8、工业物联网中的区块链应用：实现安全数据交换

工业物联网中的区块链应用：实现安全数据交换

1. 工业物联网安全现状

随着企业纷纷迈向工业 4.0 范式，将设备接入互联网以提升系统生产力和效率成为趋势。然而，互联网连接环境下的安全问题令人头疼。据思科报告，31%的公司遭遇过运营技术（OT）攻击，尽管 75%的专家将安全视为高优先级，但仅有 16%的公司确信自身有能力应对网络安全问题。这主要是因为工业物联网（IIoT）环境、端点和通信协议缺乏标准。

1.1 工业物联网安全问题特征

• 端点漏洞 ：IIoT 端点是系统漏洞的主要来源，其定义取决于系统架构。约 72%的端点依赖互联网协议，53%基于 IP 的特定领域协议正逐步取代控制系 统的点对点、不可路由协议。常用协议有 MQTT 和 CoAP，它们在头部大小、功耗和数据丢失方面表现更优。
• ICS 架构安全挑战 ：ICS 架构分为物理层（包含传感器和硬件组件）和网络层（主要由 SCADA 系统组成）。传统上，SCADA 系统通过物理隔离和非标准协议保护，但随着 IT 解决方案的集成，系统面临远程访问和组件连接性提升的问题。在工业自动化中，寻找既能满足实时要求，又能保障安全的协议十分困难。
• 安全与性能平衡 ：使用安全协议和中间预检查会导致关键基础设施出现性能问题和通信延迟，因此在延迟和安全之间找到平衡至关重要。网络互连点（如无线接入点）是入侵点，需要入侵检测系统（IDS）进行监控。为保护网关，IDS 会部署额外的路由器和防火墙进行身份检查和流量分析。

1.2 工业控制系统（