區(qū)塊鏈在工業(yè)控制中的應(yīng)用

黎智

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽 618000）

引言

近年來，經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，促使區(qū)塊鏈技術(shù)受到各行各業(yè)的高度重視，同時業(yè)界相關(guān)人士也較為看好區(qū)塊鏈技術(shù)，認為在未來區(qū)塊鏈技術(shù)有著更為廣闊的發(fā)展前景，會促使社會生產(chǎn)關(guān)系的改變，成為第四次工業(yè)革命的主要力量。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)的主要內(nèi)容，其安全性、穩(wěn)定性受到諸多人的關(guān)注。此外，工業(yè)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運作也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在網(wǎng)絡(luò)安全事故時有發(fā)生的當(dāng)前，如何將區(qū)塊鏈技術(shù)更好的應(yīng)用在工業(yè)控制中是一個需要深入思考的問題。

一、工業(yè)控制領(lǐng)域存在的問題

（一）訪問控制

傳統(tǒng)的身份認證一旦被攻破，數(shù)據(jù)信息的完整性和保密性很容易受到嚴(yán)重的威脅。當(dāng)前，隨著經(jīng)濟的常態(tài)化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨完善，導(dǎo)致工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨著隨時破壞的風(fēng)險，有些甚至出現(xiàn)不同程度上的入侵和破壞。

（二）數(shù)據(jù)安全

在傳統(tǒng)中心化管理中，隨時存在個別設(shè)備出現(xiàn)故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者刪除的情況。若數(shù)據(jù)信息量相對較大，這時的中心服務(wù)器的運行負擔(dān)將會增重。同時，受到工業(yè)控制系統(tǒng)涉及范圍廣，各個信息化系統(tǒng)之間相互獨立存在的影響，很容易發(fā)生數(shù)據(jù)造假的情況。

（三）運營維護

在當(dāng)前階段，工業(yè)控制平臺數(shù)據(jù)通常都會匯入單一的中心控制系統(tǒng)，但隨著經(jīng)濟的增長，今后的工業(yè)化聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量會大量的增多，這是會導(dǎo)致中心化服務(wù)成本越來越大，進而出現(xiàn)難以承擔(dān)的窘境[1]。

二、工業(yè)控制中區(qū)塊鏈的具體應(yīng)用

（一）區(qū)塊鏈的工控關(guān)鍵設(shè)施保護

經(jīng)濟的迅速發(fā)展，信息爆炸時代的到來，導(dǎo)致以信息基礎(chǔ)設(shè)施的工業(yè)控制系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重的信息安全問題。因此，對區(qū)塊鏈技術(shù)的信息安全保護技術(shù)加大研究力度，對推動工業(yè)控制發(fā)展有著十分重要的顯示意義。由于區(qū)塊鏈擁有可信度高、可追溯性等特點，加大對工業(yè)控制信息安全保護平臺的建設(shè)，可以妥善解決工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全問題，進而可以使得關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全性能有所提升，保障工業(yè)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運作，具體而言：（1）區(qū)塊鏈的工控高可信訪問控制，需要相關(guān)工作人員對區(qū)塊鏈訪問用戶的信息進行驗證，并且能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)控用戶的各項行為，進而可以有效避免違法訪問、證書造假等問題的發(fā)生；有效地將用戶身份驗證與用戶操作行為兩者相融合，可以對用戶實施動態(tài)監(jiān)控，保障工控設(shè)施訪問的安全性和穩(wěn)定性。（2）區(qū)塊鏈的工控關(guān)鍵信息與網(wǎng)絡(luò)防護的建設(shè)。對區(qū)塊鏈的信息系統(tǒng)進行升級，設(shè)置安全防護網(wǎng)，可以促使安全系數(shù)的提升，同時對關(guān)鍵信息系統(tǒng)軟件平臺進行區(qū)塊鏈保護，可以有效防止信息涂改情況的發(fā)生[2]。進行服務(wù)去中心化，并直接提供給關(guān)鍵服務(wù)，在一定程度上可以避免服務(wù)攻擊問題的發(fā)生。對工控核心網(wǎng)絡(luò)拓撲進行區(qū)塊鏈保護，可以有效防止網(wǎng)絡(luò)漏洞的出現(xiàn)。（3）區(qū)塊鏈的工控核心數(shù)據(jù)保護。需要研究區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)篡改、敏感信息透漏等安全技術(shù)，進而可以保障數(shù)據(jù)信息來源的安全和數(shù)據(jù)的完整性，有效填補傳統(tǒng)密鑰數(shù)據(jù)驗證方式存在的不足，減少在數(shù)據(jù)存儲過程中造假和篡改情況的發(fā)生，保障工控設(shè)施免敏感數(shù)據(jù)信息的安全性。

