区块链在工业控制中的应用

2020-12-08黎智

魅力中国 2020年24期

黎智

（四川工程职业技术学院，四川德阳 618000）

引言

近年来，经济的稳定发展，促使区块链技术受到各行各业的高度重视，同时业界相关人士也较为看好区块链技术，认为在未来区块链技术有着更为广阔的发展前景，会促使社会生产关系的改变，成为第四次工业革命的主要力量。随着互联网的普及发展，工业控制系统逐渐成为工业生产的主要内容，其安全性、稳定性受到诸多人的关注。此外，工业控制系统的安全稳定运作也面临着巨大的挑战，在网络安全事故时有发生的当前，如何将区块链技术更好的应用在工业控制中是一个需要深入思考的问题。

一、工业控制领域存在的问题

（一）访问控制

传统的身份认证一旦被攻破，数据信息的完整性和保密性很容易受到严重的威胁。当前，随着经济的常态化发展，网络技术的日趋完善，导致工业网络系统面临着随时破坏的风险，有些甚至出现不同程度上的入侵和破坏。

（二）数据安全

在传统中心化管理中，随时存在个别设备出现故障，导致数据丢失或者删除的情况。若数据信息量相对较大，这时的中心服务器的运行负担将会增重。同时，受到工业控制系统涉及范围广，各个信息化系统之间相互独立存在的影响，很容易发生数据造假的情况。

（三）运营维护

在当前阶段，工业控制平台数据通常都会汇入单一的中心控制系统，但随着经济的增长，今后的工业化联网设备数量会大量的增多，这是会导致中心化服务成本越来越大，进而出现难以承担的窘境[1]。

二、工业控制中区块链的具体应用

（一）区块链的工控关键设施保护

经济的迅速发展，信息爆炸时代的到来，导致以信息基础设施的工业控制系统面临着严重的信息安全问题。因此，对区块链技术的信息安全保护技术加大研究力度，对推动工业控制发展有着十分重要的显示意义。由于区块链拥有可信度高、可追溯性等特点，加大对工业控制信息安全保护平台的建设，可以妥善解决工业控制系统的信息安全问题，进而可以使得关键基础设施安全性能有所提升，保障工业控制系统的安全稳定运作，具体而言：（1）区块链的工控高可信访问控制，需要相关工作人员对区块链访问用户的信息进行验证，并且能够实时动态监控用户的各项行为，进而可以有效避免违法访问、证书造假等问题的发生；有效地将用户身份验证与用户操作行为两者相融合，可以对用户实施动态监控，保障工控设施访问的安全性和稳定性。（2）区块链的工控关键信息与网络防护的建设。对区块链的信息系统进行升级，设置安全防护网，可以促使安全系数的提升，同时对关键信息系统软件平台进行区块链保护，可以有效防止信息涂改情况的发生[2]。进行服务去中心化，并直接提供给关键服务，在一定程度上可以避免服务攻击问题的发生。对工控核心网络拓扑进行区块链保护，可以有效防止网络漏洞的出现。（3）区块链的工控核心数据保护。需要研究区块链数据篡改、敏感信息透漏等安全技术，进而可以保障数据信息来源的安全和数据的完整性，有效填补传统密钥数据验证方式存在的不足，减少在数据存储过程中造假和篡改情况的发生，保障工控设施免敏感数据信息的安全性。

（二）区块链的工控设备资产管理

工控系统是一个软硬件共同存在的复杂系统，需要营造良好的网络环境，为技术和设备的研发、实现提供前提条件。一般情况下，传感器。交换机等设备资产管理方法大多都是采用纸质版，存在诸多的问题。一方面安全难以保障，纸质需要进行集中保存，并且还需要做好备份处理工作，进而有效避免数据的丢失。另一方面，交接存在一定的问题，在整个资产转移过程中，也需要纸质档案的转移，但在转移过程中难免出现损坏和丢失的情况。此外，监督管理存在局限性，为有效防止资产材料的丢失和篡改等情况的发生，需要专门机构进行监督和管理，难度相对较大。同时，资产流转溯源相对较难，这是由于资产的历史维修记录难以收集，进而导致无法对资产进行合理的评价。为妥善解决上述问题，可以在此过程中加入区块链技术，设备管理部门、设备使用方等加强沟通与交流，全部参与到设备更新维修过程中，形成一份不可篡改的设备资产档案。

（三）国密算法的区块链算力基础设施

建设国密算法的区块链算力基础设施，对于区块链的工控应用发挥着十分重要的作用，可以最大化保障区块链的安全性和可靠性，具体而言：（1）建立工控专用区块链是开发区块链工控应用的前提依据。保障区块链的性能，可以促使上层应用的安全稳定运作。根据应用需求的不同，可以将区块链分为公有链。联盟链和私有链，其中私有链的可控性和安全性系数较高。若想要保障控制应用和数据的安全性，则首选私有链建立工控专用区块链。（2）算力工作量声明制度是保障区块链安全运作的基础。共识制度数是区块链制度贯彻落实的关键制度，当前存在的共识制度有工作量声明、权益声明等，其中工作量声明是依托机器，通过一定的数学运算，而获得相应的记账权，是防止篡改和造假的一种共识制度，可以为区块链上工控应用的可靠运行提供保障。