2020工业互联网边缘计算安全白皮书_54页_2mb

报告摘要

本白皮书由国家工业信息安全发展研究中心联合多家单位编写，旨在明确工业互联网场景下边缘计算的安全保护对象、风险、防护措施及未来发展方向，为相关企业及机构提供安全部署参考。白皮书系统分析了工业互联网边缘计算的概念、研究现状、安全风险与挑战，并提出具体的防护措施和未来展望。

概念与内涵
工业互联网边缘计算是一种将部分数据处理和存储置于工业互联网边缘节点的分布式计算方式，通过融合计算、通信和存储能力，实现边缘智能服务，支撑工业互联网的实时性、可靠性、数据优化和安全隐私保护等需求。
架构组成
工业互联网边缘计算架构主要包括终端设备、边缘节点、边缘网络、边缘平台、边缘应用、边缘接入平台和边缘数据等七个核心要素。
研究现状
- 国外：ETSI、IIC等组织在边缘计算标准、技术研究和产业应用方面起步较早，如《移动边缘计算白皮书》和《工业物联网边缘计算介绍》。
- 国内：自2016年起，国家陆续发布政策支持边缘计算发展，如《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》。同时，边缘计算产业联盟、国家标准制定等也在推进。

安全风险
1. 工业边缘应用安全：存在身份鉴别、访问控制、安全审计、通信保密性等不足，易被用作攻击跳板。
2. 工业边缘平台安全：面临物理安全、服务操纵、边界隔离、接口安全、数据安全、容器安全、微服务安全、数据泄露、协同安全等挑战。
3. 工业边缘网络安全：涉及通信协议漏洞、5G环境下的安全、网络设备安全、网络切片管理等。
4. 工业边缘节点安全：包括设备自身安全、非法接入、口令安全、数据安全、终端监测、安全审计、物理防护等。
5. 工业边缘数据安全：涉及数据保密性、完整性、可搜索加密、差分隐私、安全多方计算、联邦学习等。
6. 工业边缘接入平台安全：包括边缘智能产品安全、边缘-云传输安全、网络接入安全、安全认证等。
主要挑战
- 设备异构导致统一管理困难
- 边界模糊化，传统防护手段失效
- 高实时性要求轻量化安全措施
- 数据汇聚导致保护难度增加
- 资源受限，安全能力不足
- 现场环境恶劣，物理安全防护难度高
- 部署场景复杂，运维难度增加
- 新型研发模式带来安全风险
- 人工智能对抗带来的安全挑战

安全框架
工业互联网边缘计算安全框架由安全角色、安全保护对象和安全防护措施三个维度构成，涵盖边缘应用、边缘数据、边缘网络、边缘设备、边缘平台和边缘接入平台等六个安全防护对象。
防护措施
- 技术层面
  - 用户身份认证、授权、审计、资源控制
  - 安全启动、可信度量、操作系统加固、安全更新
  - 安全芯片、数据加密、非法接入检测、终端监测分析
  - 数据保密性、完整性、可搜索加密、差分隐私、安全多方计算、联邦学习
  - 边缘-云网络传输加密、IPSecVPN、SSLVPN等
- 管理层面
  - 人员管理、访问控制、安全检测、设备安全检测
  - 数据安全管理策略、数据分类分级、数据安全风险评估
  - 应急评估与处置、安全监测管理、备份与恢复安全
  - 供应链安全管理、安全开发管理、环境安全管理

提升安全防护能力
1. 构建统一体系架构，融合5G、区块链、信息物理系统等新技术，推动标准化和规范化建设。
2. 加快标准制定与落地，明确安全责任主体，推动工业互联网边缘计算安全的标准化进程。
3. 开展关键核心技术研发，如多源异构数据管控、分布式边缘安全产品等，提升安全防护能力。
4. 健全安全应用评测体系，依据《网络安全法》《密码法》等政策，建立第三方测评机制。
5. 加强人才队伍建设，推进产学研结合，构建复合型安全人才体系，加快引进高端人才。