工業物聯網(IIoT)正在全球各行各業引發變革,其帶來了前所未有的透明度、效率和創新。然而,連接的每一次延申都伴隨著新風險。在IIoT領域,萬物互聯的世界中,安全的連接和交互不是可選項,而是保障業務持續運轉、保護數據資產,并實現可持續增長的根本保障。
IIoT開啟了很多令人振奮的新機遇,例如預測性維護、智能供應鏈,甚至是全自動的“黑燈工廠”。但與此同時,也引入了嚴峻的安全缺口。每接入一個設備、每傳輸一條數據流、每完成一次系統集成,都可能為網絡攻擊的新入口。
如果沒有強力的安全防護,這些原本旨在加速業務發展的網絡,反而可能成為風險源。在本文中,我們將深入探討IIoT安全的具體挑戰、不同行業架構層中的風險,以及保護IIoT環境的策略。同時,我們還將介紹SEEBURGER BIS平臺如何助力企業在工業生態系統中實現安全、可靠的交互。
為什么IIoT安全如此重要?
IIoT實現了機器、設備與系統在生產、物流、能源等多個領域的互聯互通,持續不斷的實時數據流強化了實時資產追蹤、能源優化、遠程生產控制等關鍵功能。
然而,正是這種高度連接、遠程訪問和實時控制的特性,使得IIoT成為網絡攻擊者的重點目標。隨著越來越多的工業設備接入網絡,其攻擊面呈指數級擴大。微軟在其《2023數字防御報告》中指出,所監測的工業網絡設備中,有78%存在已知漏洞。
如果沒有可靠的安全防護,企業不僅面臨生產中斷、知識產權被竊、合規罰款等威脅,還可能遭遇品牌聲譽受損等長期影響。換言之,如果IIoT環境不安全,那么整個業務運營都將處于風險之中。
識別IIoT的薄弱環節
構建IIoT安全防線的第一步,是理解其架構特點,以及每一層的安全薄弱環節。
從基礎視角來看,IIoT的安全架構可分為三個基本層級:設備層、網絡層和應用層。每一層都具有不同的脆弱點,需制定有針對性的防護策略。
但實際情況往往復雜得多,F代IIoT系統還包括傳感器和執行器等現場設備、實現本地決策的霧計算節點、就近處理數據的邊緣計算層、數據聚合樞紐、云端編排平臺,甚至還有借助AI實現實時分析的智能層。在這樣的架構中,幾乎每一個數據交換點(亦稱“數據鏈”)都可能成為潛在的攻擊入口。系統越復雜,攻擊面越廣,數據完整性、系統編排安全性和業務韌性所面臨的風險也隨之提升。
因此,除了保障基礎層(設備、網絡、應用)的安全之外,確保其之上的數據層也至關重要。這是構建安全、可靠IIoT環境的關鍵所在。

設備層的安全風險
IIoT的設備層通常包括傳感器、執行器、計量儀表、機器人以及其他聯網設備。由于這些設備往往部署在物理不受控的環境中,極易遭受物理破壞、盜竊、固件篡改或惡意軟件注入等威脅。常見的設備層風險包括:數據未加密存儲、使用默認登錄憑據(如“admin/admin”)、缺乏防拆檢測機制,以及固件更新過程不安全等問題。
網絡層的安全風險
在網絡層,數據通常通過有線或無線協議(如MQTT或OPC UA)進行傳輸。這為攻擊者提供了新的攻擊途徑。網絡層主要面臨的風險包括:竊聽攻擊、中間人攻擊、不安全的Wifi配置造成的未授權訪問,以及惡意軟件在設備間的橫向傳播等。
應用層的安全風險
應用層則更多涉及用戶交互與云端集成,諸如API、分析儀表盤、遠程管理工具等,往往成為黑客攻擊的突破口。常見的風險包括:API安全性不足導致敏感數據泄露、身份驗證機制薄弱、數據傳輸與存儲加密不到位,以及缺乏有效的活動監控手段,難以及時發現異常行為。
真正的安全策略,必須立足于對上述各層風險的清晰認知,并延伸到其之上的數據層,才能有效打造一個具備彈性的IIoT安全體系。
現實場景中的IIoT安全威脅
