信息安全技术工业控制系统现场测控设备通用安全功能要求(GB-T 36470-2018).docx
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1、ICS35.040L 80中华人民共和国国家标准GB/T XXXXXXXXX信息安全技术 工业控制系统现场测控设备通用安全功能要求Information security technologyCommon security functional requirements for data acquisition and control field devices of industrial control systems点击此处添加与国际标准一致性程度的标识(本稿完成日期:2015/03/16) - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施GB/T XXXXXXXXX目次前言II引言
2、III1范围12规范性引用文件13术语和定义14缩略语25安全功能要求描述结构25.1要求类结构25.2要求族结构35.3要求项结构36通用安全功能要求46.1FIA类:用户标识与鉴别46.2FUC类:使用控制106.3FDI类:数据完整性186.4FDC类:数据保密性226.5FRF类:数据流限制246.6FRA类:资源可用性27附录A(规范性附录)要求类与要求族的分类信息简写说明30附录B(规范性附录)通用安全功能要求汇总表31附录C(规范性附录)安全功能要求依赖关系表33附录D(资料性附录)典型工业控制系统现场测控设备功能与构成35参考文献37前言请注意本标准的某些内容可能涉及专利内容,
3、本标准发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准按照GB/T1.1-2009的规则起草。本标准由全国信息安全标准化技术委员会(SAC/TC260)提出并归口。本标准起草单位:国网智能电网研究院、中国电力科学研究院、北京和利时系统工程有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、华北电力大学、国电南瑞科技股份有限公司、辽宁省电力有限公司沈阳供电公司、中国信息安全测评中心、中国电子技术标准化研究院、北京江南天安科技有限公司、中国电子信息产业集团有限公司第六研究所。本标准主要起草人:梁潇、高昆仑、王弢、任雁铭、树娟、李焕、郑晓崑、徐茹枝、殷尧、王迪、赵婷、詹雄、李凌、张錋、谢丰、唐一鸿、陈冠直、朱建勇。
4、引言现场测控设备是工业控制系统的基本功能执行设备,直接对工业生产过程进行监视与控制,对于生产的安全稳定运行至关重要。随着信息通信技术在工业控制系统中的应用,现场设备的智能化程度逐渐增加,网络化和处理能力的增加使得这些设备所面临的信息安全风险较传统现场设备面临的风险种类更多,范围更大,层次更为深入,一旦遭受攻击,将直接导致设备所辖区域内甚至连锁性的生产事故,因此其信息安全不仅与生产安全和经济安全密不可分,而且电力、化工、天然气等重要基础设施的现场安全水平直接关系到国计民生、社会稳定与公众利益。为提高现场设备的信息安全能力,本标准提出针对现场测控设备的通用安全功能要求,用于设备的安全设计、开发、测
5、试与评估。使用者应根据实际或计划使用环境的安全风险分析结果,选择设备应满足的安全功能要求。37信息安全技术 工业控制系统现场测控设备通用安全功能要求1 范围本标准规定了工业控制系统现场测控设备的通用安全功能要求。本标准适用于指导设备的安全设计、开发、测试与评估。涉及设备功能实现原理、工业控制系统整体管理和运行以及信息安全外围技术的内容不在本标准范围之内。例如: 本标准不涵盖与设备自身安全功能与实现没有直接关联的行政性管理和运行安全要求,如组织管理和人员管理等。对于影响技术实施的口令策略和配置程序等管理措施,将包含在要求的描述中,不作关于管理和运行内容的强调。 本标准不涵盖与设备自身信息安全功能
