當前,經濟全球化正在形成。信息技術和控制技術對制造業產生了極其深刻和全面的影響,使制造業的發展明顯地打上了信息化、智能化與網絡化的烙印。經濟全球化、信息化和智能化使制造業的競爭環境、發展模式及運行效率與活動空間等都發生了極其深刻地變化,這些變化對我國制造業提出了嚴峻的挑戰,同時也為實現我國制造業的跨越式發展提供了有利的條件和機遇。
21世紀的社會將是無“網”不勝的信息化社會,在信息技術、自動化技術等高新技術的促進下,工業正在朝著數字化、智能化、網絡化與綜合集成化、一體化的方向發展。隨著工業無線網絡、傳感器網絡、無線射頻識別、微型機電系統、激光技術等的日益成熟,人們由現在對于制造設備與制造過程的“了解不足”,向三維空間加時間的多維度、透明化泛在感知的方向發展。泛在計算、泛在虛擬、泛在仿真無處不在,從而促成了以泛在信息技術為主要驅動力的新一代基于泛在感知的信息化制造和自動化技術—“泛在信息制造”時代的來臨,這將會是新一代先進制造技術發展的核心驅動力!工業自動化系統將會處于“泛在信息化”的環境中。所謂“泛在信息化”,是指以泛在網絡為基礎、以泛在感知為核心、以泛在服務為目的、以泛在智能拓展和提升為目標的綜合性一體化信息處理技術。無處不在的網絡與傳感器技術的融合,將極大地提高人與物理世界的交互能力。泛在信息感知空間將會對制造業產生革命性的影響。同樣,控制系統也毫無例外,必將會朝著網絡化、智能化與綠色化的方向發展。而這一切都必需在“安全”的基礎之上。隨著互聯網迅速發展成為現代社會重要的信息基礎設施,網絡與信息安全問題也日益突出,給經濟社會和國家安全帶來新的挑戰。
中國的工業自動化已經進入到21世紀,展望“十二五”,我國制造業的高速發展,拉動了對自動化儀器儀表與控制系統向國際水平發展的需求,我國新上的大型項目所用自動化儀器儀表和控制系統的先進程度的需求已經處于世界先進水平。在這一浪潮之中,企業對于控制系統的追求將是:“安全運行,節能高效”兩大目標。工業安全已經成為自動化領域的根本性挑戰。本文即以網絡電磁空間安全問題為重點,來談一談安全問題,以期擴展探索的視野。
工業安全是自動化領域的根本性挑戰
對工業安全的重視,是近年來國內工業領域關注的熱點。對于工業自動化行業也一樣,工業安全是自動化領域的根本性挑戰。但是,目前工業安全多數仍舊停留在微觀層面的探討,例如系統的故障診斷與排除、基于人為意外事故的防范與應急處理領域,專家學者認為這是初級的認識。現在,國際、國內對工業領域的要求,概括地講就是3E(經濟—Economy、環境—Environment、能量--Energy)的優化問題。而支撐以上3E的基礎就是廣義的工業安全體系。
21世紀的重要特征就是數字化、網絡化和信息化,這是一個以網絡為核心的信息時代。隨著網絡的不斷發展,全球信息化已成為人類發展的大趨勢。但由于網絡具有聯結形式多樣性、終端分布不均勻性和網絡的開放性、互連性等特征,致使網絡易受黑客、惡意軟件和其他的攻擊,所以網上信息的安全和保密已經是一個至關重要的問題。這些黑客把先進的計算機網絡技術,當成一種新式犯罪工具和手段,不僅影響了網絡穩定運行和用戶的正常使用,造成重大經濟損失,而且會威脅到國家安全。如何更有效地保護重要的信息數據、提高計算機網絡系統的安全性已經成為影響一個國家的政治、經濟、軍事和人民生活的重大關鍵問題。網絡系統的安全性和可靠性成為世界各國共同關注的焦點。因此,認清網絡的脆弱性和潛在成脅,采取強有力的安全策略,對于保障網絡的安全性將變得十分重要。
工業信息安全形勢正經受嚴峻考驗
在中國,信息安全形勢亦相當嚴峻。據了解,我國的信息安全保障工作尚處于初級階段,基礎薄弱,水平不高,信息安全系統在預測、反應、防范和恢復能力方面存在許多薄弱環節,安全防護能力不僅大大低于美國、俄羅斯和以色列等信息安全強國,而且排在印度、韓國之后。中國的信息安全產業依然處于起步階段。我國的信息安全法律法規亦不夠完善,監管措施不到位,監管體系尚待完善,最主要的是關鍵技術和產品還受制于人。
美國是最早將網絡電磁空間問題上升到國家戰略高度的國家,2006年12月,美國發布了《網絡電磁空間作戰國家軍事戰略》。網絡電磁空間已經成為支撐信息社會基本功能和人類社會活動的關鍵基礎。網絡電磁空間的安全與可靠已成為世界一些國家關注的焦點。
國際上,2010年6月,西門子公司首次監測到專門攻擊該公司工業控制系統的“Stuxnet”病毒;Stuxnet是第一個專門攻擊真實世界中基礎設施的“蠕蟲”病毒,比如發電站和水廠。石油化工領域網絡信息安全的潛在威脅主要來自黑客攻擊、數據操縱、間諜、病毒、蠕蟲和特洛伊木馬等。這種名為Stuxnet的蠕蟲病毒已造成伊朗核電站推遲發電,目前國內有近500萬網民及多個行業的領軍企業遭其攻擊。專家表示,這個破壞性病毒專門針對西門子公司的SIMATICWinCC監控與數據采集系統,可能造成鋼鐵、電力、能源、化工等重要行業運行異常,甚至造成商業資料失竊、停工停產等嚴重事故。