多层架构策略扫清 IIoT 集成的安全盲区

　　工业物联网(IIoT)正在全球各行各业引发变革，其带来了前所未有的透明度、效率和创新。然而，连接的每一次延申都伴随着新风险。在IIoT领域，万物互联的世界中，安全的连接和交互不是可选项，而是保障业务持续运转、保护数据资产，并实现可持续增长的根本保障。

　　IIoT开启了很多令人振奋的新机遇，例如预测性维护、智能供应链，甚至是全自动的“黑灯工厂”。但与此同时，也引入了严峻的安全缺口。每接入一个设备、每传输一条数据流、每完成一次系统集成，都可能为网络攻击的新入口。

　　如果没有强力的安全防护，这些原本旨在加速业务发展的网络，反而可能成为风险源。在本文中，我们将深入探讨IIoT安全的具体挑战、不同行业架构层中的风险，以及保护IIoT环境的策略。同时，我们还将介绍SEEBURGER BIS平台如何助力企业在工业生态系统中实现安全、可靠的交互。

　　为什么IIoT安全如此重要?

　　IIoT实现了机器、设备与系统在生产、物流、能源等多个领域的互联互通，持续不断的实时数据流强化了实时资产追踪、能源优化、远程生产控制等关键功能。

　　然而，正是这种高度连接、远程访问和实时控制的特性，使得IIoT成为网络攻击者的重点目标。随着越来越多的工业设备接入网络，其攻击面呈指数级扩大。微软在其《2023数字防御报告》中指出，所监测的工业网络设备中，有78%存在已知漏洞。

　　如果没有可靠的安全防护，企业不仅面临生产中断、知识产权被窃、合规罚款等威胁，还可能遭遇品牌声誉受损等长期影响。换言之，如果IIoT环境不安全，那么整个业务运营都将处于风险之中。

　　识别IIoT的薄弱环节

　　构建IIoT安全防线的第一步，是理解其架构特点，以及每一层的安全薄弱环节。

　　从基础视角来看，IIoT的安全架构可分为三个基本层级：设备层、网络层和应用层。每一层都具有不同的脆弱点，需制定有针对性的防护策略。

　　但实际情况往往复杂得多。现代IIoT系统还包括传感器和执行器等现场设备、实现本地决策的雾计算节点、就近处理数据的边缘计算层、数据聚合枢纽、云端编排平台，甚至还有借助AI实现实时分析的智能层。在这样的架构中，几乎每一个数据交换点(亦称“数据链”)都可能成为潜在的攻击入口。系统越复杂，攻击面越广，数据完整性、系统编排安全性和业务韧性所面临的风险也随之提升。

　　因此，除了保障基础层(设备、网络、应用)的安全之外，确保其之上的数据层也至关重要。这是构建安全、可靠IIoT环境的关键所在。

　　设备层的安全风险

　　IIoT的设备层通常包括传感器、执行器、计量仪表、机器人以及其他联网设备。由于这些设备往往部署在物理不受控的环境中，极易遭受物理破坏、盗窃、固件篡改或恶意软件注入等威胁。常见的设备层风险包括：数据未加密存储、使用默认登录凭据(如“admin/admin”)、缺乏防拆检测机制，以及固件更新过程不安全等问题。

　　网络层的安全风险

　　在网络层，数据通常通过有线或无线协议(如MQTT或OPC UA)进行传输。这为攻击者提供了新的攻击途径。网络层主要面临的风险包括：窃听攻击、中间人攻击、不安全的Wifi配置造成的未授权访问，以及恶意软件在设备间的横向传播等。

　　应用层的安全风险

　　应用层则更多涉及用户交互与云端集成，诸如API、分析仪表盘、远程管理工具等，往往成为黑客攻击的突破口。常见的风险包括：API安全性不足导致敏感数据泄露、身份验证机制薄弱、数据传输与存储加密不到位，以及缺乏有效的活动监控手段，难以及时发现异常行为。

