如何保障工业安全？密钥和加密防护必不可少！

ningxueqin

公共密钥加密用于网络安全，并且在工业自动化领域得到越来越多的应用。大多数人都熟悉加密，seeed studio加密本质上涉及到对数据进行拼接，并使有意义的数据显示为位、字节或字符的随机序列。跳线帽通过对数据进行加密、传输，然后使用共享私钥进行解密。由于采用相同的密钥用于加密和解密数据，因此这被称为对称密钥加密。
    到目前为止，许多工程师认为工业安全性是指限制对安全性相关系统的物理访问。jst产生这种想法的主要原因是，过程控制通常在所谓的车间层级shopfloorlevel（也称为现场层级fieldlevel）进行，而与较高层级（“包含MES和ERP的SCADA层级和企业层级”）的连接极少。甚至在车间层级的机器对机器的连接性通常也被降低到最低限度。
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    考虑到这种情况，它仅需要对控制器进行有限的物理访问即可达到足够的安全级别。您将它们锁在机柜中，然后仅将钥匙交给选定的人员。
    但是，当您实施更大规模的连接性和TCP/IP网络,以在计算机之间或现场层级与企业层级之间传输数据时，情况确实会发生巨大变化。突然之间，入侵者有了强有力的切入点。在这种情况下，需要提高安全性水平。当我们在互联网连接上使用https协议或***时，我们都知晓并使用这种安全机制。即使办理网上银行业务，我们也要依靠此安全级别。但是对于我们许多工程师来说，这种安全技术是一个未知领域。
    使用密钥代替秘密机制



    假如您想将密信放入密封盒中来保护它的机密性，您可以使用带有隐藏机关的盒子。由于您自己建立的这套机制，并且从未告诉任何人如何打开它，所以您信任它的保护能力。它为您提供了足够的安全性。但是，如果您需要将这个盒子发给一百英里外的朋友海伦，该怎么办？那么她也需要知晓这个秘密机关。所以您需要先拜访她，私下告诉她这个秘密机关（发一封信，附上如何打开盒子的说明，这样做并不是最好的办法）。现在，假设您有几个朋友，并且想要与每个人共享机密信件。但是您不希望雪莉读到您发给海伦的信。您就需要为每个朋友发明不同的秘密机制。而且，您甚至无法将盒子再次用于其他人，因为一旦您与海伦共享了秘密，便无法再与其他朋友安全地使用盒子了。
    这就是锁和钥匙的作用，它可以解决您的问题：



    您使用钥匙和锁，而不是秘密机制。每个人都知道锁的一般构造以及如何用钥匙打开它。但是，如果没有合适的钥匙，即使具备这方面的知识也对打开盒子毫无帮助。因此，您无需共享秘密，而只需共享密钥。拥有合适钥匙的任何人都可以打开盒子并阅读里面的机密信件。以下是这个概念的一些优点：
    每个锁可以有多把钥匙。
    您可以轻松地为每个盒子配几把锁，以强制使用多把钥匙。
    如果钥匙丢失，您可以换锁。
    与保守机密相比，复制钥匙是不可能的，或者至少是非常困难的（如果有两个以上的人知晓机密，您甚至都不知道谁泄露了机密）。
    您可以使用复杂的主副钥匙系统，其中一把钥匙能打开这一组中的多把锁，而其他钥匙只能打开其中的某一把锁。
    是的，我知道您在想什么：钥匙可以复制，可能丢失，也可以撬锁。这就对了：您刚刚发现了另一个安全概念：
    百分百的安全性不存在，也永远不会存在
    每种安全概念都有若干种可以攻破的方法。您只能划分不同的安全级别。安全级别越高，入侵者克服安全措施的困难或代价就越大。例如，IT中的现代安全概念确实使用了可以由入侵者重建的密钥。但是即使用现有最高的计算能力，他们也需要数百年时间才能做到这一点。这自然而然地向我们展示了安全性的另一个基本原则：
    正如计算能力不是一个静态值，而是随着时间呈现指数增长一样，安全性概念也不是静态的。他们与入侵者的概念进行永久斗争，其主要目标是超越入侵者的概念。
    您是否意识到在自动化行业中改变想法的必要性？您无法制造出能够提供20年足够安全级别的机器。安全性无所不包，而不仅仅是“绝不接触正在运行的系统”。 安全设备在其生命周期中需要不断进行安全更新。
    但是回到密钥的概念。你们都知道密码锁。因此，您已经知道密钥不一定是您拥有的物理设备，它很可能是秘密知识：也就是所谓的密钥代码。
    通常的做法是同时使用物理所有权和秘密知识这两方面的安全概念，从而实现两种类型的互补：如果您丢失了密钥或密钥被盗，新拥有者将无法在不知晓秘密知识的情况下使用它。如果有人从远处窥得秘密知识，您还需要获得物理密钥。
    因此，密钥可以是数字或数值。我们如何在IT中使用这个概念？这就是下面这个术语的内在核心：
    加密



