安全数据隔离方案
背景
随着IT技术的发展，工业上通过现场总线、串行通行、网络等方式的自动化系统越来越普遍，信息化水平越来越高。伴随而来的，面临的安全威胁也越来越严重。在没有安全防护的系统上，黑客或别有用心的人，能够轻易的进入自动化系统，对整个生产系统进行破坏。作为基于IP的以太网，随着几十年通信网络的发展，已经发展了丰富的软硬件防火墙系统，基本能够保证网络的安全，所以自动化系统的IP通信网络系统，能够在这样的基础上，通过传统或改良的防火墙系统，对自动化系统起到一定的防护作用，但要达到安全的防护效果，还需要进行应用层的安全数据隔离。
但对于串行通信、现场总线，目前国际上都还没有对应的安全防护措施。当自动化系统的IP网络一旦被黑客进入，与之相连的串行通信系统、总线系统均暴露在黑客面前，任由黑客攻击。特别在下述的情况下，这种安全问题优为严重：当两个大型区域自动化系统通过串行接口进行通信时，如果其中一个自动化系统由于安全防护弱的原因，被黑客或其内部人员无授权的进入，另外相连的自动化系统可能就面临非常大的安全问题。
基于这种考虑，我们设计了一种安全数据隔离网关，对两边的串口、网络口进行数据安全过滤隔离，只允许通过事先定义好的数据和协议指令，实现对两边自动化系统的安全隔离。
安全数据隔离网关
该网关由两个带冗余硬件的模块成对构成。每个模块均有两个CPU构成冗余模式，保证模块的高可用性，见下图。
模块对串口/网口过来的数据，根据其通信协议，对数据进行过滤，对符合通信协议和设定地址的数据放入内部实时数据库中，并影射到数据同步区中，同步到另外一个模块的同步区中，该同步区数据将自动影射到模块的数据发送区，通过选定的通信协议，把数据发送出去。对于不符合通信协议，或者是非设定地址的数据，模块在接收端即直接丢弃，这样就保证了通信的绝对安全。见下图示意：
从上图可以看到，安全网关通过协议过滤、数据过滤、数据同步这三个安全隔离防护措施，完全阻隔了非法数据的通过和非法的入侵。无论从安全网关的哪一侧开始入侵，入侵均被阻隔在第一个模块处，而无法进入第二个模块，这就保证了第二个模块后面的自动化系统安全。
典型应用方案
通过串口安全网关，对互相通信的两个PLC/RTU/DCS系统进行隔离，每个PLC/RTU/DCS只能看到安全网关的其中一个模块，另外一个模块是安全隔离的，由此实现对安全网关后面系统的隐藏。该网关通过对通信的安全过滤，实现两个PLC/RTU/DCS系统的安全可靠通信，有效防止非法入侵与访问。