拋開理論,實際案例更能凸顯IIoT安全的重要性。惡意軟件入侵仍是當前嚴峻的威脅之一,攻擊者可通過設備入侵,進一步滲透企業OT與IT系統。
例如,一旦設備錯誤配置為“混雜模式”,就可能無意中暴露整個網絡中的敏感數據,造成嚴重安全隱患。再如,軟件代碼編寫不當,可能引發緩沖區溢出攻擊,讓黑客遠程執行惡意代碼。
此外,缺乏安全管控的API和薄弱的API管理體系,極易被攻擊者利用,造成數據竊取、篡改甚至銷毀。若傳感器數據缺乏完整性校驗,也可能被篡改,導致操作錯誤,甚至對基礎設施造成物理破壞。
上述案例說明,IIoT安全遠非傳統IT防御手段可覆蓋,它亟需專為工業環境設計的多層次安全體系。
如何全面保護IIoT各個層級
構建一個具備韌性的IIoT安全架構,必須從每一層出發,部署針對性的防護措施。
在設備層,企業應優先啟用硬件級加密,并在設備部署后立即更改默認密碼。同時,啟用防拆機制,定期部署已簽名的固件更新,防止惡意代碼注入。
在網絡層,應使用如MQTT+TLS等安全通信協議,確保數據負載加密傳輸。通過VLAN分段及工業防火墻,可有效隔離風險,避免局部攻擊擴大為系統性故障。同時,部署針對工業流量優化的入侵檢測系統(IDS),可實時監控網絡行為,及時識別異常。
在數據與應用層,應啟用強大的多因素認證(MFA),確保訪問安全。API應接受定期安全測試,配合OAuth、輸入驗證及API網關控制訪問風險。無論數據在傳輸中或靜態存儲中,都必須進行加密,并輔以持續的漏洞掃描與滲透測試。
此外,隨著云技術在數據與應用層的廣泛應用,連接性增加也意味著面臨更多網絡暴露風險。
技術防護之外,企業還需強化數據治理。遵循“CIA三原則”:保密性、完整性與可用性,這是建立可信IIoT系統的根基。這包括使用非對稱加密保護設備通信,利用SHA-256等加密哈希函數保障數據完整性,以及通過冗余設計抵御服務中斷。同時,嚴格遵守GDPR及其他數據主權法規,對于涉及個人或敏感工業信息的處理尤為重要。
BIS如何助力IIoT生態安全?
要在所有架構層面實現IIoT集成安全,單靠零散工具遠遠不夠。這正是SEEBURGER發揮作用的關鍵所在。
SEEBURGER BIS平臺為IIoT集成場景提供全面的安全功能。通過MQTT和OPC UA等協議,對設備到云的數據通信進行加密,保障數據安全傳輸。平臺的集中式API管理機制支持OAuth 2.0、API密鑰及流量限制,有效防止未經授權的訪問。
在數據合規方面,BIS平臺通過數據脫敏、加密與訪問權限控制,確保企業在邊緣計算或多云環境中處理數據時依然符合GDPR等法規要求。同時,自動化補丁管理機制可持續抵御新型威脅,而實時監控功能則增強了企業對IT與OT全景的可視化能力。
借助SEEBURGER BIS,企業能夠安全整合IT與OT系統,將IIoT安全從被動防御轉化為競爭優勢。
安全是IIoT成功的基石
工業物聯網帶來了巨大機遇,但只有在保障數據安全和主權的前提下,企業才能真正抓住它們。安全的IIoT集成不僅關乎設備和系統的防護,更直接關系到企業運營的穩定性、品牌聲譽以及未來發展。
要構建一個具有高度韌性的IIoT集成生態,企業必須全面識別潛在風險,從架構各層入手實施精準的安全防護,并建立系統性的數據治理體系。唯有如此,才能將IIoT從一個技術嘗試,真正轉化為驅動業務創新和增長的核心引擎。
SEEBURGER BIS平臺為這一轉型提供了強有力的支撐。通過全面而靈活的安全機制,幫助企業在不斷演進的技術環境中始終掌控主動,以更安全、更可靠的方式實現IIoT集成,為未來的發展打下堅實基礎。
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