工業(yè)人工智能(AI)的未來似乎一片光明。許多初步研究和試點項目表明，通過將生產系統(tǒng)連接到 AI 引擎，可以顯著提高效率并節(jié)省成本。但現(xiàn)實是，必須面對一個嚴峻的挑戰(zhàn)。

　　我們如何確保這些生產系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)的絕對安全?畢竟，大多數(shù) AI 工具都是基于云的。我們需要的是從工廠到在云端運行的 AI 系統(tǒng)的安全和實時連接。

　　確保工業(yè)數(shù)據(jù)安全的推薦方法是完全的網絡分段。運營技術(OT)系統(tǒng)應與互聯(lián)萬和云系統(tǒng)完全隔離。最好使用非軍事區(qū)(DMZ)來完成此操作，將生產網絡保持在封閉的防火墻后面。世界各地的政府和行業(yè)領導者都同意這種基本的工業(yè)網絡安全實踐，NIS2 指令和 NIST CSF 2.0 也要求這樣做。

　　對工業(yè)通信的挑戰(zhàn)

　　通過 DMZ 將數(shù)據(jù)從生產環(huán)境傳輸?shù)交谠频?AI 系統(tǒng)需要兩個步驟：工廠到 DMZ ;以及從DMZ 到云。但是，OPC-UA 和 MQTT 并非為此類途徑而設計。盡管它們經常用于工業(yè)物聯(lián)網和工業(yè) 4.0 系統(tǒng)，但它們是在 2000 年代初期構思的，遠在人們考慮將工業(yè)數(shù)據(jù)遷移到云之前。

　　OPC UA 協(xié)議本身過于復雜，無法在跨多臺服務器的菊花鏈模式中很好地復制。信息可能會在第一跳丟失?？?DMZ 傳輸數(shù)據(jù)所需的同步多跳交互將非常脆弱，可能會導致高延遲。

　　另一方面，MQTT 可菊花鏈模式連接，但它需要單獨配置鏈中的每個節(jié)點，并意識到它是鏈的一部分。MQTT 中的服務質量(QoS)保證無法通過鏈傳播，這使得鏈末端的數(shù)據(jù)不可靠。因此，MQTT 最好僅用作最后一步，將數(shù)據(jù)從 DMZ 移動到云。

　　那么，將 OPC UA 和 MQTT 相結合會怎么樣?將數(shù)據(jù)安全地從工廠傳輸?shù)?DMZ 是一項挑戰(zhàn)。在該步驟中使用 OPC UA 有一個嚴重的陷阱，因為它需要在生產網絡上打開防火墻。DMZ 上的任何 OPC UA 客戶端都需要通過防火墻連接到工廠中的 OPC UA 服務器。為這種連接打開工廠防火墻的風險太高，大多數(shù)安全管理員都不會允許這樣做。

　　隧道/鏡像技術

　　由于 OPC-UA 和 MQTT 單獨或一起都不足以通過 DMZ 傳遞數(shù)據(jù)，因此需要另一種方法，即一種與兩種協(xié)議完美集成的方法。具有統(tǒng)一命名空間的安全隧道/鏡像軟件提供了一種解決方案。它可以在兩端建立連接，并沿著 DMZ 支持所需的菊花鏈模式連接傳遞數(shù)據(jù)。

　　隧道或鏡像連接通常使用兩個軟件組件。第一個組件在生產級別進行必要的連接，以將來自各種行業(yè)協(xié)議的數(shù)據(jù)收集到單個統(tǒng)一的命名空間中。然后，它將數(shù)據(jù)通過隧道傳輸?shù)? DMZ 上運行的第二個組件。

　　第二個組件將數(shù)據(jù)轉換為 MQTT，并將其從 DMZ 發(fā)送到云中的 AI 服務。隧道/鏡像軟件的鏡像功能使原始數(shù)據(jù)源、DMZ 和 AI 系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)保持一致。

　　防火墻和數(shù)據(jù)二極管

　　如前所述，生產系統(tǒng)上的所有入站防火墻端口必須始終保持關閉狀態(tài)。隧道/鏡像系統(tǒng)必須能夠建立從生產網絡到 DMZ 的僅出站連接。

　　此外，一些高安全性的關鍵基礎設施應用需要硬件數(shù)據(jù)二極管，以確保沒有任何數(shù)據(jù)包可以從 DMZ 發(fā)送回工業(yè)網絡。隧道/鏡像系統(tǒng)需要為這些應用程序支持該級別的安全架構。

　　其他 AI 應用的實施可能需要雙向數(shù)據(jù)流，以實現(xiàn)無需干預的監(jiān)督控制或類似數(shù)據(jù)輸入回生產系統(tǒng)。隧道/鏡像技術應該足夠靈活，以便在需要時支持這一點。

　　在任何情況下，都不應訪問 AI 系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)。工廠工程技術人員應能完全控制哪些數(shù)據(jù)可以使用。

　　總而言之，為了優(yōu)化生產系統(tǒng)，當今許多公司都在轉向工業(yè) AI。他們面臨的挑戰(zhàn)是如何在不影響安全性的情況下訪問所需的數(shù)據(jù)。這很困難，但并非不可能。您可以擁有零攻擊面的 OT 網絡，并且仍向基于云的 AI 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。安全性由 DMZ 提供。使用精心設計的隧道/鏡像軟件可以通過 DMZ 訪問生產數(shù)據(jù)。