于回顧“架構(gòu)安全”補強“被動防御”，重點發(fā)展“積極防御”和“情報驅(qū)動”，以有效提高企業(yè)的信息安全防護能力。

　　在進行“被動防御”改進與“積極防御”進階時，Gartner的自適應(yīng)安全架構(gòu)，則可作為較好的參考。

　　圖2 自適應(yīng)安全架構(gòu)

　　自適應(yīng)安全架構(gòu)將持續(xù)的監(jiān)控和分析過程分為：預(yù)防預(yù)測、阻止與防護、檢測與監(jiān)控、響應(yīng)與調(diào)查四個主要環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)中包含多個監(jiān)控和分析方法。而支撐這些監(jiān)控和分析方法的是企業(yè)或組織內(nèi)部的各層數(shù)據(jù)和威脅情報。

　　3　威脅情報

　　依據(jù)美國國家安全系統(tǒng)委員會（CNSS）提供的定義，在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的態(tài)勢感知是指：在一定的時間和空間范圍內(nèi)，對組織的安全狀態(tài)以及威脅環(huán)境的感知，理解這兩者的含義以及意味的風險，并對它們未來的狀態(tài)進行預(yù)測。

　　這里面我們可以解讀出兩種含義：

　?。?）態(tài)勢感知需要掌握組織內(nèi)部的安全狀態(tài)，以及相關(guān)的外部威脅環(huán)境數(shù)據(jù)。掌握組織內(nèi)部的安全狀態(tài)主要依賴主動防御措施，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的持續(xù)監(jiān)控方案，而相關(guān)的外部威脅環(huán)境數(shù)據(jù)，就是指威脅情報。

　?。?）態(tài)勢感知的目的是深入理解當前的風險，并可以對未來的風險進行預(yù)測、預(yù)防。試想下面一種情況：內(nèi)部發(fā)現(xiàn)有一臺終端被黑客的木馬控制，單純這一個事件并不能讓我們對其風險有深入了解，如果我們通過威脅情報判定黑客的攻擊目地，就可以對風險有進一步的理解，如果進一步獲取其團伙的技術(shù)水平、經(jīng)常使用的技戰(zhàn)術(shù)手法等情報，就可以反觀組織現(xiàn)有的檢測、防御措施，給出預(yù)警以及配套的預(yù)防改進措施。

　　威脅情報是基于證據(jù)、有關(guān)已知或新型威脅或危害的知識，包括上下文、機制、檢測指標、影響和活動建議，能夠作為應(yīng)對的決策依據(jù)。基于組織中安全人員不同角色的決策需要，我們還可以把情報分為3類：

　?。?）高層管理者使用的戰(zhàn)略情報

　　以CSO為代表的公司高層管理者最重要的工作之一是在管理層溝通、獲取資源并進行資源的分配。其中的挑戰(zhàn)是其它管理層難以了解攻防技術(shù)、眾多安全建設(shè)工作的優(yōu)先級排定缺少依據(jù)。戰(zhàn)略情報提供組織需要面對的攻擊者類型、動機、能力及潛在風險方面的情報。CSO可以使用自身或行業(yè)面對的真實對手及其風險來更好地和管理層溝通，也可以基于這些風險和攻擊的可能性提供優(yōu)先級排序進而優(yōu)化資源分配。這部分的情報可以由有豐厚威脅情報能力的安全廠商以服務(wù)的形式提供。

　?。?）SRC或安全分析團隊使用的運營層面的情報

　　SRC團隊的主要工作是對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的失陷攻擊事件進行深入分析、確定攻擊細節(jié)和影響面，并采取緩解、清除等響應(yīng)活動。同時SRC團隊也會進行Hunting（安全狩獵）的工作，主動發(fā)現(xiàn)可能存在的失陷情況。這樣的工作都需要他們掌握更多的不同攻擊類型相關(guān)的TTP知識（戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和過程方法），以及了解更多攻擊相關(guān)的上下文信息（攻擊目的、危害、傳播方式等），以加快分析溯源的時間并掌握更多識別失陷的分析模式。這些情報通常以云端威脅情報平臺等形式提供。

　?。?）機器可自動化處理的機讀情報（MRTI）

　　安全運維人員使用這些情報一般有兩個作用，一是作為檢測指標（IOC）下發(fā)到安全設(shè)備中，檢測其它安全產(chǎn)品未能發(fā)現(xiàn)的威脅，如CnC類別的威脅情報；另一個作用就是用來判別誤報及確定高優(yōu)先級的報警，如IP信譽、域名信譽等。這種類型的情報常常和安全產(chǎn)品緊密結(jié)合在一起使用。