（二）區(qū)塊鏈的工控設(shè)備資產(chǎn)管理

工控系統(tǒng)是一個軟硬件共同存在的復(fù)雜系統(tǒng)，需要營造良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)、實現(xiàn)提供前提條件。一般情況下，傳感器。交換機等設(shè)備資產(chǎn)管理方法大多都是采用紙質(zhì)版，存在諸多的問題。一方面安全難以保障，紙質(zhì)需要進行集中保存，并且還需要做好備份處理工作，進而有效避免數(shù)據(jù)的丟失。另一方面，交接存在一定的問題，在整個資產(chǎn)轉(zhuǎn)移過程中，也需要紙質(zhì)檔案的轉(zhuǎn)移，但在轉(zhuǎn)移過程中難免出現(xiàn)損壞和丟失的情況。此外，監(jiān)督管理存在局限性，為有效防止資產(chǎn)材料的丟失和篡改等情況的發(fā)生，需要專門機構(gòu)進行監(jiān)督和管理，難度相對較大。同時，資產(chǎn)流轉(zhuǎn)溯源相對較難，這是由于資產(chǎn)的歷史維修記錄難以收集，進而導(dǎo)致無法對資產(chǎn)進行合理的評價。為妥善解決上述問題，可以在此過程中加入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，設(shè)備管理部門、設(shè)備使用方等加強溝通與交流，全部參與到設(shè)備更新維修過程中，形成一份不可篡改的設(shè)備資產(chǎn)檔案。

（三）國密算法的區(qū)塊鏈算力基礎(chǔ)設(shè)施

建設(shè)國密算法的區(qū)塊鏈算力基礎(chǔ)設(shè)施，對于區(qū)塊鏈的工控應(yīng)用發(fā)揮著十分重要的作用，可以最大化保障區(qū)塊鏈的安全性和可靠性，具體而言：（1）建立工控專用區(qū)塊鏈?zhǔn)情_發(fā)區(qū)塊鏈工控應(yīng)用的前提依據(jù)。保障區(qū)塊鏈的性能，可以促使上層應(yīng)用的安全穩(wěn)定運作。根據(jù)應(yīng)用需求的不同，可以將區(qū)塊鏈分為公有鏈。聯(lián)盟鏈和私有鏈，其中私有鏈的可控性和安全性系數(shù)較高。若想要保障控制應(yīng)用和數(shù)據(jù)的安全性，則首選私有鏈建立工控專用區(qū)塊鏈。（2）算力工作量聲明制度是保障區(qū)塊鏈安全運作的基礎(chǔ)。共識制度數(shù)是區(qū)塊鏈制度貫徹落實的關(guān)鍵制度，當(dāng)前存在的共識制度有工作量聲明、權(quán)益聲明等，其中工作量聲明是依托機器，通過一定的數(shù)學(xué)運算，而獲得相應(yīng)的記賬權(quán)，是防止篡改和造假的一種共識制度，可以為區(qū)塊鏈上工控應(yīng)用的可靠運行提供保障。

結(jié)束語

總而言之，區(qū)塊鏈在工業(yè)控制中的良好應(yīng)用，能夠?qū)I(yè)控制行業(yè)的快速發(fā)展提供源源不斷的力量支持。同時，伴隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用優(yōu)勢會愈發(fā)的明顯，未來的發(fā)展也更為廣闊，在一定程度上可以及時解決工業(yè)控制行業(yè)中存在的問題，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供前提條件。