　　真正的安全策略，必须立足于对上述各层风险的清晰认知，并延伸到其之上的数据层，才能有效打造一个具备弹性的IIoT安全体系。

　　现实场景中的IIoT安全威胁

　　抛开理论，实际案例更能凸显IIoT安全的重要性。恶意软件入侵仍是当前严峻的威胁之一，攻击者可通过设备入侵，进一步渗透企业OT与IT系统。

　　例如，一旦设备错误配置为“混杂模式”，就可能无意中暴露整个网络中的敏感数据，造成严重安全隐患。再如，软件代码编写不当，可能引发缓冲区溢出攻击，让黑客远程执行恶意代码。

　　此外，缺乏安全管控的API和薄弱的API管理体系，极易被攻击者利用，造成数据窃取、篡改甚至销毁。若传感器数据缺乏完整性校验，也可能被篡改，导致操作错误，甚至对基础设施造成物理破坏。

　　上述案例说明，IIoT安全远非传统IT防御手段可覆盖，它亟需专为工业环境设计的多层次安全体系。

　　如何全面保护IIoT各个层级

　　构建一个具备韧性的IIoT安全架构，必须从每一层出发，部署针对性的防护措施。

　　在设备层，企业应优先启用硬件级加密，并在设备部署后立即更改默认密码。同时，启用防拆机制，定期部署已签名的固件更新，防止恶意代码注入。

　　在网络层，应使用如MQTT+TLS等安全通信协议，确保数据负载加密传输。通过VLAN分段及工业防火墙，可有效隔离风险，避免局部攻击扩大为系统性故障。同时，部署针对工业流量优化的入侵检测系统(IDS)，可实时监控网络行为，及时识别异常。

　　在数据与应用层，应启用强大的多因素认证(MFA)，确保访问安全。API应接受定期安全测试，配合OAuth、输入验证及API网关控制访问风险。无论数据在传输中或静态存储中，都必须进行加密，并辅以持续的漏洞扫描与渗透测试。

　　此外，随着云技术在数据与应用层的广泛应用，连接性增加也意味着面临更多网络暴露风险。

　　技术防护之外，企业还需强化数据治理。遵循“CIA三原则”：保密性、完整性与可用性，这是建立可信IIoT系统的根基。这包括使用非对称加密保护设备通信，利用SHA-256等加密哈希函数保障数据完整性，以及通过冗余设计抵御服务中断。同时，严格遵守GDPR及其他数据主权法规，对于涉及个人或敏感工业信息的处理尤为重要。

　　BIS如何助力IIoT生态安全?

　　要在所有架构层面实现IIoT集成安全，单靠零散工具远远不够。这正是SEEBURGER发挥作用的关键所在。

　　SEEBURGER BIS平台为IIoT集成场景提供全面的安全功能。通过MQTT和OPC UA等协议，对设备到云的数据通信进行加密，保障数据安全传输。平台的集中式API管理机制支持OAuth 2.0、API密钥及流量限制，有效防止未经授权的访问。

　　在数据合规方面，BIS平台通过数据脱敏、加密与访问权限控制，确保企业在边缘计算或多云环境中处理数据时依然符合GDPR等法规要求。同时，自动化补丁管理机制可持续抵御新型威胁，而实时监控功能则增强了企业对IT与OT全景的可视化能力。

　　借助SEEBURGER BIS，企业能够安全整合IT与OT系统，将IIoT安全从被动防御转化为竞争优势。

　　安全是IIoT成功的基石

　　工业物联网带来了巨大机遇，但只有在保障数据安全和主权的前提下，企业才能真正抓住它们。安全的IIoT集成不仅关乎设备和系统的防护，更直接关系到企业运营的稳定性、品牌声誉以及未来发展。

　　要构建一个具有高度韧性的IIoT集成生态，企业必须全面识别潜在风险，从架构各层入手实施精准的安全防护，并建立系统性的数据治理体系。唯有如此，才能将IIoT从一个技术尝试，真正转化为驱动业务创新和增长的核心引擎。

　　SEEBURGER BIS平台为这一转型提供了强有力的支撑。通过全面而灵活的安全机制，帮助企业在不断演进的技术环境中始终掌控主动，以更安全、更可靠的方式实现IIoT集成，为未来的发展打下坚实基础。