6、与实现没有直接关联的电磁辐射等物理安全方面的内容,对于影响信息安全技术防护效果的物理安全访问控制等措施,将包含在要求的描述中,不作关于物理安全内容的强调。 本标准不对传统工业控制系统中机电式、液压式和气动式等不涉及信息技术实现原理的设备的信息安全功能进行要求。 本标准不覆盖传感器、变送器、调节器、开关/断路器等生产过程设备。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 9387.21995 信息处理系统 开放系统互连 基本参考模型 第2部分:安全体系结构GB
7、/T 250692010 信息安全技术 术语3 术语和定义GB/T 9387.21995、GB/T 250692010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1工业控制系统现场测控设备 data acquisition and control field devices of industrial control systems工业控制系统中,位于现场,具有以下生产相关全部或部分功能的一种独立实体设备: 从传感器、变送器、调节器或开关等过程设备接收采集数据; 进行逻辑与控制计算; 向调节器或开关等过程执行设备发送控制指令。设备与其它同类设备、系统主站或应用进行采集数据与控制指令等数字或模拟信
8、号通信。典型工业控制系统现场测控设备的功能与构成见附录D。注: 下列均是典型的工业控制系统现场测控设备:RTUIEDDPU3.2鉴别 authentication信息系统中,在用户、进程或设备接入资源之前,对其身份进行验证。NIST SP 800-53 R33.3泛洪 flooding通过向计算系统或其他数据处理实体提供大于其处理能力的输入,企图引起其在信息安全方面的故障的攻击。RFC 28284 缩略语下列缩略语适用于本文件。CA:认证中心(Certificate Authority)CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)DoS:拒绝服务攻击(Deny of
9、Service)DPU:分散处理单元(Distributed Processing Unit)IED:智能电子装置(Intelligent Electric Device)MAC:消息鉴别码(Message Authentication Code)MMU:内存管理单元(Memory Management Unit)RTU:远程终端单元(Remote Terminal Unit)5 安全功能要求描述结构5.1 要求类结构图1以框图形式示意了要求类的结构。每个要求类包括一个类名、类描述和一个或多个要求族。 类名:提供标识和划分不同要求类所必需的信息。每个要求类都有一个唯一的名称,类的分类信息由三个
10、字符的简写组成。要求类分类信息简写说明见附录A。类名的简写也用于该类中族的族名规范中。 类描述:总体描述类中包含的族和该类要求的主要作用。类描述用图来描述类中的族以及每个族中组件的层次结构。图1 要求类结构5.2 要求族结构图2以框图形式示意了要求族的结构。每个要求族包括一个族名、族描述和一个或多个组件。 族名:提供标识和划分不同要求族所必需的信息。每个要求族都有一个唯一的名称,族的分类信息由所属类的简写和族名三个字符的简写组成。要求族的分类信息简写说明见表附录A。 族描述:总体描述族和该族要求的主要作用。图2 要求族结构5.3 要求项结构图3以框图形式示意了要求项的结构。每个要求项包括要求名
11、、要求的内容、要求说明、零个或多个要求加强子项和依赖要求。 要求名:用于标识、分类、分族不同的要求。每个要求都有一个唯一的名称,表明该要求的目的。用序号标识在族中的位置。 要求:描述要求的内容,表述设备为达到该项要求应满足的条件。 要求说明:描述要求的典型实现机制和技术原理。 要求加强:要求加强子项是对要求强度的加强或内容的增加,用序号标识在要求内的位置。 依赖要求:当要求项需要依赖于其他要求项,或与其他要求项共同使用才能发挥作用时,这种对其它要求项的直接关联关系在本部分中注明。要求项间的依赖关系具体见附录C。图3 要求项结构6 通用安全功能要求工业控制系统现场测控设备的通用安全功能要求归纳见
