湖北UPS電源由整流器、逆變器、蓄電池等組成，主要實(shí)現(xiàn)對市電進(jìn)行濾波、整流、存儲、逆變等功能。在兩化融合的大時代背景下，UPS電源雖然是一種工業(yè)設(shè)備，主要工作在信息化條件下，作為工業(yè)生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)電源的保障屏障，其與網(wǎng)絡(luò)安全息息相關(guān)。

眾所周知，網(wǎng)絡(luò)安全是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護(hù)，不因偶然的或者惡意的原因而遭受到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。其中，UPS電源對偶然原因市電供電異常的保障作用是顯而易見的，以下主要分析UPS電源存在被惡意攻擊的隱患。

UPS的工作原理

UPS電源作為用電設(shè)備電力保障的較后一道屏障，在市電正常時利用市電對負(fù)載直接供電，UPS對市電進(jìn)行一定的處理，例如穩(wěn)壓、濾波等，保障輸出電力的穩(wěn)定;同時在市電正常時，對電池進(jìn)行充電，以保持電池處于滿充狀態(tài)，在市電不正常時，利用電池的電能通過逆變?yōu)榻涣髫?fù)載供電。

KelongKR33系列UPS原理圖

隨著計算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備的迅猛發(fā)展和智能化監(jiān)控需求的快速增長，UPS設(shè)備大都具備高速數(shù)字信號處理器(DSP)、單片機(jī)等智能模塊。進(jìn)而，目前大部分UPS電源都具備動力環(huán)境監(jiān)控等的嵌入式系統(tǒng)，在用戶的實(shí)際使用中，UPS電源一般處于實(shí)時受監(jiān)控的狀態(tài)。

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的原理

動力環(huán)境監(jiān)控的方式有多種，其中小機(jī)房和工業(yè)環(huán)境常用的方式是，應(yīng)用工控計算機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)，進(jìn)行電力信息收集和處理，采用多串口卡的方式實(shí)現(xiàn)對底端動力設(shè)備的采集，通過聯(lián)網(wǎng)回傳實(shí)時數(shù)據(jù)。

UPS等設(shè)備通過智能通信口(RS232、RS485或USB)或者增加的采集模塊，將工作狀態(tài)回傳至工控機(jī)(運(yùn)行動力監(jiān)控系統(tǒng)采集程序的電腦)，由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)議解釋及數(shù)據(jù)處理。工控主機(jī)也可以向UPS設(shè)備發(fā)送控制指令。

湖北EPS電源

動力環(huán)境監(jiān)控原理圖

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，在工業(yè)控制上類似于一款簡易的SCADA工控系統(tǒng)，存在漏洞和網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險。

信息化背景下的人為漏洞攻擊

據(jù)中科院網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究，目前在使用的嵌入式設(shè)備大都處于不設(shè)防的狀態(tài)。特別是許多設(shè)備企業(yè)在生產(chǎn)時未考慮網(wǎng)絡(luò)安全隱患，在聯(lián)網(wǎng)使用時，存在被網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險。同時，該機(jī)構(gòu)模擬了利用工業(yè)病毒，通過嵌入式系統(tǒng)漏洞，“悄無聲息的”對石化設(shè)備進(jìn)行破壞的試驗(yàn)，驗(yàn)證了嵌入式設(shè)備漏洞風(fēng)險。

早在2010年，一個針對伊朗核設(shè)施的超級病毒——Stuxnet蠕蟲就引起了多國情報中心的擔(dān)憂。據(jù)證實(shí)，這種病毒可以發(fā)出指令，突然改變高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，達(dá)到破壞離心機(jī)的目的，同時向中控系統(tǒng)發(fā)出錯誤信息，讓控制人員無法察覺離心機(jī)的異常。該病毒是利用Windows操作系統(tǒng)漏洞和西門子器件漏洞開發(fā)的，旨在破壞伊朗核實(shí)施。俄羅斯常駐北約代表羅戈津稱，病毒給伊朗布什爾核電站造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致放射性物質(zhì)泄漏，危害不亞于切爾諾貝利核電站事故。

不論是棱鏡門還是Stuxnet蠕蟲，有組織的網(wǎng)絡(luò)攻擊都是針對特定漏洞開發(fā)攻擊手段或設(shè)置人為漏洞便于網(wǎng)絡(luò)攻擊。而針對工控系統(tǒng)或工業(yè)設(shè)備漏洞進(jìn)行的攻擊，一般是破壞性的，需要人們時刻警惕，提高意識，加強(qiáng)防范。下圖為權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的工控系統(tǒng)行業(yè)廠商漏洞，較為相關(guān)的廠商包括：西門子、施耐德、Advantech等。

工控系統(tǒng)行業(yè)廠商漏洞數(shù)量餅狀圖

上述內(nèi)容，通過介紹UPS電源的構(gòu)造和動環(huán)監(jiān)控的原理，闡明了UPS電源作為機(jī)房基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)動力、環(huán)境設(shè)備之一，大多是動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)下的嵌入式、可編程的智能化設(shè)備。同時，通過介紹國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)攻擊的案例和手段，特別是針對工控機(jī)設(shè)備及嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)攻擊，說明工控機(jī)、UPS電源等智能化設(shè)備存在人為漏洞的可能，如果沒有保護(hù)措施，工業(yè)生產(chǎn)和信息化設(shè)備就存在被切斷電力供應(yīng)的風(fēng)險，后果不堪設(shè)想。這不是無中生有的臆想，黑客曾經(jīng)發(fā)布過一個針對西門子SIPROTEC系列保護(hù)繼電器執(zhí)行DoS攻擊的工具。

網(wǎng)絡(luò)安全任重道遠(yuǎn)，在注重IT關(guān)鍵應(yīng)用主機(jī)和軟件自主可控的同時，人們也不容忽視供電及動力環(huán)境控制系統(tǒng)的漏洞風(fēng)險。

結(jié)束

2017年，我國正式實(shí)施《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》，其中規(guī)定，國家對重要行業(yè)和領(lǐng)域，以及其他一旦遭到破壞、喪失功能或者數(shù)據(jù)泄露，可能嚴(yán)重危害國家安全、國計民生、公共利益的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，在網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)制度的基礎(chǔ)上，實(shí)行重點(diǎn)保護(hù)，體現(xiàn)了我國對信息安全的重視。保障網(wǎng)絡(luò)安全的一個重要途徑就是自主可控。原信息產(chǎn)業(yè)部副部長呂新奎認(rèn)為，保衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)安全就是保障國家主權(quán)，而自主可控就是保障網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全的基本前提。UPS電源及動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)作為IT網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制的基礎(chǔ)保障，出現(xiàn)漏洞攻擊的危害是破壞性的，需要我們加強(qiáng)防范意識，提高自主可控程度，保障國家網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)生產(chǎn)安全。

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