云計算背景下的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全問題淺析

文/宣晶 鄧微微 高偉

隨著近年來我國城市化進程的不斷加快，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口快速增長，城市交通的供需矛盾也日益激烈，通過發(fā)展大容量的軌道交通來緩解公共交通擁堵情況，已經(jīng)成為解決城市交通供需矛盾的有效措施。城市軌道交通具有較強的運力、較強的準時性，可以有效地縮短乘客通勤時間，提高城市空間利用率，從而進一步改善城市生態(tài)環(huán)境、發(fā)展布局，大大帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟，提高周邊附屬產(chǎn)業(yè)整合。

當前，大力發(fā)展城市軌道交通已經(jīng)成為城市經(jīng)濟發(fā)展水平的直接體現(xiàn)。以北京市為例：截至2019年底，北京軌道交通已開通運營23條線路，407座車站，總里程達699.3公里，網(wǎng)絡(luò)化運營格局已經(jīng)形成。

一、政策及技術(shù)趨勢推動行業(yè)不斷發(fā)展

2020年2月14日，中央全面深化改革委員會第十二次會議指出，“基礎(chǔ)設(shè)施是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐，要以整體優(yōu)化、協(xié)同融合為導向，統(tǒng)籌存量和增量、傳統(tǒng)和新型基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，打造集約高效、經(jīng)濟適用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系”。2020年3月4日中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議，明確提出加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度。2020年5月22日《2020年國務(wù)院政府工作報告》提出，重點支持“兩新一重”（新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，交通、水利等重大工程建設(shè)）建設(shè)。

城市軌道交通作為重點發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，近年來發(fā)展取得了長足進步，隨著大數(shù)據(jù)、5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、圖像識別等技術(shù)的飛速發(fā)展和成熟運用，為城市軌道交通智能化、智慧化發(fā)展提供了有力保障。城市軌道交通業(yè)務(wù)發(fā)展模式逐漸形成信息服務(wù)綜合化、列車運行協(xié)同化、基礎(chǔ)設(shè)施智能化，行業(yè)信息化建設(shè)已出具規(guī)模，裝備制造水平不斷進步。

二、新技術(shù)解決城市軌道交通建設(shè)過程存在中的問題

在國家政策的大力支持下，我國大中城市的城軌交通建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴大，運營模式的網(wǎng)絡(luò)化運營、全自動運行、智慧城軌的趨勢更加明顯，亟需運用新技術(shù)適配當前不斷發(fā)展的現(xiàn)狀。

城市軌道交通系統(tǒng)組成繁多、復雜，主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)有綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)、門禁系統(tǒng)(ACS)、信號系統(tǒng)(ATS)、乘客資訊系統(tǒng)(PIS)、自動售檢票系統(tǒng)(AFC)、廣播系統(tǒng)(PA )、通信集中網(wǎng)管及各子系統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)等。眾多系統(tǒng)建設(shè)交叉，缺少集中統(tǒng)一的平臺，無法應對建設(shè)過程及發(fā)展過程中衍生的系列問題。城市軌道交通作為我國大交通的重要組成部分，是否能夠持續(xù)安全運行，直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全和社會運行秩序，一旦遭到破壞, 后果不堪設(shè)想。而云計算、大數(shù)據(jù)為代表的新技術(shù)手段，剛好能夠解決這些問題。云計算技術(shù)作為一種技術(shù)模式，不僅可以解決系統(tǒng)繁雜統(tǒng)一管理，還可以提供系統(tǒng)集中建管、集中運維、集中災備等問題。

然而，云計算技術(shù)作為一種技術(shù)模式，在帶給高便捷性、高利用性、高效性的同時，也必將帶來多種安全風險挑戰(zhàn)。

1.云計算技術(shù)下的城市軌道交通系統(tǒng)安全問題

在基于云計算平臺的城市軌道交通系統(tǒng)平臺建設(shè)的過程中，面臨的最為嚴峻的挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)安全和隱私保護。目前已有個別城市在建設(shè)過程中選擇云計算作為信息系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)的技術(shù)架構(gòu)，通過“雙數(shù)據(jù)中心+車站級”部署方式作為信息系統(tǒng)建設(shè)方案。在云計算模式下，由于各種各樣的信息資源具備較強的開放性，這就導致云中的信息存在著較強的流動性，所以，該模式下的信息面臨著嚴重的安全隱患，會導致信息的泄漏、丟失、篡改，從而造成不可估量的損失。

此外，在云計算模式下，眾多的數(shù)據(jù)和信息在云端存儲，這就形成了一個非常巨大的動態(tài)資源池，客戶端的信息并非在計算機的本地硬盤中存儲，而是在云中存儲，同時對于信息的增加、修改、刪除、編輯等全部的訪問操作也都是在云端實現(xiàn)，這就帶來了非常嚴峻的信息安全隱患。