12、附录B。6.1 FIA类:用户标识与鉴别6.1.1 类描述用户标识和鉴别的目的是确定对设备的访问行为主体(人员、进程和设备)、以及对访问行为进行控制。根据设备数字与智能化程度的不同,设备具有多种外部访问接口,典型的接口包括: 本地操作面板,用于查看或修改配置; 本地RS232或RS485接口,用于业务数据传输或设备调试、管理; 网络,用于设备调试、管理与业务数据传输。通过这些接口对设备进行访问的典型的用户包括但不限于以下几种: 设备使用、配置等操控人员; 设备配置软件; 系统上位机应用进程。6.1.2 FIA_IAM族:标识与鉴别方式6.1.2.1 族描述设备对用户身份进行标识和鉴别是对设备最
13、基本的安全防护,也是实现权限分配和访问控制的基础。6.1.2.2 FIA_IAM.1标识及方式6.1.2.2.1 要求工控系统现场测控设备应具备标识用户的能力。6.1.2.2.2 要求说明应对重要的用户提供身份标识,如配置管理用户、上位机控制进程等。典型的用户身份标识符包括网络地址(如物理地址、IP地址)、操控人员的用户标识符等。6.1.2.2.3 要求加强FIA_IAM.1标识及方式的加强要求包括:a) 设备在所有对外接口上具有标识用户的能力;b) 设备在所有对外接口上都具备唯一标识用户的能力。6.1.2.2.4 依赖要求无。6.1.2.3 FIA_IAM.2鉴别及方式6.1.2.3.1 要
14、求工控系统现场测控设备应具备在对外接口对用户身份进行鉴别的能力。6.1.2.3.2 要求说明设备应对开启的网络服务接口和重要的本地访问用户进行鉴别,如配置管理用户、远程访问服务等。典型的身份鉴别方式包括:口令、共享密钥、数字证书和生物特征等。6.1.2.3.3 要求加强FIA_IAM.2鉴别及方式的加强要求包括:a) 设备在远程网络访问接口上对具有控制、参数和定值修改功能的用户实施双因素鉴别;b) 设备对所有远程网络访问接口上的用户实施双因素鉴别。6.1.2.3.4 依赖要求FIA_IAM.2鉴别及方式的依赖要求是FIA_IAM.1。6.1.3 FIA_IDM族:标识符管理6.1.3.1 族描
15、述工控系统现场测控设备能用于标识用户(人员、进程和设备)的标识包括网络层面的IP地址、物理地址、TCP/UDP端口、应用地址或操控人员标识符等。其中人员用户标识符管理的功能相当于普通IT应用系统的用户管理,针对直接使用控制面板对设备进行查看或配置的操控人员,而IP地址、物理地址和端口的管理将在访问控制中阐述。6.1.3.2 FIA_IDM.1操控人员标识符管理6.1.3.2.1 要求工控系统现场测控设备应具备向操控人员分配标识符的能力。6.1.3.2.2 要求说明设备应具备向具有运行参数或设备配置访问权限的操控人员分配标识符的能力。6.1.3.2.3 要求加强FIA_IDM.1操控人员标识符管
16、理的加强要求包括:a) 设备支持对操控人员标识符进行添加、删除等管理;b) 设备支持对安全策略规定一段时间不使用的操控人员标识符进行锁定。6.1.3.2.4 依赖要求FIA_IDM.1操控人员标识符管理的依赖要求是FIA_IAM.1。6.1.4 FIA_ACM族:鉴别凭证管理6.1.4.1 族描述工控系统现场测控设备管理用户身份鉴别凭证的能力主要包括对鉴别凭证的强度和使用的管理。由于对设备的访问方式可能包括本地面板访问、串口访问、网络访问、上位机应用访问,因此鉴别凭证的使用和管理涵盖设备层和网络层的鉴别。6.1.4.2 FIA_ACM.1口令修改6.1.4.2.1 要求工控系统现场测控设备应支