　　安全廠商生成威脅情報是一個復雜的過程，需要具備多種能力才有可能完成，一般可以分為如圖3所示的八步。

　　圖3 威脅情報的產(chǎn)生過程

　?。?）數(shù)據(jù)收集

　　數(shù)據(jù)收集是威脅情報生成最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定了產(chǎn)生的情報是否能最全面的覆蓋威脅，因此往往會聚集多種不同來源的情報數(shù)據(jù)。

　?。?）數(shù)據(jù)清洗

　　將以上數(shù)據(jù)根據(jù)后續(xù)加工的需要進行整理、去除不可信數(shù)據(jù)、將關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化等過程。

　?。?）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

　　數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)驗證的前提條件，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)梳理不同類型數(shù)據(jù)間的關(guān)系，如樣本、樣本不同方式的檢測分析結(jié)果、樣本的網(wǎng)絡(luò)行為、域名注冊者、域名指向的IP、IP上面的其它域名等。

　　（4）驗證

　　通過建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)，再利用機器學習的方式（有可能結(jié)合部分的人工分析）對情報的準確性進行驗證，并賦予相應(yīng)的可信度指標。

　?。?）上下文

　　包括如攻擊類型、樣本家族、攻擊團伙、攻擊目地、傳播渠道、具體危害等報警響應(yīng)需要的內(nèi)容。

　　（6）優(yōu)先級

　　根據(jù)攻擊目的、具體危害等信息，確定報警優(yōu)先等級信息。

　?。?）格式化

　　根據(jù)分發(fā)的要求，將情報以特定的格式輸出，如：STIX、openIOC、JSON、xml等，非MRTI類型的情報還可能以PDF、word等類型提供。

　?。?）情報分發(fā)

　　根據(jù)不同類型情報的用途，可以推送給安全產(chǎn)品、打包供下載，或者郵件發(fā)送。

　　4　基于威脅情報的態(tài)勢感知

　　威脅情報在態(tài)勢感知中可以發(fā)揮多重的作用，比較關(guān)鍵的有以下幾種：

　?。?）在大數(shù)據(jù)平臺等態(tài)勢組件中集成威脅情報的檢測能力

　　如C&C類的威脅情報，通過流量或者日志的匹配檢測，可以幫助組織盡快發(fā)現(xiàn)內(nèi)部被黑客控制的傀儡機，防止木馬后門等惡意軟件帶來的數(shù)據(jù)失竊問題。

　?。?）提供配套的報警分析處置工具，加速事件響應(yīng)進程

　　通過良好的情報工具，安全響應(yīng)人員可以更好地完成以下任務(wù)：報警等級以及誤報判別、攻擊目地判定、攻擊者畫像（通過關(guān)聯(lián)分析，查找攻擊者相關(guān)的攻擊事件及技戰(zhàn)術(shù)分析等）。

　　5　安全可視化

　　數(shù)據(jù)可視化是研究如何將數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及蘊含的意義，通過可視化方式進行展現(xiàn)，便于分析人員的深度分析技術(shù)。尤其對于情報分析領(lǐng)域，可以極大地提升情報分析的效率和效果。在工業(yè)安全方面，一方面可利用可視化技術(shù)，將原本碎片化的威脅告警、異常行為告警、資產(chǎn)管理等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，形成高維度的可視化方案，以便于用戶理解；另一方面可以通過可視化技術(shù)將威脅事件與企業(yè)業(yè)務(wù)進行有機結(jié)合，通過態(tài)勢感知大屏將內(nèi)網(wǎng)全局的安全態(tài)勢以圖形化的方式直觀呈現(xiàn)，將安全由不可見變?yōu)榭梢姟?/p>

　　6　結(jié)語

　　本文將IT信息安全領(lǐng)域數(shù)據(jù)驅(qū)動安全、積極防御、威脅情報、基于威脅情報的態(tài)勢感知、安全可視化理念和方法引入工業(yè)信息安全領(lǐng)域。其中數(shù)據(jù)驅(qū)動安全是技術(shù)基礎(chǔ)，積極防御是平臺，威脅情報是核心，態(tài)勢感知是結(jié)果，安全可視化是手段。希望這些理念和方法能夠促進工業(yè)信息安全行業(yè)的發(fā)展。