面向公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險管理框架設計

劉妍君

（甘肅省定西公路應急保障與路網(wǎng)監(jiān)測中心，甘肅定西 743000）

0 引言

隨著科技的迅速進步，公路信息化建設已成為新的發(fā)展趨勢，這也在很大程度上代表了現(xiàn)代公路建設方向。信息化公路不僅能為公眾提供更為便捷、智能的出行方式，還能為公路養(yǎng)護管理單位及政府相關部門提供更為精準、高效的管理工具。公路信息化建設涉及大量數(shù)據(jù)傳輸、存儲和處理，包括車流量、道路、橋梁、隧道監(jiān)控視頻、交通事件、路況信息、氣候條件、交通誘導、養(yǎng)護記錄、工程管理、應急管理、數(shù)據(jù)分析、GIS 地圖等，這些數(shù)據(jù)的準確性、完整性和及時性直接關系到公路的運營安全和效率[1]。然而，任何一個安全漏洞都可能導致嚴重的后果，數(shù)據(jù)泄露、惡意攻擊、系統(tǒng)崩潰等風險不僅可能導致重大經濟損失，還可能威脅公眾的生命安全。因此，在公路信息化建設中實施有效的網(wǎng)絡安全風險管理，保證信息的安全性、完整性和準確性至關重要。

1 面向公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險概述

相較于傳統(tǒng)公路，信息化公路具備更強的數(shù)據(jù)收集和處理能力。通過在公路上布置各類傳感器，如車輛識別系統(tǒng)、氣象監(jiān)測設備和交通流量統(tǒng)計器，可以實時收集大量交通、環(huán)境和設備相關數(shù)據(jù)[2]。這些數(shù)據(jù)再被傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)，經過處理、分析后，可為決策者提供準確、可靠的信息參考。此外，信息化公路的自動化和智能化程度更高，基于收集到的數(shù)據(jù)，可以提供實時的交通安全警示和預警信息等，為交通安全提供保障。然而，正是因為高度的數(shù)據(jù)化和自動化，使得信息化公路在網(wǎng)絡安全方面面臨更多的威脅和挑戰(zhàn)。

1.1 硬件風險

公路信息化建設在帶來眾多便利的同時，也面臨著一系列由硬件所帶來的安全威脅。由于硬件直接與物理世界相聯(lián)系，也往往是信息流動的第一道關口，因此硬件風險是網(wǎng)絡安全中的一大難題。

1.1.1 傳感器損壞或故障

許多現(xiàn)代公路依賴于各種傳感器來收集和傳輸交通流量、養(yǎng)護數(shù)據(jù)、道路狀況等相關數(shù)據(jù)，如果傳感器被惡意破壞、遭受自然災害或由于其他原因失效，收集到的數(shù)據(jù)可能產生嚴重偏差，導致公路大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作出錯誤決策。例如，如果某交通流量傳感器被損壞并報告道路上沒有車輛，而實際上道路上的交通流量很大，可能導致交通擁堵或安全事故。

1.1.2 通信干擾

公路信息化系統(tǒng)往往需借助無線通信技術傳輸數(shù)據(jù)。惡意攻擊者可能通過電磁干擾或其他手段干擾相關信號，導致數(shù)據(jù)傳輸中斷或數(shù)據(jù)損壞[3]。這種干擾可能會影響交通信號的準確性，甚至可能導致智能交通系統(tǒng)失效。

1.1.3 設備的物理安全風險

公路沿線的信息化設備，如監(jiān)控攝像頭、數(shù)據(jù)中繼站等，可能成為盜竊或破壞目標。攻擊者可能試圖竊取或篡改這些設備中的數(shù)據(jù)，或者直接破壞設備。此外，由于這些設備常常位于偏遠或不易監(jiān)控的位置，對其保護難度較大。

1.2 軟件風險

在公路信息化建設中，除了硬件風險，軟件風險同樣是嚴重且復雜的問題。軟件作為管理和分析硬件數(shù)據(jù)的核心，其穩(wěn)定性、安全性和可靠性對整體系統(tǒng)的健康運行有重要影響。軟件風險主要如下：

1.2.1 惡意軟件侵入

隨著交通系統(tǒng)越來越依賴于軟件進行數(shù)據(jù)分析、決策支持和自動化操作，其也成了攻擊者的主要攻擊目標。一旦惡意軟件，如病毒、蠕蟲或者勒索軟件滲透進入公路信息化系統(tǒng)，可能會篡改數(shù)據(jù)、損壞系統(tǒng)或者竊取敏感信息。例如，修改交通信號時間設置，導致交通混亂，或者鎖定關鍵交通管理軟件，要求支付贖金[4]。