17、持管理员等操控人员在不影响正常操作的情况下修改他们管理范围内口令。设备应支持并提示对出厂默认口令的修改。6.1.4.2.2 要求说明主要针对管理员、配置查看用户、配置修改用户等设备操控人员口令进行管理。6.1.4.2.3 要求加强无。6.1.4.2.4 依赖要求FIA_ACM.1口令修改的依赖要求是FIA_IAM.2。6.1.4.3 FIA_ACM.2口令更换周期6.1.4.3.1 要求工控系统现场测控设备应支持安全策略中要求的口令使用周期。6.1.4.3.2 要求说明操控人员验证成功后,工控系统现场测控设备应该提供必要的自动提醒能力,通知用户距离上次修改密码时间已经超过了安全策略要求的密码使
18、用周期。6.1.4.3.3 要求加强FIA_ACM.2口令更换周期的加强要求包括:a) 设备支持管理员对口令更换周期进行配置。6.1.4.3.4 依赖要求FIA_ACM.2口令更换周期的依赖要求是FIA_IAM.2。6.1.4.4 FIA_ACM.3口令强度控制6.1.4.4.1 要求工控系统现场测控设备应提供支持安全策略中口令强度要求的能力。6.1.4.4.2 要求说明在实现上,当用户设定口令强度不足时,工控系统现场测控设备应自动提醒用户口令强度应满足怎样的安全策略。6.1.4.4.3 要求加强FIA_ACM.3口令强度控制的加强要求包括:a) 设备支持管理员对口令的最小长度、使用周期和字母
19、或特殊字符数量进行配置。6.1.4.4.4 依赖要求FIA_ACM.3口令强度控制的依赖要求是FIA_IAM.2。6.1.4.5 FIA_ACM.4口令失效6.1.4.5.1 要求设备的用户名/口令鉴别控制不应被绕过。6.1.4.5.2 要求说明典型的绕过机制包括但不限于以下机制和技术: 嵌入式主口令 嵌入式芯片在硬件或软件故障时自动运行的默认的管理员权限 如跳线和开关设置等的密码模块或硬件旁路厂商应说明设备上所有能绕过用户创建的用户名/口令鉴别的机制。如果设备没有这样的机制,厂商应予以声明。6.1.4.5.3 要求加强无。6.1.4.5.4 依赖要求FIA_ACM.4口令失效的依赖要求是FI
20、A_IAM.2。6.1.4.6 FIA_ACM.5证书及公私钥管理6.1.4.6.1 要求如果使用了公私钥或证书作为鉴别机制,工控系统现场测控设备(及其配置软件)应提供对公私钥和证书进行管理的能力。6.1.4.6.2 要求说明用户使用配置软件对工业控制系统现场测控设备进行配置时,常使用证书进行身份鉴别,配置软件应能够对配置用户的公钥进行管理,并对证书进行识别。在通信层面上,公私钥可用于现场测控设备和其它设备、远程配置系统、监控后台或上位机的通信身份鉴别。设备应保证本地存储私钥的安全,应能够对证书进行正确解析,对证书的真实性和有效性进行验证。6.1.4.6.3 要求加强FIA_ACM.5证书及公
21、私钥管理的加强要求包括:a) 现场测控设备及其配置软件应支持按照安全策略要求定期更新公私钥;b) 在工控系统层面上建立有效的公私钥管理设施,如CA。6.1.4.6.4 依赖要求FIA_ACM.5证书及公私钥管理的依赖要求是FIA_IAM.2。6.1.4.7 FIA_ACM.6对称密钥管理6.1.4.7.1 要求如果使用了对称密钥作为鉴别机制或进行传输数据加密,工控系统现场测控设备应该提供对对称密钥进行管理的能力。6.1.4.7.2 要求说明对称密钥可用于现场测控设备和其它设备、监控后台或上位机的通信身份鉴别。设备应能保证本地存储密钥的安全,同时满足密钥管理策略。6.1.4.7.3 要求加强FI
22、A_ACM.6对称密钥管理的加强要求包括:a) 现场测控设备应支持按照安全策略要求定期更新对称密钥;b) 现场测控设备应支持工控系统层面上的密钥管理体系,支持对密钥的分发、更新和撤销的实现。6.1.4.7.4 依赖要求FIA_ACM.6对称密钥管理的依赖要求是FIA_IAM.2。6.1.4.8 FIA_ACM.7密码服务失效6.1.4.8.1 要求如果使用基于密码的鉴别机制,工控系统现场测控设备的重要用户的现场访问不得依赖于外部密码服务。6.1.4.8.2 要求说明如果外部密码(如加密、密钥验证)服务不可用,可能导致测控设备拒绝服务。本地重要用户访问关键功能不应依靠外部验证服务。对于远程访问关
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