教案4 工控安全防护

××××课程教学方案（20～20学年第学期）开课单位：智能制造系课程名称：工业控制系统安全课程代码：课程类别：专业核心课学分学时：4/64专业班级：23工业互联网应用1班教师姓名：教务处制表《工业控制系统安全》课程教学方案基本信息授课内容（任务/模块）任务4.1认识工控安全防护授课学时2授课班级授课时间班级人数授课地点教学分析教学内容分析本次课程通过对工控安全防护相关政策法规、标准规范的解读，帮助学生理解工控安全防护的基本概念、标准及要求。教学目标素质目标：增强学生对工业控制系统安全重要性的认识，树立正确的安全观；通过小组讨论和协作完成项目任务，培养学生的团队合作能力；鼓励学生运用所学知识解决实际问题，提高分析和解决问题的能力；激发学生对新技术的好奇心，养成主动学习的习惯，以便适应不断变化的技术环境。知识目标：理解工业控制系统安全定义，理解工业控制系统信息安全需求；了解工控安全防护标准及其分类；掌握工控安全防护等级，能从受破坏后的影响程度、抵御威胁程度、安全防护能力和上级监管四个维度进行特征的区分和定义；了解工控安全防护的基本要求。能力目标：能够深入理解工业控制系统的基本构成、工作原理及其面临的主要安全威胁。能够分析工控安全防护标准、等级及要求，理解这些标准和要求对于保障工业控制系统安全的重要性。能够根据具体的工业控制系统，运用所学的工控安全防护知识，制定初步的安全防护方案或策略。教学重点和难点教学重点：工业控制系统面临的主要安全威胁（如网络攻击、病毒感染、内部人员威胁、设备故障等）。国内外关于工控安全防护的主要标准和规范，如《工业控制系统安全防护指南》等，及这些标准在保障工控系统安全中的重要作用。工控安全防护等级的划分依据、等级特点及其在实际应用中的意义。教学难点：全面理解工控安全防护要求，并能够将其应用于具体的工控系统中；根据具体的工控系统，制定有效的安全防护方案。教学资源教学实施过程教学环节和内容：导入（10分钟）：通过实例讲解工业控制系统的功能、重要性及其面临的主要安全威胁（如网络攻击、病毒感染、内部人员威胁、设备故障等），引出工控系统安全的重要性。理论讲授（45分钟）：结合《工业控制系统信息安全防护指南》详细介绍工控安全防护标准；工控安全防护等级；工控安全防护要求。案例分析+小组讨论（30分钟）：通过实际案例，分析工控安全防护在技术防护、管理防护、应急响应等方面的要求，加深学生对知识点的理解，并启发学生尝试将其应用于具体的工控系统中。针对具体的工控系统，在综合考虑系统的特点、安全威胁、防护标准等多个因素的前提下，制定有效的安全防护方案。总结反馈（5分钟）：汇总讨论结果，教师点评，给出进一步改进的意见。教学方法手段、师生互动设计、时间分配等要素：教学方法手段：讲授法：通过PPT演示理论知识。案例教学法：利用实际案例帮助学生理解理论知识的应用。实操演练：让学生亲手操作，提高实际操作能力。小组讨论：促进学生间的交流与合作，提高解决问题的能力。师生互动设计：在导入阶段，提问学生对工业控制系统安全的看法，引导思考。在案例分析阶段，邀请学生分享自己了解的相关案例，并分析其背后的教训。实践操作阶段，教师巡回指导，解答学生疑问。小组讨论结束后，随机抽取小组展示讨论成果，其他小组成员提问，教师总结。时间分配：导入：10分钟理论讲授：45分钟案例分析+小组讨论：30分钟总结反馈：5分钟作业及考核要求教学反思教学成效：反思改进：

《工业控制系统安全》课程教学方案基本信息授课内容（任务/模块）任务4.2工控网络边界安全防护授课学时4授课班级授课时间班级人数授课地点教学分析教学内容分析本课程对工控网络边界安全防护进行专题讲解，主要内容涵盖工控网络边界安全防护的产生背景、防护要求，并以工业防火墙为例重点讲解工控网络边界安全防护的关键技术等；结合具体任务，通过对工业防火墙的策略配置及网络模式配置等操作，帮助学生掌握如何通过工业防火墙识别与控制通过工业控制网络的数据流量，从而抵御来自内外网对工控设备的攻击。本课程采用理论讲解与任务实操相结合的方式来完成教学内容。教学目标素质目标：提高学生对工控网络安全的认识和重视程度，增强安全防护意识。通过实操练习，培养学生在团队中协作解决问题的能力和沟通协调的能力。不断提升自己的专业技能和知识水平。