本書(shū)探討工業(yè)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱工控系統(tǒng)）在智能制造環(huán)境下面臨的安全挑戰(zhàn)，全面而系統(tǒng)地闡述工控系統(tǒng)信息安全。本書(shū)共3個(gè)部分，第1部分為工控系統(tǒng)及其信息安全概述，包括工控系統(tǒng)的歷史演進(jìn)與智能制造的趨勢(shì)、工控系統(tǒng)信息安全的重要性、工控系統(tǒng)的智能化安全架構(gòu)設(shè)計(jì)，為后續(xù)章節(jié)的討論奠定基礎(chǔ)；第2部分為工控系統(tǒng)信息安全保障實(shí)踐，包括工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全、工控系統(tǒng)的身份認(rèn)證與訪問(wèn)控制、工控系統(tǒng)的漏洞管理與應(yīng)急響應(yīng)、工控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)，系統(tǒng)地介紹各種關(guān)鍵安全問(wèn)題的解決方法；第3部分為工控系統(tǒng)信息安全未來(lái)展望，包括智能制造背景下的工控系統(tǒng)創(chuàng)新保障、工控系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，探討新興技術(shù)在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

姬五勝，男，中共黨員，博士，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，天津市電子學(xué)會(huì)第八屆理事會(huì)理事。1992年畢業(yè)于陜西師范大學(xué)物理學(xué)專業(yè)，2000年、2004年分別于蘭州大學(xué)、上海大學(xué)獲得碩士學(xué)位和博士學(xué)位，2008年在俄羅斯科學(xué)院無(wú)線電工程與電子學(xué)研究所做訪問(wèn)學(xué)者1年，2022年至今任天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)電子工程學(xué)院副院長(zhǎng)。

目 錄
第1部分 工控系統(tǒng)及其信息安全概述
第1章 工控系統(tǒng)的歷史演進(jìn)與智能制造的趨勢(shì)2
1.1 工控系統(tǒng)的歷史演進(jìn)2
1.1.1 機(jī)械控制時(shí)代的萌芽3
1.1.2 電氣控制時(shí)代的崛起8
1.1.3 數(shù)字控制時(shí)代的到來(lái)11
1.1.4 現(xiàn)代工控系統(tǒng)的特點(diǎn)14
1.2 智能制造的核心理念與技術(shù)基礎(chǔ)15
1.2.1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能制造16
1.2.2 智能化生產(chǎn)與自動(dòng)化決策19
1.2.3 靈活化制造與定制化生產(chǎn)23
1.3 工控系統(tǒng)在智能制造中的角色及其面臨的挑戰(zhàn)26
1.3.1 工控系統(tǒng)在智能制造中的角色26
1.3.2 工控系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)28
本章小結(jié)29
第2章 工控系統(tǒng)信息安全的重要性30
2.1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型與工控系統(tǒng)信息安全30
2.1.1 數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景與意義31
2.1.2 工控系統(tǒng)信息安全面臨的挑戰(zhàn)32
2.1.3 工控系統(tǒng)信息安全的策略與措施32
2.2 工控系統(tǒng)信息安全的關(guān)鍵威脅34
2.2.1 網(wǎng)絡(luò)攻擊與入侵威脅34
2.2.2 惡意軟件及其相關(guān)攻擊35
2.2.3 供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)與惡意供應(yīng)鏈攻擊37
2.2.4 物聯(lián)網(wǎng)和設(shè)備連接的威脅38
2.2.5 內(nèi)部威脅與人為因素39
2.2.6 數(shù)據(jù)泄露和隱私侵犯的威脅40
2.3 工控系統(tǒng)信息安全在智能制造中的戰(zhàn)略地位42
2.3.1 智能制造的背景與挑戰(zhàn)42
2.3.2 工控系統(tǒng)信息安全與智能制造的關(guān)系44
2.3.3 智能制造對(duì)工控系統(tǒng)信息安全的需求46
2.3.4 工控系統(tǒng)信息安全策略的制定與實(shí)施48
本章小結(jié)52
第3章 工控系統(tǒng)的智能化安全架構(gòu)設(shè)計(jì)53
3.1 工控系統(tǒng)信息安全的需求分析與威脅建模53
3.1.1 工控系統(tǒng)信息安全策略的制定與實(shí)施53
3.1.2 工控系統(tǒng)信息安全威脅建模的步驟56
3.1.3 工控系統(tǒng)信息安全的威脅源識(shí)別與分析56
3.1.4 工控系統(tǒng)信息安全的漏洞評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)分析57