1.2.2 軟件漏洞

由于軟件具有一定的復雜性，即使經過反復測試和驗證，仍然可能存在未被發(fā)現(xiàn)的漏洞。攻擊者可能會利用這些漏洞，進行未授權訪問、數(shù)據(jù)竊取或者進行其他惡意活動，更嚴重的情況是軟件漏洞被公開，吸引更多攻擊者。

1.2.3 系統(tǒng)更新和維護風險

新的安全補丁或者軟件更新內容發(fā)布時，如何迅速、有效地部署到整個系統(tǒng)中成為一個挑戰(zhàn)。延遲或忽略這些更新，可能會使系統(tǒng)暴露在已知的威脅之下。此外，過時的軟件可能不再受官方支持和維護，也會增加安全風險。

1.2.4 系統(tǒng)不兼容

在公路信息化建設中，往往會涉及多種不同的軟硬件、系統(tǒng)交互。這種復雜的系統(tǒng)互操作性可能會導致新的安全問題。例如，兩個原本安全的系統(tǒng)在交互時可能暴露出新的漏洞或產生預料之外的安全隱患。

1.3 數(shù)據(jù)風險

在公路信息化框架中，數(shù)據(jù)是連接硬件與軟件的關鍵紐帶，但數(shù)據(jù)風險也尤為突出。不同于硬件和軟件的直接威脅，數(shù)據(jù)風險涉及的更多是信息的完整性、隱私和真實性。數(shù)據(jù)風險主要如下：

1.3.1 數(shù)據(jù)泄露

在公路信息化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可能涉及道路使用者的私人信息、車輛行駛記錄、交通模式預測等。這些數(shù)據(jù)如果被非法獲取或濫用，不僅可能侵犯個人隱私，還可能被用于欺詐或其他形式的攻擊。例如，通過分析某一用戶的行駛模式，攻擊者可以預測該用戶的行為習慣，從而設下陷阱或進行其他不法活動。

1.3.2 數(shù)據(jù)完整性風險

攻擊者可能會嘗試篡改交通數(shù)據(jù)，導致交通預測失真或誤導交通管理決策。比如，通過對交通流量數(shù)據(jù)的細微修改，可能會導致交通管理系統(tǒng)作出錯誤的交通指導，從而引發(fā)交通擁堵甚至事故。

1.3.3 數(shù)據(jù)真實性風險

在數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡中，確保每一條數(shù)據(jù)都是真實、未被篡改的，是一項巨大的挑戰(zhàn)。偽造數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)注入都可能使系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)失去真實性，不僅可能影響公路管理決策，還可能對用戶的安全造成威脅。此外，隨著大數(shù)據(jù)和機器學習技術在交通管理中的廣泛應用，數(shù)據(jù)偏見和歧視問題也開始浮出水面。如果訓練數(shù)據(jù)存在偏見，基于此數(shù)據(jù)訓練出的模型也可能繼承這種偏見，導致對某些用戶或車輛出現(xiàn)不公平對待，如何確保數(shù)據(jù)的公正性和無偏見性，也是一個亟待解決的問題。

2 面向公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險管理框架設計

2.1 風險發(fā)現(xiàn)

風險發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)絡安全風險管理框架中扮演著重要角色，因此需要針對公路信息化建設，進行網(wǎng)絡安全風險管理框架設計。

2.1.1 資產清單的精確制訂

資產清單不僅要詳盡，還要細致到每個部分的功能、位置、責任人以及其可能面臨的風險。不僅如此，考慮到公路信息化建設的持續(xù)演進，資產清單必須是動態(tài)的，需根據(jù)系統(tǒng)的更新和變化進行調整。為此，建議采用自動化工具，如資產管理系統(tǒng)，定期審查和更新資產清單。

2.1.2 持續(xù)整合威脅情報

威脅情報的收集不是一次性的，而是一個持續(xù)、動態(tài)的過程。必須與全球的安全研究組織、行業(yè)團體及其他相關的共享平臺合作，實時收集、分析并整合各種威脅情報。同時，為了確保情報的及時性和準確性，需要使用高級的威脅情報工具和解決方案，將這些數(shù)據(jù)轉化為有價值、可操作的信息。

2.1.3 系統(tǒng)脆弱性深入評估

單純的脆弱性掃描不足以對系統(tǒng)進行全面的安全評估。應結合人工和自動化方法，如定期的滲透測試、深度脆弱性評估，以及使用先進的安全工具開展系統(tǒng)脆弱性深入評估。此外，建議建立專門的脆弱性評估管理團隊，負責從發(fā)現(xiàn)到修復系統(tǒng)的整個過程。

2.1.4 高級日志與事件管理

傳統(tǒng)的日志管理可能無法滿足現(xiàn)代公路信息化建設的復雜性。因此，需要采用先進的SIEM 解決方案，以實時分析、聚合和關聯(lián)大量的日志和事件數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隱藏的風險和威脅。對于大規(guī)模的公路信息化系統(tǒng)，考慮采用基于云的日志和事件管理服務，以更有效地管理日志和事件數(shù)據(jù)。

