工业互联网的发展趋势与安全挑战

,工业互联网的发展趋势与安全挑战,1.工业互联网的发展趋势2.工业互联网面临的安全挑战,工业互联网的发展趋势,社会变迁：人类发展进入信息文明主导的阶段,农业文明是依靠人力畜力进行笨重体力劳动的时代工业文明是依靠动力机器进行繁重体力劳动的时代信息文明是依靠智能化机器进行创造性劳动的时代,信息文明：1950年以后,农业文明：公元前8000年1650年,工业文明：1650年1950年,信息的交互利用方式推动了信息社会的进步发展,计算机的出现，使用“计算机”处理信息，人-机之间实现交互，解放了劳动力,机器智能化、物质信息化、环境数字化、网络互联人-机-物互联互通，互联网-物联网-CPS共生、共容的时代开端,4.0,2.0,1.0,人与人之间信息交互，通过人的大脑处理信息,互联网的出现，提高了信息交互的效率与精确性劳动力进一步解放,工业互联网与全球智能制造变革,目标,质量、效率、效益、创新、绿色,特征,战略方向,技术基础,战略计划,外在：个性化定制、智能化生产、网络化协同、服务化延伸,外在：个性化定制、智能化生产、网络化协同、服务化延伸,智能制造,工业互联网（工业物联网/工业CPS）+智能化设备+新材料+新工艺+,德国工业4.0,美国先进制造/工业互联网,中国制造2025/互联网+/两化深度融合,德国工业4.0：人机物信息互联互通,时间,18世纪末,工业1.0创造了机器工厂的“蒸汽时代”,20世纪初,电力广泛应用,蒸汽机,信息物联系统,1970年代初,今天,工业2.0将人类带入分工明确、大批量生产的流水线模式和“电气时代”,工业3.0应用电子信息技术，进一步提高生产自动化水平,自动化、信息化,工业4.0开始应用信息物理融合系统（CPS）,复杂度,目标：建立一个高度灵活的个性化、数字化产品与服务的生产模式,关键点：“原材料（物质）”=“信息”。智能工厂使用了含有信息的原材料，实现了“原材料（物质）”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分。所以，工业4.0将成为最后一次工业革命。,劣势：大企业大而不强，整体还处在工业2.0、2.5时代,基础设施落后、创新能力差、人口及劳动力需进一步解放、中小企业投入缺乏长远规划不能照搬德国工业4.0,优势：互联网消费领域的资源优势已建立,已有基础：互联网意识、互联网思维、互联网基础设施、互联网资本、互联网公司如可以推动互联网优势向传统领域扩展，跨界合作，整合思维，达到1+12的效果，对中国实现第四次工业革命的强国梦就显得更有意义,我国工业化发展现状及优劣势,“互联网+”提出,2015年3月5日十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。,“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新，发展壮大新兴业态，打造新的产业增长点,中国制造2025,效益,国家效益：20年3万亿美元GDP增量。企业效益：效率20%，成本20%，节能减排10%。,4,十大重点领域,五大工程,核心关键,一条主线,2015年,中国制造2025+“1+X”实施方案和规划体系+高端领域技术路线图的绿皮书,信息化与工业化深度融合,创新驱动、智能转型,国家制造业创新中心建设工程,大力推进智能制造,新一代信息技术,高档数控机床和机器人,航空航天装备,海洋工程装备及高技术船舶,先进轨道交通装备,智能制造,网络化、数字化、智能化,工业强基工程,绿色发展工程,节能与新能源汽车,电力装备,新材料,生物医药及高性能医疗器械,农业机械装备,高端装备创新工程,已通过近期印发,互联网+,中国制造2025战略规划,互联网+&中国制造2025对中国的现实意义,“互联网+”跨界、跨领域交互的载体和平台（无形之手）,通过这一平台，实现多层面、深领域、跨业界的合作交互。交互过程中必将产生商业模式、产品体验、服务方式大创新，很可能带来大跨越，使中国制造业跨越3.0，实现4.0。信息跨界交流更加频繁，将会推动生产要素再分配、再优化。随着要素、信息资源的层层递进和深化交互，基础技术领域短板会被补齐，体现后发优势。,中国制造2025目标引导、平台搭建、资源要素互动（有形之手）,通过政府平台，可以有效地对目标进行引导，搭建平台，推动资源要素互动。,工业互联网的内涵,端到端数据流动,智能化生产,服务化延生,个性化定制,网络化协同,工业互联网应用智能制造模式、业态,工业互联网网络体系全球互联智能制造基础设施,IT网络,OT网络,工厂外网络/全球互联网络,工厂内网络,工业互联网终端机器、物料、控制系统、信息系统、智能产品、人,工业互联网是互联网和新一代信息技术与全球工业系统全方位深度融合集成所形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。