工業(yè)控制系統(tǒng)是一類用于工業(yè)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)的統(tǒng)稱，它包含監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和其他一些常見于工業(yè)部門與關鍵基礎設施的小型控制系統(tǒng)，如可編程邏輯控制器（PLC）等。專家將工業(yè)控制網(wǎng)絡定義為：以具有通信能力的傳感器、執(zhí)行器、測控儀表作為網(wǎng)絡節(jié)點，以現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)等作為通信介質，連接成開放式、數(shù)字化、多節(jié)點通信，從而完成測量控制任務的網(wǎng)絡。工業(yè)控制系統(tǒng)包括工業(yè)控制網(wǎng)絡和所有的工業(yè)生產(chǎn)設備，工業(yè)控制網(wǎng)絡側重工業(yè)控制系統(tǒng)中組成通信網(wǎng)絡的元素，包括通信節(jié)點（包括上位機、控制器等）、通信網(wǎng)絡（包括現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)以及各類無線通信網(wǎng)絡等）、通信協(xié)議（包括Modbus、PROFIBUS等）。工業(yè)控制系統(tǒng)最初運行在隔離內(nèi)網(wǎng)中，在設計時并未考慮接入外網(wǎng)可能面臨的安全風險。在當前“工業(yè)4.0”的大背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展與“兩化融合”不斷深入，關鍵基礎設施越來越多地暴露在互聯(lián)網(wǎng)中，工業(yè)控制系統(tǒng)安全事件呈現(xiàn)明顯的頻發(fā)、多發(fā)態(tài)勢，已造成重大經(jīng)濟損失或社會影響，安全形勢十分嚴峻。2017年至今，國務院、工業(yè)和信息化部等多部門發(fā)布一系列相關措施，將保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全作為國家重要戰(zhàn)略規(guī)劃。在黨的二十大報告中，國家安全首次成為獨立的一個部分，從而使國家安全在黨政文件中得到進一步彰顯和強化。其中，信息安全是國家安全體系中的關鍵一環(huán)，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)安全問題受到越來越多的關注，研究保障工業(yè)控制網(wǎng)絡安全的科學方法與防范措施成為當前迫切需要解決的問題。
本書的編寫基于編者團隊自主研發(fā)的工控攻防靶場平臺以及對應的實訓系統(tǒng)，面向工業(yè)控制系統(tǒng)安全領域涉及的相關技術，采用理論與實踐相結合的方式，覆蓋工控系統(tǒng)架構、基礎安全、協(xié)議分析、資產(chǎn)探測、攻擊技術、入侵檢測、安全評估與響應，形成安全閉環(huán)。并且在技術相關部分中設置了典型實驗操作，旨在幫助讀者全面了解工業(yè)控制系統(tǒng)安全相關知識的同時，進一步加深對相關技術的理解，通過實踐提高動手能力。
工控安全靶場平臺模擬構建了一個城市水務SCADA，由目標生產(chǎn)環(huán)境層、現(xiàn)場控制層以及監(jiān)視控制層組成，包括快速輸配水仿真模塊、PLC模塊、MTU模塊、HMI模塊以及連接各模塊的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡，解決了搭建實物、半實物城市水務工控安全仿真實驗場景時費用高、耗時長、擴展難等問題。通過在目標生產(chǎn)環(huán)境仿真過程中引入預執(zhí)行的仿真處理方法，解決了因原仿真系統(tǒng)需要順序執(zhí)行而導致仿真速度慢、效率低的問題。
本書在第1章概述了工業(yè)控制系統(tǒng)及其涉及的相關內(nèi)容，如SCADA、DCS、PLC、RTU等相關組件的基礎概念，還介紹了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡的特點及其區(qū)別與聯(lián)系，此外，簡述了工業(yè)控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡攻擊、設備攻擊方面的相關知識。
第2章介紹了工業(yè)控制系統(tǒng)中的關鍵控制設備：PLC、PAC與RTU，著重介紹了PLC攻擊方式及原理。
第3章對常見工控協(xié)議（Modbus、DNP3、S7Comm、IEC、OPC、EtherNet/IP）及其安全性進行了簡要概述，并針對ModbusTCP、S7Comm兩種協(xié)議詳細介紹了數(shù)據(jù)包構造方法、數(shù)據(jù)篡改攻擊方法以及重放攻擊方法。
第4章介紹了工業(yè)控制系統(tǒng)資產(chǎn)的基本知識，將資產(chǎn)定義為：工業(yè)控制系統(tǒng)或工業(yè)控制網(wǎng)絡中各種工控設備、網(wǎng)絡設備及安全設備，包括上位機、工程師站、操作員站、工業(yè)交換機、工業(yè)路由器、控制器（PLC、RTU、IED）、SCADA服務器、DCS服務器、業(yè)務數(shù)據(jù)庫等。并從主動、被動兩方面介紹資產(chǎn)探測技術，詳細介紹了基于搜索引擎的資產(chǎn)探測與資產(chǎn)探測技術中的標識獲取技術。最后，介紹了使用Shodan圖形化界面和編寫腳本實現(xiàn)資產(chǎn)探測的實驗。
第5章介紹工業(yè)控制系統(tǒng)漏洞的概念、分類以及常見的工控漏洞庫，探討在工業(yè)控制系統(tǒng)中進行漏洞檢測應該注意的問題并介紹常用的漏洞檢測工具。還介紹了使用Metasploit驗證工控軟件漏洞、通過編寫插件檢測漏洞的實驗。
第6章介紹工業(yè)控制系統(tǒng)入侵檢測技術、相關產(chǎn)品、白名單與防火墻，以及基于Snort進行工業(yè)控制系統(tǒng)入侵檢測的方法。最后介紹圖形化入侵檢測系統(tǒng)的搭建、入侵檢測結果實現(xiàn)與分析。
第7章介紹工業(yè)控制系統(tǒng)異常檢測基礎知識、實現(xiàn)原理以及系統(tǒng)行為建模原理。最后介紹基于系統(tǒng)行為模型的異常檢測技術實現(xiàn)原理、代碼執(zhí)行流程，并以本書編寫團隊自主研發(fā)的工控攻防演練安全靶場平臺為實驗臺，介紹了攻擊的執(zhí)行與檢測。
第8章詳細介紹了工業(yè)控制系統(tǒng)風險評估的基本概念、組成，從風險評估準備、風險要素評估、風險綜合分析等方面探討了評估流程。最后，介紹了基于貝葉斯攻擊圖的工業(yè)控制系統(tǒng)動態(tài)風險評估方法的實驗。
第9章首先詳細介紹了工控系統(tǒng)安全防御模型，并探討了入侵檢測系統(tǒng)IDS、入侵防御系統(tǒng)IPS，以及入侵響應系統(tǒng)IRS三者的關系，詳細闡述了IRS分類和特性。
本書提供了對應的教學PPT、實驗操作視頻，幫助讀者學習和應用書中所論述的工業(yè)控制系統(tǒng)安全技術。
本書主要由趙大偉、徐麗娟、張磊、周洋聯(lián)合編寫。趙大偉和徐麗娟參與編寫了第1、2、4、6、7章，張磊編寫了第3章和第5章，周洋編寫了第8章和第9章。全書由趙大偉統(tǒng)編。本書在編寫過程中也得