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第1章 绪论1

1.1工业控制系统与工业控制网络概述1

1.1.1什么是工业控制系统1

1.1.2什么是工业控制网络3

1.1.3工业控制网络与传统IT信息网络4

1.2国内工业控制行业现状6

1.3国内工业控制网络安全趋势分析7

1.4工业控制系统常用术语9

1.5本章小结10

1.6本章习题10

第2章 工业控制系统基础11

2.1数据采集与监视控制系统11

2.1.1什么是SCADA系统12

2.1.2 SCADA后台子系统的主要功能13

2.1.3 SCADA系统未来的技术发展14

2.2分布式控制系统14

2.2.1什么是DCS14

2.2.2 DCS的组成15

2.2.3 DCS的特点16

2.3工业控制系统中的常用控制器17

2.3.1可编程逻辑控制器17

2.3.2可编程自动化控制器19

2.3.3远程终端单元20

2.4工业控制系统现场设备的种类22

2.4.1智能电子设备22

2.4.2人机界面23

2.5 PLC设备的技术原理25

2.5.1 PLC的产生与特点25

2.5.2 PLC的基本组成与工作原理27

2.5.3 PLC的基本指令系统31

2.5.4 PLC的通信技术36

2.5.5 PLC的接口技术38

2.6典型工业领域的工业控制网络39

2.6.1钢铁行业的工业控制网络39

2.6.2石化行业的工业控制网络39

2.6.3电力行业的工业控制网络42

2.6.4市政交通行业的工业控制网络43

2.7本章小结44

2.8本章习题45

第3章 工业控制网络安全威胁46

3.1工业控制网络概述46

3.1.1现场总线控制网络46

3.1.2过程控制与监控网络47

3.1.3企业办公网络48

3.2工业控制网络常见的安全威胁48

3.2.1高级持续性威胁攻击49

3.2.2工业控制网络病毒50

3.2.3工业控制网络协议安全漏洞55

3.3工业控制系统脆弱性分析56

3.3.1现场总线控制网络脆弱性分析57

3.3.2过程控制与监控网络脆弱性分析57

3.3.3企业办公网络脆弱性分析58

3.4本章小结59

3.5本章习题60

第4章SCADA系统安全分析61

4.1SCADA系统安全概述61

4.1.1 SCADA系统的组成61

4.1.2 SCADA系统的安全需求62

4.1.3 SCADA系统的安全目标64

4.1.4 SCADA系统的脆弱性65

4.2 SCADA系统安全的关键技术69

4.2.1安全域划分及边界防护69

4.2.2 SCADA系统异常行为检测技术75

4.2.3 SCADA系统安全通信及密钥管理79

4.2.4 SCADA系统安全管理84

4.3 SCADA系统安全测试平台91

4.3.1 SCADA系统安全测试平台的重要性91

4.3.2 SCADA系统安全测试平台的分类92

4.3.3 SCADA系统安全测试平台的搭建93

4.3.4基于SCADA系统安全测试平台的实验94

4.3.5 SCADA系统安全测试平台实例——HoneyNet95

4.4 SCADA系统安全典型案例97

4.5 SCADA系统安全发展趋势98

4.6本章小结99

4.7本章习题100

第5章 工业控制网络通信协议的安全性分析101

5.1工业控制网络常用通信协议概述101

5.2 Modbus协议102

5.2.1 Modbus协议概述103

5.2.2 Modbus协议存在的安全问题108

5.2.3 Modbus协议安全防护技术109

5.3 DNP3协议110

5.3.1 DNP3协议概述111

5.3.2 DNP3协议存在的安全问题112

5.3.3 DNP3协议安全防护技术114

5.4 IEC系列协议114

5.4.1 IEC系列协议概述115

5.4.2 IEC系列协议存在的安全问题121

5.4.3 IEC系列协议安全防护技术122

5.5 OPC协议123

5.5.1 OPC协议概述124

5.5.2 OPC协议存在的安全问题131

5.5.3 OPC协议安全防护技术133

5.6本章小结135

5.7本章习题135

第6章 工业控制网络漏洞分析136

6.1工业控制网络漏洞概述136

6.1.1工业控制网络安全漏洞挖掘技术分析136

6.1.2 工业控制网络安全漏洞分析138

6.1.3工业控制网络安全漏洞标准化工作139

6.1.4工业控制网络安全漏洞态势分析141

6.2工业控制网络安全漏洞分析技术144

6.2.1已知漏洞的检测技术144

6.2.2未知漏洞的挖掘技术148

6.3上位机漏洞分析152

6.3.1上位机概念和简史152

6.3.2上位机常见安全问题154

6.3.3上位机典型漏洞分析155

6.4下位机漏洞分析161

6.4.1下位机概念和简史162

6.4.2下位机常见安全问题163

6.4.3下位机典型漏洞分析164

6.5工控网络设备漏洞分析169

6.5.1工控网络设备概念169

6.5.2工控网络设备常见安全问题169

6.5.3工控网络设备典型漏洞分析170

6.6本章小结173

6.7本章习题173

第7章 工业控制网络安全防护技术174

7.1工业控制网络安全设备的引入和使用方法174

7.1.1从信息安全到工业控制网络安全174

7.1.2工业控制网络安全设备的引入175

7.1.3工业控制网络安全设备的使用方法179

7.2对工业控制网络已知安全威胁的防护方法181

7.2.1结构安全182

7.2.2设备与主机安全185

7.2.3行为安全187

7.2.4基础软硬件安全189

7.2.5安全时间持续性196

7.3对工业控制网络未知安全威胁的防护方法198

7.3.1纵深防御技术198

7.3.2异常行为检测199

7.3.3白名单技术202

7.3.4关联分析技术205

7.3.5蜜罐技术209

7.4本章小结210

7.5本章习题211

第8章 综合案例分析212

8.1先进制造行业案例212

8.1.1先进制造行业工控网络安全分析212

8.1.2先进制造行业工控网络安全解决方案215

8.2城市燃气行业案例220

8.2.1城市燃气行业工控网络安全分析220

8.2.2城市燃气行业工控网络安全解决方案222

8.3石油化工行业案例226

8.3.1石油化工行业工控网络安全分析226

8.3.2石油化工行业工控网络安全解决方案228

8.4本章小结235

8.5本章习题235

附录 国内外工控系统典型攻击事件236

参考文献242