ISO 27001标准与PLC编程软件

3/31/2025·4 min read

将ISO 27001标准应用于PLC编程软件时，需围绕信息安全的保密性、完整性和可用性（CIA三要素），结合工业控制系统的特殊性，设计符合标准的安全管理体系。以下是具体实施步骤和关键控制点：

1. 明确PLC编程环境的风险与资产

核心资产识别：
- PLC程序代码：逻辑控制程序（如Ladder Logic、ST语言编写的程序）。
- 配置数据：网络参数、设备地址、权限设置等。
- 开发工具：编程软件（如TIA Portal、Codesys）的安装包、许可证密钥。
- 传输通道：PLC与上位机通信的物理接口（USB、以太网）或工业协议（Modbus、Profinet）。
威胁场景：
- 程序被篡改导致生产线停机或安全事故。
- 未授权访问编程软件，窃取知识产权或植入恶意代码。
- 通信协议未加密，数据被截获或重放攻击。

2. 基于ISO 27001的控制措施设计

(1) 建立ISMS框架

范围定义：明确覆盖的PLC编程软件、硬件设备、相关团队（开发、运维、供应商）。
风险评估（ISO 27005）：
- 分析PLC程序泄露、篡改、丢失的潜在影响。
- 评估开发环境（如未加密的代码存储）、通信链路（如明文传输）的脆弱性。

(2) 技术控制措施（附录A）

访问控制（A.9）：
- 编程软件和PLC设备采用多因素认证（如密码+硬件密钥）。
- 按角色分配权限（如工程师可修改程序，操作员仅能查看）。
- 禁用默认账户（如PLC的默认admin账号）。
加密与完整性保护（A.10）：
- 对PLC程序文件进行数字签名，防止篡改。
- 使用TLS/SSL加密编程软件与PLC之间的通信（如通过OPC UA协议）。
- 存储代码时启用加密（如Git仓库使用AES-256）。
物理安全（A.11）：
- 限制对PLC设备的物理接触（如机柜加锁）。
- 编程工作站禁用外部存储设备（U盘），防止恶意代码注入。
开发安全（A.14）：
- 代码版本控制（如Git）与变更审计，确保可追溯性。
- 测试环境与生产环境隔离，避免测试代码误部署。
供应链管理（A.15）：
- 验证第三方编程工具的安全性（如供应商是否符合ISO 27001）。
- 签署保密协议（NDA），防止代码泄露给外包团队。

3. 实施流程示例

(1) 安全开发流程

需求阶段：将安全要求写入PLC功能规格书（如通信加密、权限分级）。
编码阶段：
- 使用静态代码分析工具检查逻辑漏洞（如死循环、越界访问）。
- 禁止硬编码密码或敏感参数。
测试阶段：
- 模拟攻击场景（如篡改程序文件、中间人攻击）。
- 验证备份恢复流程（如程序丢失后能否快速还原）。
部署阶段：
- 通过安全通道（如VPN）远程更新PLC程序。
- 记录操作日志（谁、何时、修改了哪些代码）。

(2) 持续监控与改进

日志审计（A.12）：定期检查编程软件的访问日志，发现异常登录或高频失败尝试。
漏洞管理：关注CVE公布的PLC软件漏洞（如西门子TIA Portal的CVE-2020-15782），及时打补丁。
员工培训（A.7）：针对工程师开展安全意识培训（如防范社会工程学攻击）。

4. 典型控制案例

案例1：防止PLC程序泄露
某汽车厂使用加密的工程文件存储库（如Azure DevOps），仅授权工程师可解密。程序传输至PLC时需验证数字证书，防止未签名代码运行。
案例2：抵御重放攻击
在水处理厂中，PLC与SCADA系统的Modbus通信启用报文签名+时间戳，避免攻击者截获指令后重复发送。

5. 认证与合规

认证准备：整理PLC编程相关的文档（风险报告、控制措施清单、培训记录）。
外部审核：审核员可能检查：
- PLC程序的版本控制记录。
- 编程软件的访问权限配置。
- 加密通信协议的配置截图。

注意事项

兼容性问题：部分老旧PLC可能不支持现代加密协议，需通过网关或防火墙隔离。
性能平衡：加密和权限控制可能增加系统延迟，需在安全与实时性间权衡。
供应链风险：开源PLC软件（如OpenPLC）需审查代码库，避免引入后门。

通过ISO 27001标准，PLC编程软件的安全性将从被动防御转向主动管理，既能保护工业控制系统的核心资产，也能满足客户对供应链安全的合规要求。