融入工控系统安全的信息安全与管理专业课程研究

刘坤

摘   要：随着云计算、大数据、智能设备的快速发展，工控系统快速接入互联网。文章首先对工控系统网络安全的人才需求作出分析，根据工控系统安全的人才培养需求探讨课程设置方向和内容，然后分析当下高职信息安全与管理专业课程体系，将工控系统及安全相关课程融入现有信息安全专业，力求在现有课程基础上通过调整置换后培养的专业人才能够快速适应社会、企业对工控安全人才岗位的需求。

关键词：工控系统安全;信息安全;课程建设

随着德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”以及“中国制造2025”等若干国家战略的推出，世界强国都积极推动新经济的发展。随着工业控制系统与互联网的结合，越来越多的工业控制系统实现了远程数据采集、远程控制、远程数据分析及管理等功能，使得企业的办公和工控系统的控制更加高效，但病毒及黑客威脅随之而来，对企业的安全产生造成破坏，对国家的战略安全形成威胁[1]。

随着工业自动化快速发展，工业控制设备安全也变得越来越重要，对于工控安全技术人才需求也很高，目前这类技术型人才缺口很大。高校相关信息安全与管理专业一般对网络安全、信息安全设置专业课程，较少开设工业控制安全专业。本文深入研究工控系统主要面临的网络安全威胁，设计符合高职院校开设的工控安全系列课程，通过研究目前高职院校信息安全与管理专业开设的专业基础课程和专业核心课程，将工控系统安全技术人才应具备的能力转换为课程融入现有的信息安全与管理专业课程体系中，适应时代发展，增加安全专业人才的就业方向。

1    工控系统网络安全人才需求分析

工控系统是指由计算机与工业过程控制部件组成的自动控制系统，主要包括数据采集与监控系统、分布式控制系统、可编程逻辑控制器、远程终端、智能逻辑控制器以及确保各部分通信的接口技术等[2]。工控系统的主要运用领域有电力、天然气、医药、石油化工、水利枢纽、轨道交通、核电设施等关键基础设施。这些基础设施都关系着人们日常生活的方方面面，一旦受到入侵攻击必将造成严重的后果。

目前，工控安全主要现状为工业控制网络流量与网络威胁的复杂性与日俱增，操控工业控制网络的控制设备往往是恐怖袭击的关键目标，潜伏期隐匿程度提高，渗透过程的智能化程度提高，敌对攻击特征明显[3]。我国工业控制网络信息安全形势不容乐观，对工业控制网络安全技术、人才建设不断提出新的要求，迫切需要通过培养工控系统网络信息安全人才，促进我国工业信息安全的发展[2]。

随着信息技术的不断发展，现阶段的工业革命就是工业信息化的革命，信息安全是国家安全的关键，工业控制系统是国家信息基础的重要组成部分。“四次工业革命”给各个行业带来了极大的发展，同时也积累了各种安全问题，涵盖了军事安全、经济安全、社会安全、科技安全等方面[3]，随着工控系统信息化的不断发展，大量工控设备正面临与信息网络类似的网络安全风险，按照一般的信息安全技术和规范已经无法保证工业系统网络信息安全[4]。工业控制系统网络信息安全作为一门融合了多学科的技术，相关安全技术人才在保障工控系统网络信息安全方面发挥重要作用[5]，但我国网络安全人才严重不足，工控网络安全的技术人才更是缺乏，供需矛盾突出，在新形势下，高校开设工业控制系统网络信息安全专业或方向，加快工控系统网络信息安全技术人才的培养尤为重要。

2    工控系统安全课程研究

根据工控系统的概念、应用领域以及工控系统的类型，结合高职院校学生的学习能力，工控系统安全课程设置应该从掌握不同类型工控系统的特点、脆弱性进行学习，对工控系统进行扫描以及漏洞分析，掌握漏洞修补方法，加固工控系统，使其安全性得到保证，能够长期正常提供服务[6]。

为了能够培养服务企业工控安全人才，课程内容设置需要从以下几个方面进行考虑。学生要认识工控设备以及设备上运行的工控系统，学习工控系统架构和网络结构，探寻工控系统信息安全问题的威胁来源，从通信协议、应用软件、操作系统和安全策略等方面研究工控系统漏洞，掌握工控系统漏洞查找与分析的方法。根据课程设置依据以及学习内容设计课程体系如表1所示。