2.1.5 實時的風險報告與響應機制

單純的風險報告機制已不能滿足現(xiàn)代公路信息化建設需求。需要一個能夠實時收集、分析和響應風險信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)應結合自動化工具和人工干預，以確保每一個報告的風險都能得到及時、適當?shù)奶幚怼?/p>

2.2 風險分析

在公路信息化建設中，一旦發(fā)現(xiàn)風險，必須進行深入、細致的分析。風險分析過程包括對風險概率、可能造成的損害的評估，以及如何在實際操作中緩解這些風險。風險分析過程如下：

2.2.1 對風險的量化度量

為確保風險分析的準確性，需要采用專業(yè)的評估工具和方法來量化風險。例如，應用事件樹分析（ETA）和故障樹分析（FTA），可以對風險事件的概率進行精確估算，蒙特卡洛模擬則可以為復雜的風險場景提供概率分布預測。

2.2.2 風險深度探查

在公路信息化建設中，風險可能源于傳感器故障、數(shù)據(jù)傳輸失效或者第三方供應商的安全隱患，風險深度探查的目的是明確風險源頭，即分析風險是從哪里（系統(tǒng)內部錯誤還是外部惡意攻擊）、如何產生的，這樣的深入探查有助于確定風險的真正原因，為后期的防護措施提供方向。

2.2.3 業(yè)務影響評估

公路信息化建設涉及多個業(yè)務流程，某個風險可能會對多個流程造成影響。例如，交通監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，交通管理、緊急響應和日常運營等多個流程都可能受到影響。評估風險對這些流程造成的具體影響，可以幫助決策者明確優(yōu)先處理事項。

2.2.4 風險依賴性分析

在復雜的信息化系統(tǒng)中，不同的組件和模塊相互關聯(lián)。一處小小的脆弱性可能會觸發(fā)連鎖反應，導致整個系統(tǒng)崩潰。因此，通過依賴性分析，可以確保在處理風險時不會遺漏關鍵的依賴點，從而保證應對策略的有效性。

2.2.5 風險成本估算

任何應對措施都需要投入相應的資源，而資源總是有限的，通過對風險可能導致的損失進行估算，與相應措施所需的投入進行對比，可以確保資源得到最優(yōu)化配置。

2.3 風險整改

針對公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險，僅完成風險發(fā)現(xiàn)和分析還不夠，關鍵在于結合分析結果，采取切實有效的措施，減少或消除這些風險。

2.3.1 確定整改優(yōu)先級

在實際運作中，由于資源和時間是有限的，因此應基于風險分析結果，為各風險處理制訂優(yōu)先級，確保首先處理那些可能導致嚴重損害或發(fā)生概率高的風險。對于直接關聯(lián)主干道交通流量的信息系統(tǒng)，任何風險都可能導致巨大的經濟損失和負面的社會影響，因此應優(yōu)先處理。

2.3.2 制訂整改方案

對于不同的風險需要采取不同的整改策略。部分風險可能通過技術手段可輕易解決，如更新有漏洞的軟件；部分風險則需要通過深入的組織變更或流程調整，如加強對員工的安全培訓或更換供應商等。因此，制訂方案時需要充分考慮整改的可行性、成本，以及長期和短期效果。

2.3.3 動員必要資源

根據(jù)整改方案合理調配和配置技術、人力與財務資源。例如，若決定部署新的安全防護設備，不僅需要預算購買和安裝方面的費用，還需要考慮后期的維護和更新成本。對于涉及員工培訓或組織文化改變的整改方案，可能需要動員更多的人力資源和時間。在實施整改方案的過程中，持續(xù)監(jiān)控和反饋尤為關鍵。整改過程中可能會遇到預期之外的困難或挑戰(zhàn)，持續(xù)的監(jiān)控可以確保整改措施按計劃進行，及時的反饋則可以幫助組織在第一時間調整策略，確保整改效果的最大化。

2.3.4 效果評估

整改完成后，需要進行效果評估與驗證，以確認所采取的整改措施是否真正達到了預期效果。可以通過再次進行風險評估、測試或審計來驗證整改效果。對于未能完全消除的風險，需要進一步分析原因，并考慮是否需要采取進一步的整改措施或其他風險緩解策略。

3 結語

綜上所述，面向公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險管理框架設計不僅是技術性任務，更是涉及組織、人員、流程和技術多方面的綜合性工程，只有確保各個環(huán)節(jié)緊密配合，面向公路信息化建設的網(wǎng)絡安全風險才能得到有效控制，從而確保公路信息化系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。