知识目标：了解网络边界安全防护基本要求，理解常见的安全产品和防护策略；掌握常用的工控网络边界安全防护技术。包括：掌握工控网络边界安全防护的必要性和重要性；理解工控网络边界的定义及其面临的威胁；熟悉边界防护的主要措施和技术，如防火墙、网闸等设备的配置和应用。能力目标：能够根据工控网络的实际需求，设计和实施有效的边界安全防护方案。熟练进行工业防火墙的配置和调试，确保其正常运行并有效抵御内外网攻击。能够分析和解决工控网络边界安全防护中遇到的实际问题。教学重点和难点教学重点：工控网络边界安全防护的任务和要求；工业防火墙的配置和应用；边界防护设备（如防火墙、网闸）的选择和使用原则。教学难点：深入理解工控网络边界安全防护的复杂性和多样性，根据不同场景制定合适的防护策略。熟练掌握工业防火墙的配置和调试技巧，确保防护方案的有效性和可靠性。应对和解决工控网络边界安全防护中可能出现的各种问题和挑战，如新型网络攻击、数据泄露等。教学资源教学实施过程教学环节和内容：导入（15分钟）：通过工业网络安全事件案例，阐述工控网络面临的各种威胁，如病毒、黑客攻击等，引入进行工控网络边界安全防护的必要性。理论讲授（35分钟）：详细介绍工控网络边界安全防护的任务、要求及关键技术。任务实操+巡回指导（120分钟）：对工业控制网络实施分区分域管理，对无线接入设备、远程访问设备实施严格访问控制。通过对工业防火墙的策略配置和网络模式配置，实现在不同业务场景或系统场景中的应用。通过本次实操，要求学生掌握工业防火墙的基本概念、工作原理，并能够熟练进行工业防火墙的相关配置。总结反馈（10分钟）：汇总讨论结果，教师点评，给出进一步改进的意见。教学方法手段、师生互动设计、时间分配等要素：教学方法手段：讲授法：通过PPT演示理论知识。案例教学法：利用实际案例加深学生对理论知识的理解。实操演练：通过工业防火墙的相关配置，让学生亲身体验如何通过工业防火墙抵御来自内外网对工控设备的攻击。师生互动设计：在导入部分，通过提问的方式引导学生思考工控网络面临的各种威胁，以及进行工控网络边界安全防护的必要性。在案例分析环节，鼓励学生积极参与讨论，分享自己的观点。实操演练过程中，教师巡回指导，解答学生疑问。讨论与总结环节，邀请各小组代表发言，分享演练经验。时间分配：导入：15分钟理论讲解：35分钟任务实操：120分钟总结：10分钟作业及考核要求教学反思教学成效：反思改进：

《工业控制系统安全》课程教学方案基本信息授课内容（任务/模块）任务4.3工控网络通信安全防护授课学时4授课班级授课时间班级人数授课地点教学分析教学内容分析本课程对工控网络通信安全防护进行专题讲解，主要内容涵盖工控网络通信安全防护的产生背景、防护要求，并以工控检测审计系统为例重点讲解工控网络通信安全防护的关键技术等；结合具体任务，通过对工控检测审计系统的设置和操作，帮助学生掌握如何通过该系统保证工业控制系统的网络通信免受未经授权的访问、数据泄露、恶意软件感染、网络攻击等安全威胁，保障敏感数据的安全传输。通过本节课的学习，学生将能够全面了解工控网络通信安全防护的相关知识，掌握关键技术和设备的使用方法，提高网络安全防护能力和实践操作能力。同时，也将培养学生的安全意识和团队合作精神，为未来的职业发展奠定坚实的基础。教学目标素质目标：培养学生的安全意识，提高学生对网络安全问题的重视程度。提升学生的实践操作能力，使学生能够在实际工作中应用所学知识。培养学生的团队合作精神和解决问题的能力，使学生能够在复杂环境中有效应对网络安全挑战。知识目标：掌握工控网络通信安全防护的基本概念、任务和要求。熟悉工控网络通信安全防护的关键技术和设备。能力目标：能够分析和评估工控网络通信中的安全风险。能够设计和实施有效的工控网络通信安全防护措施。能够熟练操作工控检测审计系统，进行网络流量监测和异常行为检测。教学重点和难点教学重点：工控网络通信安全防护的基本原则和关键技术；工控检测审计系统的使用方法和操作流程。教学难点：如何根据具体的工控网络通信环境，设计和实施有效的安全防护措施。如何应对和防范不断演变的网络攻击技术和手段。教学资源教学实施过程教学环节和内容：导入（15分钟）：通过工业网络安全事件案例，阐述工控网络面临的各种威胁，如未经授权的访问、数据泄露、恶意软件感染、网络攻击等，引入进行工控网络通信安全防护的必要性。