“工业信息安全概论”课程内容主要从工业控制设备、工业控制系统及特点、PLC基本指令、通信技术等方面入手，学习掌握基本的工控设备及通信技术，设计课程如表2所示。

工控系统网络安全主要从认识工控系统安全事件、工控系统漏洞、工控系统信息安全产生原因、发展态势以及漏洞扫描技术、漏洞挖掘技术、漏洞修补技术等方面，设计课程如表3所示。

3    融入工控安全的信息安全与管理专业课程体系改革研究

信息安全与管理专业人才培养目标是掌握网络安全系统架构、网络攻防与渗透测试、系统安全加固技术必备的基础理论知识和专业知识，具备网络安全设备配置与运维、网络操作系统运维等基本职业能力和核心能力，能开展熟练设备配置、系统搭建、网站开发、网络安全、操作系统安全等工作，胜任网络安全职业岗位[7]。本专业毕业生主要服务于长三角经济发达地区的信息服务外包行业，从事网络操作系统管理与运维、网络安全集成系统架构与维护、网站安全分析与管理及信息安全应急保护。但由于大数据、人工智能快速发展，长三角经济发达地区的智能设备、现代工业发展快速，工控系统已经逐步大规模接入互联网，越来越多的工控系统信息被暴露在互联网中，工控安全因此也备受关注。

目前，信息安全与管理专业课程体系主要是3大模块，分别是职业素质课、职业发展课、职业技能课，其中职业技术课又包含专业平台课程和专业核心课程。专业平台课、专业核心课程如表4所示。

如果要培养出适应现在智能工业发展需要的工控安全人才，信息安全管理专业应该与自动化专业、电气专业进行资源整合，学习工控系统相关知识课程。在对原有课程体系进行课程调整置换后，融入工控系统、工控安全相关内容，整合后的课程学习内容如表5所示。

4    結语

工控系统信息安全是国家安全的重要组成部分，随着相关安全人才需求不断增加，对高校人才培养提出了新的要求，需要制定完善的培养计划，及时更新工控系统信息安全知识体系，提供实践场所，以满足社会对人才的需求。通过对信息安全与管理专业、自动化专业、电气专业资源进行整合，可以在原有安全专业课程体系中对课程进行调整置换，融入工控系统和工控安全课程内容，这样培养出的安全人才，不仅能够适应网络安全需求，也能够适应工控安全人才需求。

[参考文献]

[1]陈志翔，欧斌娜，魏葆雅，等.高校工控系统网络信息安全人才培养研究[J].闽南师范大学学报（自然科学版），2018（4）：18-21.

[2]陈志翔，欧斌娜，田谦益.工控系统信息安全人才培养探讨[J].计算机教育，2019（1）：48-51.

[3]曾瑜，郭金全.工业控制系统信息安全现状分析[J].信息网络安全，2016（9）：169-172.

[4]孙易安，胡仁豪.工业控制系统漏洞扫描与挖掘技术研究[J].网络空间安全，2017（1）：75-77.

[5]李旸，余大为，周海鹏，等.新时代高校网络安全人才培养与机制创新[J].网络空间安全，2018（2）：90-93.

[6]薛澜.第四次工业革命将给我们带来什么？[J].金融经济，2018（13）：21-22.

[7]康建辉，宋振华.高校网络安全人才培养模式研究[J].商场现代化，2008（1）：257-258.

Study on the courses of information security and management

integrated into industrial control system security

Liu Kun

（School of Software and Service Outsourcing， Suzhou Chine-Shiung Institute of Technology， Taicang 215411， China）

Abstract：With the rapid development of cloud computing， big data and intelligent equipment， industrial control system is quickly connected to the Internet. This paper first analyzes the needs of network security talents in industrial control system， discusses the direction and content of curriculum setting according to the needs of training security talents in industrial control system， then analyzes the current curriculum system of information security and management in higher vocational education， integrates industrial control system and security related courses into the existing information security specialty， and strives to cultivate professional talents after adjustment and replacement on the basis of the existing curriculum. It can quickly adapt to the needs of society and enterprises for the posts of industrial control and safety talents.

Key words：control system security; information security; curriculum construction