Snort入侵检测系统在工业控制系统中的应用

1. 工业控制系统安全背景

随着"中国制造2025"等国家战略的推进，工业控制系统面临以下安全挑战：

• 从封闭独立走向开放互联
• 传统IT安全威胁渗透到工业控制网络
• 工控协议漏洞被公开利用
• 缺乏有效的安全防护措施

2. PfSense防火墙基础

2.1 PfSense简介

PfSense是基于FreeBSD的开源防火墙/路由器系统，具有以下特点：

• 提供商业防火墙才具备的高级功能
• 可通过Web界面进行配置管理
• 典型部署场景：边界防火墙、路由器、VPN端点等

2.2 主要功能特性

• 稳定可靠的FreeBSD基础
• 用户认证与RADIUS集成
• 完善的防火墙和流量控制
• 多WAN负载均衡
• IPSec/PPTP VPN支持
• 802.1Q VLAN支持
• 可扩展的软件包系统
• 详细的日志记录
• 远程Web管理(支持SSL)

3. 工业防火墙部署场景

3.1 管理网与控制网之间

• 控制跨层访问
• 深度过滤数据交换
• 阻止从管理网发起的攻击

3.2 控制网不同安全区域间

• 划分安全区域
• 控制区域间访问
• 过滤区域间流量
• 阻止风险扩散

3.3 关键设备防护

• 检测访问IP
• 阻止非业务端口访问
• 记录所有访问操作
• 实现安全审计

4. Snort入侵检测系统部署

4.1 安装配置流程

1. 下载PfSense开源防火墙
2. 使用虚拟机安装PfSense
   • 默认凭证：admin/pfsense
3. 设置简体中文界面(可选)
4. 安装Snort插件
5. 配置Modbus协议仿真环境
6. 设置防火墙策略

4.2 典型规则配置示例

alert tcp any any -> any 502 (msg:"Modbus TCP/Write Single Coil";
content:"|00 00|";offset:2; depth:2; 
content:"|05|";offset:7;depth:1;sid:8999100;)

• 功能码05表示写单线圈寄存器操作
• 当检测到此类流量时触发告警

5. 工业协议检测规则详解

5.1 Siemens S7协议规则

# 设置S7 PLC内部时钟
alert tcp any any -> any 102 (msg:"Request Time functions Set clock";
content:"|03 00|";offset:0;depth:2;
content:"|32 07 00|";offset:7;depth:3;
content:"|00 01 12 04 11 47 02 00|";offset:17;depth:8;sid:8999907;)

# 设置PLC会话密码
alert tcp any any -> any 102 (msg:"Request Security functions Set PLC session password";
content:"|03 00|";offset:0;depth:2;
content:"|00 01 12 04 11 45 01 00|";offset:17;depth:8;sid:8999908;)

# 设置CPU到STOP状态
alert tcp any any -> any 102 (msg:"Request CPU functions Set PLC CPU STOP";
content:"|29 00 00 00 00 00 09 50 5f 50 52 4f 47 52 41 4d|";sid:8999909;)

5.2 Modbus协议规则

# 写单个保持寄存器
alert tcp any any -> any 502 (msg:"Modbus TCP/Write Single Register";
content:"|00 00|";offset:2; depth:2; 
content:"|06|";offset:7;depth:1;sid:8999101;)

# 写多个保持寄存器
alert tcp any any -> any 502 (msg:"Modbus TCP/Write Multiple registers";
content:"|00 00|";offset:2; depth:2; 
content:"|10|";offset:7;depth:1;sid:8999105;)

# 读写多个寄存器
alert tcp any any -> any 502 (msg:"Modbus TCP/Read/Write Multiple registers";
content:"|00 00|";offset:2; depth:2; 
content:"|17|";offset:7;depth:1;sid:8999108;)

5.3 Schneider Quantum PLC规则

# 请求内存卡ID
alert tcp any any -> any 502 (msg:"Schneider PLC Request Memory Card ID";
content:"|00 00|";offset:2;depth:2;
content:"|5a|";offset:7;depth:1;
content:"|00 06 06|";offset:8;depth:3;sid:8999110;)

# 设置CPU到STOP状态
alert tcp any any -> any 502 (msg:"Schneider PLC Set PLC CPU STOP";
content:"|00 00|";offset:2;depth:2;
content:"|5a|";offset:7;depth:1;
content:"|40|";offset:9;depth:1;sid:8999114;)

6. 测试验证方法

1. 在Windows环境中使用ModbusScan软件连接仿真器
2. 执行写线圈等敏感操作
3. 在PfSense防火墙中查看报警信息
4. 验证规则是否按预期触发

7. 总结与资源

工业互联网发展带来安全挑战，需要构建从网络边界到设备终端的完整防护体系。

资源获取：

• 关注"TideSec安全团队"公众号
• 回复"工业防火墙"获取PfSense镜像及相关软件