工业网络的未来与安全挑战：4G/5G园区网络的深入探索

在过去的二十多年里，电信技术的革新对各行各业产生了深远影响，尤其是随着5G时代的到来，工业环境正在经历一场深刻的变革。越来越多的企业开始投资于非公共网络（NPN），即园区网络，以满足日益增长的需求，比如提升可用性、降低延迟以及加强隐私保护。然而，这一转变并非没有挑战，特别是在网络安全方面。

核心网络与安全风险

TrendMicro的研究深入剖析了部署4G/5G园区网络时面临的安全风险及其影响。通过模拟实际环境，研究人员测试了各种攻击情景，并提出了针对性的防御策略。这一系列研究聚焦于园区网络的基本结构，包括核心网络、基站、工业路由器、控制网络、现场网络以及多个可编程逻辑控制器（PLC）。

风险识别与防御策略

为了渗透核心网络，攻击者可能利用四个关键入口：

1. 托管核心网络服务的服务器：由于园区网络通常采用标准服务器（如COTS x86服务器），服务器上的已知漏洞为攻击者提供了机会。
2. 虚拟机（VM）或容器：尽管定期更新可以减少攻击面，但错误配置同样可能导致不可预知的风险。
3. 网络基础设施：未打补丁的设备可能成为攻击者入侵公司网络的途径，包括路由器、交换机、防火墙乃至网络安全设备。
4. 基站：基站中的漏洞允许攻击者进一步渗透至核心网络。

一旦核心网络受到损害，其影响可能波及工业控制系统（ICS），甚至引发后续破坏。以下是一些常见的攻击情形：

• MQTT劫持：现代ICS通常通过MQTT协议向云端发送数据，而实际使用中往往忽视了加密和TLS保护，使攻击者有机会篡改数据，影响分析算法和统计结果。模拟案例中，攻击者改变钢铁厂温度传感器的MQTT消息，导致温度读数失真，且该变化不会在外部审计日志中体现。

• Modbus / TCP劫持：在缺乏虚拟专用网的情况下，攻击者可通过构建Modbus解析器，修改数据包中的函数代码和数据值，类似于MQTT劫持。模拟攻击展示了攻击者通过操控发送到钢铁厂控制台的数据，掩盖了异常的压力、气流和温度情况，使得操作人员难以察觉。

• 远程桌面攻击：广泛应用于工业环境的远程桌面协议（如VNC或Microsoft远程桌面）虽然通过密码进行身份验证，但并未加密，攻击者有机会通过嗅探RDP端口（如3389）或VNC端口（如5900）获取敏感信息。模拟案例中，攻击者利用核心网络中的RDP执行降级攻击，或强行使用未加密的VNC记录击键和密码，从而获取对关键系统的访问权限。

安全建议与展望

面对即将到来的更多工业系统部署4G/5G园区网络的趋势，以及5G网络的逐步普及，IT和OT专家需要适应新的三重技术融合（IT、OT和通信技术CT）带来的挑战。以下是一些建议：

• 加密通信：使用HTTPS、MQTTS、LDAPS等应用层加密，确保数据传输安全。
• 网络隔离与保护：利用VLAN和IPsec等技术保护园区网络基础设施，实现有效的网络隔离。
• 及时更新与补丁管理：一旦补丁发布，应立即更新操作系统、路由器和基站，确保系统安全。
• 保护远程通信：对于通过蜂窝网络传输的数据，使用虚拟专用网或IPsec等技术保护通信通道的安全性。

随着4G/5G技术在工业领域的广泛应用，加强网络安全防御已成为不可或缺的一部分，以确保工业系统的稳定运行和数据安全。