    密码术是一种通过加密来锁定秘密信息的方法。加密消息的最简单方法是，例如，用数字代替每个字母（A=1，B=2，依此类推）。但这又是一个秘密方法。与秘密方法相比，使用密钥具备上述所有优点。一种常见的已知方法是使用转换表作为密钥。每个符号都由从转换表派生的代码代替。这种方法称为“编码”，编码矩阵是解密的关键。但是还有更复杂的方法：假设您将信息写在一张纸上，然后以随机方式在纸上放置许多其他字母。您的信息字母将嵌入在其他字母之间。如要读取信息，您需将带有切口的遮蔽层放在包含信息的纸上。通过密钥遮盖层，您看到的只有与信息相关的字母。注：您正在使用带有密钥机制的加密方法。我将在本系列的后面部分向您展示数字加密方法。但是您可以将其视为数学计算规则。加密结果X是通过从原始消息M进行计算得出的，该计算（方法）始终相同，但每次对消息进行加密时使用的参数K（密钥）不同。X=M+K是一条简单的加密规则。在不知道K的情况下，您将无法从M计算出X。您需要知道解密消息M的密钥。但是，通过这条简单的加密规则，您也可以完美地发现陷阱：
    假设M为消息的ASCII码。为了对单词“HELLO”进行编码，可以使用数字表示形式72、69、76、76、79。使用密钥K=10，您将获得8279868689（R）的加密数字表示形式。在具备一定的规则知识后，入侵者就已经有了一些猜测关键值的线索。您需要查找字母间距为0，-3，+4，+4，+7的单词。 因此，您将从A到Z的每个字母用作第一个单词。您会得到一个列表，从AXEEH、BYFFI、CZGGJ到ZWDDG。
    请下载随附的EXCEL表格以及完整的计算列表。您也可以用不同的密钥值尝试这种方法。
    能得出现有英语单词的唯一密钥值为10！因此，在得出足够多的M之后，在本例中只有5个（单词HELLO的五个字母），您就会找到一条完美的线索来得出密钥K。换句话说：这个加密公式的安全级别很弱，因为它是数字代码的简单转换。您可以通过在计算规则中使用多个密钥值来获取加密项，从而改进这个公式：
    X=(N+K1–K2).
    这条规则就像使用两个这样的挂锁：



    它根本不会提高您的安全性。但是使用两个更智能的密钥确实有帮助：
    X=(M+K1)*K2.
    是的，我们也可以为该公式构建一个EXCEL工作表，但是我们需要检查26*26=676行。这也增加了得出不止一个有效英语单词的概率。
    请注意，这些算法都不能用于安全加密。它们只是易于理解的示例，以展示在寻找有用的加密原理时必须解决的问题。
    企业可以选择安全可靠的数据加密产品，来对公司的重要数据进行加密。专业的数据加密公司有自己的系统，可以非常有效的保护企业的数据，不受到外来黑客的攻击。可以保证公司企业的文件不受到网络恶意攻击以及数据篡改，进一步保证公司核心数据的安全。