3.1.5 工控系統(tǒng)信息安全的關(guān)鍵資產(chǎn)識(shí)別58
3.1.6 工控系統(tǒng)信息安全的需求分析與威脅建模工具59
3.2 工控系統(tǒng)智能化安全架構(gòu)的設(shè)計(jì)原則60
3.2.1 安全性優(yōu)先原則60
3.2.2 最小權(quán)限原則61
3.2.3 防御深度原則62
3.2.4 安全審計(jì)和監(jiān)測(cè)原則63
3.2.5 安全文檔和培訓(xùn)原則64
3.3 工控系統(tǒng)智能化安全架構(gòu)的評(píng)估與持續(xù)優(yōu)化66
3.3.1 工控系統(tǒng)智能化安全架構(gòu)的評(píng)估方法和流程66
3.3.2 安全漏洞和威脅評(píng)估67
3.3.3 安全性能評(píng)估68
3.3.4 工控系統(tǒng)智能化安全架構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化69
3.3.5 工控系統(tǒng)智能化安全架構(gòu)的持續(xù)監(jiān)測(cè)與審計(jì)69
3.3.6 工控系統(tǒng)智能化安全構(gòu)架持續(xù)優(yōu)化面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)趨勢(shì)70
本章小結(jié)72
第2部分 工控系統(tǒng)信息安全保障實(shí)踐
第4章 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全74
4.1 工控網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與通信協(xié)議74
4.1.1 工控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述74
4.1.2 工控網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)76
4.1.3 工控網(wǎng)絡(luò)的組件與設(shè)備77
4.1.4 工控網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議概述77
4.2 工控網(wǎng)絡(luò)的安全策略78
4.2.1 物理安全措施79
4.2.2 網(wǎng)絡(luò)隔離與分段81
4.2.3 防火墻與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備83
4.2.4 入侵檢測(cè)系統(tǒng)與入侵防御系統(tǒng)86
4.2.5 身份認(rèn)證與加密技術(shù)89
4.2.6 人員管理與培訓(xùn)93
4.2.7 安全政策與合規(guī)性95
4.3 工控網(wǎng)絡(luò)的安全實(shí)踐案例97
4.3.1 案例1：工控網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)實(shí)例97
4.3.2 案例2：工控網(wǎng)絡(luò)通信保護(hù)實(shí)例98
4.3.3 案例3：工控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)實(shí)例99
4.3.4 案例4：工控網(wǎng)絡(luò)通信安全的應(yīng)急響應(yīng)99
4.3.5 案例5：智能化應(yīng)用下的通信安全挑戰(zhàn)100
本章小結(jié)101
第5章 工控系統(tǒng)的身份認(rèn)證與訪問(wèn)控制103
5.1 身份認(rèn)證技術(shù)與訪問(wèn)控制模型103
5.1.1 傳統(tǒng)身份認(rèn)證技術(shù)104
5.1.2 其他因素身份認(rèn)證技術(shù)105
5.1.3 生物特征識(shí)別技術(shù)107
5.1.4 單一登錄108
5.1.5 訪問(wèn)控制模型109
5.2 工控系統(tǒng)訪問(wèn)控制策略及其實(shí)施112
5.2.1 訪問(wèn)控制策略的設(shè)計(jì)原則112
5.2.2 身份管理和身份認(rèn)證實(shí)踐113
5.2.3 權(quán)限管理和授權(quán)114
5.2.4 安全審計(jì)和監(jiān)測(cè)機(jī)制115
5.2.5 實(shí)施訪問(wèn)控制策略的挑戰(zhàn)及其解決方法116
5.3 身份認(rèn)證與訪問(wèn)控制的智能化應(yīng)用117
5.3.1 人工智能技術(shù)在身份認(rèn)證中的應(yīng)用117
5.3.2 機(jī)器學(xué)習(xí)在訪問(wèn)控制中的應(yīng)用118
5.3.3 智能化身份認(rèn)證案例分析119
5.3.4 智能化訪問(wèn)控制案例分析120
5.3.5 智能身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制的未來(lái)趨勢(shì)121
本章小結(jié)122
第6章 工控系統(tǒng)的漏洞管理與應(yīng)急響應(yīng)123
6.1 工控系統(tǒng)漏洞掃描與評(píng)估123
6.1.1 漏洞掃描工具和技術(shù)124
6.1.2 漏洞評(píng)估方法126