,工业互联网是网络，实现机器、物品、控制系统、信息系统、人之间的泛在联接工业互联网是平台，通过工业云和工业大数据实现海量工业数据的集成、处理、分析工业互联网是新模式新业态，实现智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸,数字化、智能化：物质即信息，物与物的互联，物与机的互动,零件自动入库,交付自动排序,交付信息自动传递,工业互联网的发展与应用,在产品零部件上镶嵌RFID芯片,在产品零部件上激光打印二维码,车辆识别自动开闸,光感计数传送带,开放与互联,工业互联网的发展与应用,根据市场数据经验预测,顾客选择产品型号,经销商,人,库存,企业主机,交付,有,无,订单,人1,人2,产品,机器1,机器2,物料1,物料2,合作厂3,合作厂1,合作厂2,信息交互,指令（订单）,物的流向,现在的工厂生产模式,智慧工厂,市场大数据判断,顾客定制,企业网络,人,网络交互,产品,机器1,机器2,物料1,物料2,合作厂3,合作厂1,合作厂2,网络交互,指令（订单）,物的流向,知道，我能在XXX时间完成交付,知道，我可以按时完成交付,知道，有点儿小困难，一定克服完成,知道，订单紧急，正在寻求其他资源，一定完成,全程可视化信息,我从哪里来，要到哪里去？你来怎么操作,在这里你要让我达到质量要求,我是谁？我从哪来？要到哪去？要按什么时间、地点交付给谁？,我们一起配合,知道按程序1操作,知道按程序2操作,总体干得不错！XX机器下次需要修理，有些产品我们工厂可以做吗？怎么做？,未来的智慧工厂生产模式,第一:通过大数据和分析建立核心竞争优势；第二:通过云计算重新塑造企业业务模式；第三:通过移动和社交技术构建互动参与体系。,运用新一代信息技术促使传统企业向智慧企业转型,工业互联网的发展与应用,运用新技术创新业务模式,围绕“互联网工业概念”，海尔形成了从供应链、智能工厂、电子商务平台端到端的深度集成，其中，工业大数据扮演了重要角色。,海尔互联网工厂,航天二院天智云,云平台资源池实现云协同制造,航天二院将全集团600余家单位全部接入云制造平台，提供协同设计、云研发、商机对接、创新服务等，目前已汇聚3万余家企业，业务订单超过2万个。,云制造平台,设计仿真检测设备,制造资源与制造能力,产品全生命周期资源,企业A,企业B,生产服务资源,企业C,工业互联网总体架构,三大智能化闭环：智能生产控制、智能运营决策优化、消费需求与生产制造精确对接,数据：本质是数据智能在工业中的全生命周期应用，包括“采集交换-集成处理-建模分析-决策与控制”，形成优化闭环，驱动工业智能化。网络：本质是实现数据智能的网络基础，包括网络互连、标识解析、应用支撑三大体系。安全：本质是工业/产业互联网各个领域和环境的安全保障，包括设备安全、控制安全、网络安全和应用安全等。,用户（消费者与企业用户）,网络,数据,安全,应用安全,数据安全,控制安全,设备安全,网络安全,应用支撑,标识解析,网络互连,智能化生产企业内,网络化协同企业企业,个性化定制企业用户,服务化延生企业产品,产业视角,互联网视角,应用,产业建模、仿真与分析,数据集成与处理,运营决策优化,产业数据采集交换,生产反馈控制,物理系统,未来的趋势互联网大脑,传统互联网,移动互联网,工业互联网,物联网,大数据,云计算,工业互联网的面临的安全挑战,开放、互联、智能形势下的工控安全挑战,工业云平台,工厂外网,定制业务,协同业务,产品服务,智能工厂,协作企业,工厂内网,工业云平台,ERP,SCM,CRM,MES,SCADA,工程师/操作员站,HMI,智能传感器,工业机器人,智能机械,控制环境开放化使外部互联网威胁渗透到工厂控制环境,控制安全,网络安全,数据安全,网络IP化、无线化以及组网灵活化给工厂网络带来更大的安全风险,数据的开放、流动和共享使数据和隐私保护面临前所未有的挑战,设备安全,设备智能化使生产装备和产品暴露在网络攻击之下,工业互联网面临的五大安全风险,高级持续性威胁,工业互联网面临的五大安全风险,五大威胁漏洞剧增,工控安全漏洞数量（2000-2015）,1552个工业控制软硬件设备漏洞,涉及123家工控厂商,33%（516个）没有被修复,90%漏洞披露于“震网”事件后,465个漏洞为易利用的HMI漏洞,2000年-2016年,五大威胁漏洞剧增,五大威胁外国设备后门带入威胁,2013年底-2014年初，某军工企业在广州采购了大批的高端数控机床运到兰州，到兰州开机后却无法运行，被锁住了，企业在与广州的代理商沟通后，代理厂商质疑机床采购地点在广州，操作使用地点在兰州，需要报备申请才可以使用。,五大威胁外国设备后门带入威胁,后门的来源,为什么存在后门,后门的威胁,外国设备大量应用,远程维护需求,旁路控制拒绝服务信息泄露,五大威胁工业网络病毒,2010年,2011年,2012年,2014年,2015年,Stuxnet病毒精准打击,Duqu病毒战术情报收集渗透潜伏,Flame病毒战略情报采集渗透潜伏,Havex杀虫战略情报采集渗透潜伏,“方程式组织”战略情报采集渗透潜伏,高技术含量的攻击手段不断出现，病毒日趋复杂,五大威胁攻击趋易,发现工控系统越来越容易,五大威胁攻击趋易,获取工控系统的攻击方法越来越容易,黑客大会,开源社区,白帽社区,SCADAPass,2016年：,PLCBlaster,五大威胁攻击趋易,入侵事件时有发生,五大威胁高级可持续威胁（APT),APT2.0的特点,以Havex为代表的新一代APT攻击将工业控制网络安全的对抗带入了一个新的时代。,APT2.0,