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强大资安加持 工业无线设备更安全
 

【作者: 王明德】2014年03月03日 星期一

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随着自动化系统的逐渐扩张,工业乙太网路也开始从有线迈​​向无线。包括各种GPRS、Wi-Fi或是ZigBee的解决方案逐渐应用在通讯介面上,这也代表工业通讯的多元应用逐渐发展。


无线应用模式,的确是工业乙太网路的选项之一,但绝对不是不可替代的技术,由于手持系统的蓬勃发展,无线通讯在工业乙太网路系统上的成长,使它的确成为一种选项,但这是不得已的做法,由于无线通讯的干扰问题,让现况的确受限,但它却是远端通讯的一项重要解决方案。


无线通讯的设备虽然曾经受到瞩目,但它的干扰问题,的确大大影响了产品的未来性,由于无线通讯是一种半双功的通讯机制,稳定的问题一直以来是它重要的隐忧,例如曾经在欧洲一次展会上,出现众多厂商推出无线的监控产品通通无法应用尴尬画面,这就是无线通讯应用在环境现场上的最大困境。


这样的困扰的确造成了通讯的障碍,也因此发展受阻。但无线通讯在工业乙太网路系统上,仍有不可或缺的重要性,由于距离的限制,当有线布线受阻时,无线通讯则成为必须的选项,像是无法到达的远端,或是极端危险的环境,无线通讯的应用,则成为不可或缺的选择了,但由于无线通讯有不稳定的问题,因此这类应用必须放在没有即时需求的解决方案,而主要的应用层面在于资讯的传递上。


图一
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不过,无线通讯真的无法应用于自动控制吗?当然,全自动化的环境中,无线通讯的稳定性问题仍然会造成某些疑虑,但如果它是配合人力的半自动环境,或许在目前的技术上,的确可以解决,「即时性」的需求,主要在于快速及高端的应用环境,任何微小的误差都可能造成损害的状况下,无线通讯的问题似乎是无法容忍的;但如果是整合「人」的操作,即时性的问题可透过训练来解决,让控制者熟悉可能的延迟时间,在控制的即时性上即可事前预留空间,自然可以让无线通讯的控制更无缝连结,也因此,这样的选择也让工业乙太网路的通讯架构,整合更形完整。


不论有线或无线,工业乙太网路逐渐抢占市场主流,愈来愈多的设备商应用其规划通讯介面,但即使最简单的生产线也包括一定数量的自动化元件及设备,除了增加整合的困难,也同时增加更高的安全负担。现况的技术下,工业乙太网路已替整合问题找到了出路,但在通讯所要求的「可靠网路」,如何能够达成?


自动化的现场的多元设备,近一步增加了生产线的整体复杂性,而乙太网路的开放式通讯模式,也让人对通讯安全产生隐忧;如果没有合适的设计与管理,「即时控制网路」与「商规」网路的过高集成,也会大来更高的安全风险及受到攻击的可能。厂商分析,透过合理的策略、程序及网路设计来管理这种风险,如此系统不仅能够实现快速的可靠网络,更可以满足安全性的需要,更能确实保障系统的完整性。


工业乙太网路的安全防护,的确是必要的安全项目。这个问题在商规环境中,包括IT及办公室网路的时代,应该就已经充分讨论;但由于现在工业乙太网路的逐渐发展,在工厂管理及系统控制上,当然也更形重要。包括骇客或其他方式的非授权进入,以及自动化环境中的有害讯息,都有可能造成通讯中断而导致停机、程序失效或其他安全问题,像是SCADA或其他的控制系统遭到攻击或恶意软体的关注,只是其中的一环而已;有些厂商甚至认为,工业乙太网路的导入,将使工业环境的安全问题受到更多的影响。


安全问题,有两个方向必须考量,其一是如何避免遭到入侵,其二是发生问题时如何援助。


建置安全的工业网路环境,防火墙当然是关键的第一步。郭策分析,防火墙已经广泛的应用在IT领域,现在在工业产品中也能找到,基本上透过加解密晶片的硬体装置,在网路连结器上的应用已经是成熟的技术,透过防火墙设定监控属性,将某些属于控制网路的系统屏蔽于通讯网络之外,透过简单的安全规则,来放行「可接受」的安全资讯。


另外,透过安全分级增加进入网路的障碍,这类深度防御的策略也是可行的做法。这是应用安全层级的原理,将攻击屏蔽在一个可控制的隔离区域内,以降低损害的影响层面;这种方式也可以解决一部分的问题,但最佳的方式,仍是将问题直接挡在外面。


即使在设备的安全规划上已作到滴水不漏,最大的问题仍然是「人」的问题。即使最安全的网路交换器,仍然有维修后门可以侵入;即使有最佳的防火墙,仍然还是有管理员可以进入,因此权限的限制,可以说是在工业乙太网路成为主流标准后的最重要安全课题。


另一层面的克服,则是工业乙太网路的备援机制,现在多家工业通讯厂商,多视备援环网技术为工业乙太网路的标准配备。所谓的备援环网技术,指的是当网路环境成为整体环网时,如其中一个节点故障或断线时,启动备援机制让系统传输恢复正常,自愈系统可于短时间内完成备援并回覆到正常操作,让网路系统于无时间差的情况下回复原本传送路径,于自愈过程中,亦无封包遗漏之顾虑;像泓格科技的Cyber​​ Ring、MOXA的Turbo Ring、益网的α-ring或其他自动化厂商不同的备援机制即是。


的确,近年来工业乙太网路益发完整,如能克服了前述的障碍,整合性更加提升的工业乙太网路,将会发展出更多的可能性。


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