6.1.3 主動(dòng)掃描與被動(dòng)掃描130
6.1.4 漏洞數(shù)據(jù)庫(kù)131
6.1.5 工控系統(tǒng)漏洞分類132
6.1.6 漏洞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法133
6.1.7 案例研究：工控系統(tǒng)漏洞掃描與評(píng)估的成功實(shí)施134
6.2 漏洞管理流程與最佳實(shí)踐135
6.2.1 漏洞管理的重要性135
6.2.2 漏洞管理流程概述136
6.2.3 漏洞的發(fā)現(xiàn)與報(bào)告137
6.2.4 漏洞的跟蹤與分析138
6.2.5 漏洞的修復(fù)與驗(yàn)證139
6.2.6 漏洞優(yōu)先級(jí)的設(shè)定與管理140
6.2.7 團(tuán)隊(duì)合作與工具選擇141
6.2.8 供應(yīng)商與安全社區(qū)合作142
6.2.9 漏洞管理的最佳實(shí)踐143
6.2.10 案例研究143
6.3 應(yīng)急響應(yīng)與安全事件處理策略144
6.3.1 應(yīng)急響應(yīng)團(tuán)隊(duì)的建立145
6.3.2 安全事件的識(shí)別與分類146
6.3.3 應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃的制訂148
6.3.4 系統(tǒng)功能的恢復(fù)與修復(fù)150
6.3.5 安全事件事后評(píng)估與改進(jìn)150
本章小結(jié)152
第7章 工控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)153
7.1 工業(yè)數(shù)據(jù)采集與處理153
7.1.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與實(shí)施153
7.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理與質(zhì)量管理156
7.2 數(shù)據(jù)加密與隱私保護(hù)技術(shù)157
7.2.1 數(shù)據(jù)加密算法的原理與應(yīng)用158
7.2.2 隱私保護(hù)技術(shù)原理與實(shí)踐159
7.3 數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)的智能應(yīng)用161
7.3.1 智能監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)防護(hù)技術(shù)161
7.3.2 基于人工智能的數(shù)據(jù)泄露檢測(cè)163
本章小結(jié)164
第3部分 工控系統(tǒng)信息安全未來(lái)展望
第8章 智能制造背景下的工控系統(tǒng)創(chuàng)新保障166
8.1 新興技術(shù)在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用166
8.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工控系統(tǒng)中的融合應(yīng)用166
8.1.2 人工智能在工控系統(tǒng)中的優(yōu)化實(shí)踐169
8.2 工控系統(tǒng)信息安全創(chuàng)新案例171
8.2.1 智能工廠中的工控系統(tǒng)信息安全防護(hù)實(shí)例171
8.2.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的信息安全創(chuàng)新與應(yīng)用案例173
8.3 工控系統(tǒng)信息安全的前沿技術(shù)與趨勢(shì)175
8.3.1 零信任安全架構(gòu)及其應(yīng)用175
8.3.2 基于深度學(xué)習(xí)的工控系統(tǒng)異常檢測(cè)與防護(hù)177
本章小結(jié)178
第9章 工控系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)180
9.1 智能化技術(shù)在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用180
9.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能化應(yīng)用180
9.1.2 人工智能在工控系統(tǒng)智能化中的實(shí)踐182
9.2 智能化技術(shù)在工控系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)184
9.2.1 智能化技術(shù)在提升工控系統(tǒng)效率與靈活性中的應(yīng)用184
9.2.2 智能化技術(shù)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策與預(yù)測(cè)能力186
9.3 工控系統(tǒng)智能化的未來(lái)發(fā)展方向188
9.3.1 自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)工控系統(tǒng)188
9.3.2 跨平臺(tái)與跨領(lǐng)域的工控系統(tǒng)智能集成189
本章小結(jié)191
后記192
參考文獻(xiàn)194