理论讲授（35分钟）：详细介绍工控网络通信安全防护的任务、要求及关键技术。任务实操+巡回指导（120分钟）：完成对工业流量审计系统的配置，实现工业控制系统网络通信安全防护，本实验场景为智能制造行业中的实际业务环境，在整体网络拓扑中，挑选其中的一个上位机进行审计设备的整体设置与操作。通过本任务的学习，掌握工业流量审计设备在日常应用中的基本操作，提升网络环境的安全性，通过告警等核心能力降低整体网络环境中的风险点。总结反馈（10分钟）：汇总讨论结果，教师点评，给出进一步改进的意见。教学方法手段、师生互动设计、时间分配等要素：教学方法手段：讲授法：通过PPT演示理论知识。案例教学法：利用实际案例加深学生对理论知识的理解。实操演练：通过工业流量审计系统的配置，让学生亲身体验通过对工业流量审计的基本策略配置、审计设备的主要功能告警及功能的学习，能够进行工控设备的网络流量分析、回溯分析和实时监测审计，实现其在不同业务场景或系统场景中的应用。师生互动设计：在导入部分，通过提问的方式引导学生思考工控网络面临的各种威胁，以及进行工控网络通信安全防护的必要性。在案例分析环节，鼓励学生积极参与讨论，分享自己的观点。实操演练过程中，教师巡回指导，解答学生疑问。讨论与总结环节，邀请各小组代表发言，分享演练经验。时间分配：导入：15分钟理论讲解：35分钟任务实操：120分钟总结：10分钟作业及考核要求教学反思教学成效：反思改进：《工业控制系统安全》课程教学方案基本信息授课内容（任务/模块）任务4.4工控工业主机安全防护授课学时4授课班级授课时间班级人数授课地点教学分析教学内容分析1.工控工业主机安全防护的任务：阐述工控工业主机在工业生产中的核心地位及其面临的安全威胁。分析工控工业主机安全防护的重要性和紧迫性。2.工控工业主机安全防护的要求：介绍身份鉴别、访问控制、安全审计、入侵防范、恶意代码防范、漏洞防范、移动储存媒体、剩余信息防范、资源控制、可信验证防范、操作系统安全等方面的安全防护要求。3.工控工业主机安全防护的关键技术：介绍工业主机卫士、防病毒技术、工控主机加固技术、应用程序白名单技术等。4.工控主机卫士实操。在教学过程中，将注重理论与实践相结合，通过案例分析、实操演练等方式，加深学生对工控工业主机安全防护的理解和掌握。同时，也将鼓励学员积极参与讨论和交流，共同探索和解决安全防护方面的实际问题。教学目标素质目标：培养学员的安全意识和责任感，确保工控系统的安全稳定运行。提升学员的团队协作和沟通能力，共同应对工控系统安全防护的挑战。激发学员的创新思维和学习能力，不断探索和实践新的安全防护技术和方法。知识目标：掌握工控工业主机安全防护的基本概念、任务和要求。了解工控工业主机安全防护的关键技术和最新发展趋势。熟悉工控主机卫士和主机防勒索软件的功能和使用方法。能力目标：能够根据工业生产实际，制定针对性的工控工业主机安全防护措施。能够熟练运用工控主机卫士进行安全防护和应急处理。能够分析和解决工控工业主机在安全防护方面遇到的实际问题。教学重点和难点教学重点：工控工业主机安全防护的关键技术和方法。工控主机卫士的功能和使用方法。教学难点：如何根据工业生产实际，制定针对性的工控工业主机安全防护措施。如何应对和处置勒索病毒等新型网络威胁。教学资源教学实施过程教学环节和内容：导入（15分钟）：通过工业网络安全事件案例，阐述工业主机与外界交互时可能产生安全隐患，引入进行工控工业主机安全防护的必要性。理论讲授（35分钟）：详细介绍工控工业主机安全防护的任务、要求及关键技术。任务实操+巡回指导（120分钟）：完成对工业主机卫士的配置，实现工控工业主机安全防护，本实验场景为智能制造行业中的实际业务环境，在整体网络拓扑中，挑选其中的一个上位机进行工业主机卫士的基本操作与配置。本任务以安全事件为切入点，通过对工业主机卫士的基本策略配置和主要功能的学习，实现其在不同业务场景或系统场景中的应用。总结反馈（10分钟）：汇总讨论结果，教师点评，给出进一步改进的意见。教学方法手段、师生互动设计、时间分配等要素：教学方法手段：讲授法：通过PPT演示理论知识。案例教学法：利用实际案例加深学生对理论知识的理解。实操演练：通过工业主机卫士的配置，让学生亲身体验通过对工