[发明专利]一种基于区块链的ICS安全策略方法

说明书

一种基于区块链的ICS安全策略方法，涉及一种区块链安全策略方法，本发明设计了共识控制模型。该模型将工控网络中的各级服务器、交换机、PLC、甚至底层设备作为参与节点接入区块链网络，然后在工控网络的现场设备层，分析其数据来源，对采集后的数据进行数据审计，将其存在区块链中。保护了用户的隐私。另一方面设计了区块链跟踪框架，跟踪带注释的文件，并使用智能合约将这些文件的选定元数据存储在区块链上。此外，BTF的智能合约还提供了检查功能，用于防篡改文件验证和历史记录跟踪。BTF支持长期存储并确保数据完整性，专注于档案数据，可以证明很长时间以前存储的文件未经授权不会被更改，假如被更改了，可以跟踪文件由谁更改以及更改的时间。

技术领域

本发明涉及一种区块链安全策略方法，特别是涉及一种基于区块链的ICS安全策略方法。

背景技术

传统的工业控制网络的安全防护多采用防火墙、身份验证等技术。但是新的安全问题也日益显现。研究工业控制网络中的数据安全、网络安全问题和新的防护技术手段，对工业安全及各个方面的发展有着重要的意义。区块链的思想和技术的出现，作为建立信任的技术，它不仅在联盟链的多中心架构和多机构合作的场景下，良好的满足了地区、行业、企业间跨域认证的需要，还为工业控制网络中数据的安全性和可靠性提供了新的技术手段。

区块链在本质上是一个分布式的公共账本，而分布式系统是通常是具有地理位置不同的传感器和执行器的复杂工厂控制系统。传统的分布式控制系统(DistributedControl System，简称DCS)是从集中式电源发展而来的，具有脆弱的中央控制站，用于监控整个系统，并面临着潜在的风险，例如严格的安全和隐私问题，威胁会导致入侵者的劫持。如果一个单元不执行它不会影响整个系统，与所有东西都连接到一个公共节点的集中式系统相比，一个单元的故障将导致整个系统瘫痪。它仍然面临着一些潜在的安全和隐私威胁，如拦截、中断、修改、制造、加密、身份验证和审计。区块链的完全分布式特性和安全保障，使其在分布式控制系统中具有应用潜力。它的分权是安全检查的关键因素。许多许可类区块链系统的共识机制来源于传统的分布式共识算法，如Paxos，Raft等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的ICS安全策略方法，本发明从区块链技术框架和工业控制网络的结合的角度下，设计了共识控制模型，实现了信息的共享性和工控网络的去中心化性，保护了用户的隐私；另一方面设计了区块链跟踪框架，将区块链技术集成到存储基础架构中，用于防篡改文件验证和历史记录跟踪。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于区块链的ICS安全策略方法，所述方法包括建立共识控制模型和区块链跟踪框架；共识控制模型在工业资源平台服务器上搭建区块链平台,设置准入机制,配置不同的组织关系,并为各个组织配置相应的通道,完成底层基础网络的搭建；在搭建好的工控区块链网络的环境下将模型分为三层：

第一层将底层区块链中的数据分成片打包上传到服务器中；

第二层中共识机制负责安全地更新分布式网络中的数据状态；

第三层去中心化时间戳服务技术，为每次共识机制更新的数据状态提供可公开验证的时间戳；最后，在控制层采用选择机制，诸如监控中心，区块链上的每个组织都会有记账节点来进行分布式记账，并维护全网的一个公共的账本；同时,对于工业资产数据的读写操作均会被记录到区块链中，实现全方位的安全可信管控；

区块链跟踪框架是一个支持数据存储和分类存档的框架，用于支持工业控制系统中存储基础结构中的数据保留、存档、文件验证和历史记录跟踪；因此，它监视ICS用户注释的文件、指示和何时可以注释数据的可编程规则；跟策略—类似，是自动存储工控系统分层中已知的数据，再将数据从性能移动到容量存储的策略；最后，所选择的哈希序列的文件元数据通过智能合约写入底层区块链；BTF自动在区块链上生成和部署这些智能合约，提供审核功能和对存储在区块链上的元数据的安全访问，包括存在证明、文件验证和历史记录跟踪。