基于云計算平臺的城市軌道交通建設(shè)則面臨著更為嚴重的云計算安全問題，這是由于云端存儲著大量的列車運行各種核心敏感數(shù)據(jù)，這些信息一方面會吸引電腦黑客們對于城軌云平臺的攻擊，導致平臺數(shù)據(jù)面臨著非常巨大的安全隱患；另一方面，在基于云計算平臺的城軌系統(tǒng)中，云中的信息對于運營、管理機構(gòu)來說是完全透明的，這就導致內(nèi)部信息泄露的問題非常嚴重，可能導致相關(guān)的人員在利益的驅(qū)使下而將部分信息泄露出去，從而帶來非常嚴重的云計算安全隱患以及造成巨大的損失。

2.網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題

云計算的應用必須借助于計算機網(wǎng)絡(luò)的支持，對于客戶端來說，必須通過云端服務(wù)器來得到他們請求的資源和服務(wù)，由此看來，云計算模式對于計算機網(wǎng)絡(luò)的暢通性的要求是非常高的，必須最大限度地確保計算機網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承浴Ａ硗猓捎谠朴嬎隳Ｊ较路?wù)范圍的廣泛性，能夠同時為眾多的客戶端用戶提供服務(wù)，這就必須確保計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備必須具備強大的負載能力。因此，只有充分保證計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的高可靠性、高耐用性，真正保證計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備達到最優(yōu)的性能，只有這樣，才能夠確保眾多的客戶端用戶真正獲取到基于云計算平臺的系統(tǒng)的信息資源。

3.數(shù)據(jù)安全問題

在當前的各地城市軌道交通建設(shè)過程中，建設(shè)、管理部門普遍實行了數(shù)據(jù)和應用系統(tǒng)集中運行維護模式，從集約資源、高效利用、避免浪費的原則上考慮，固然可以節(jié)省資源，但同時也容易造成十分嚴重的數(shù)據(jù)泄露方面的問題。例如：通過云計算技術(shù)建設(shè)的系統(tǒng)，管理單位多數(shù)是以云租戶的形式存在，管理者不清楚數(shù)據(jù)是由哪些服務(wù)器進行管理，同時也不了解數(shù)據(jù)存儲的位置具體是在哪里，針對資源池的安全策略配置甚至不清楚是否是符合系統(tǒng)本身的要求。同時，在租用云服務(wù)商的服務(wù)過程中也容易出現(xiàn)共享物理存儲的問題，若未采取有效的隔離措施，則可直接導致多個部門數(shù)據(jù)可以互相訪問不受限制，若是隔離策略配置不完善則可導致不同單位之間的資源共享，甚至可能存在惡意修改、刪除數(shù)據(jù)等非法操作。

三、如何避免云計算背景下的平臺建設(shè)面臨的問題

在當前形勢下，將云計算應用于城市軌道交通系統(tǒng)平臺建設(shè)中仍然處在探索時期，相關(guān)的技術(shù)有待進一步改進，筆者認為，利用云計算技術(shù)建設(shè)、改造的城軌系統(tǒng)面臨的安全問題與傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)并沒有特別大的差別，從頂層設(shè)計、新型攻擊防護等層面進行的防護策略同樣適用于城市軌道交通云安全。

在《GBT22239-2019信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求》當中，明確要求應采取相關(guān)技術(shù)手段保障信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，加大構(gòu)建以云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)支撐下的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)保障體系，從業(yè)務(wù)流程、安全需求、數(shù)據(jù)防護、資源共享等方面著手，加大信息系統(tǒng)建設(shè)頂層規(guī)劃，遵循“一個中心，三層防護”的建設(shè)原則。城市軌道交通云計算技術(shù)的引用可以很好的解決網(wǎng)絡(luò)安全層面的技術(shù)防護問題。

城市軌道交通系統(tǒng)具有很強的工控屬性，近年來，國外敵對勢力對于我國工控系統(tǒng)發(fā)起的有組織、有預謀的專業(yè)化攻擊破壞行為日益猖獗。隨著針對工控系統(tǒng)的新型網(wǎng)絡(luò)攻擊的出現(xiàn)，如APT攻擊、勒索軟件、遠程木馬、網(wǎng)絡(luò)蠕蟲、郵件釣魚等，致使城市軌道交通信息系統(tǒng)面臨著嚴峻考驗，其中APT攻擊是軌道交通系統(tǒng)面臨的最大威脅，這種攻擊通常采用0day漏洞，攻擊目標明確，持續(xù)時間很長，很難被發(fā)現(xiàn)及防御。通過部署相關(guān)工業(yè)級的APT攻擊防護系統(tǒng)，行為分析系統(tǒng)及溯源等系統(tǒng)，實現(xiàn)對于網(wǎng)絡(luò)攻擊側(cè)的未知威脅早發(fā)現(xiàn)。