OPC（用于過程控制的OLE）被廣泛應用在控制系統中，用于提供不同供應商的設備和軟件之間的互操作性。

最新版本的OPC (OPC UA)在其設計中已經包括了安全性需求，但OPC“Classic”協議(OPC DA, OPC HAD和OPC A&E) 基于微軟的DCOM協議，DCOM協議是在網絡安全問題被廣泛認識之前設計的。因此，這些協議給那些希望能確保控制系統安全性和可靠性的工程師帶來了極大的挑戰。

本應用指南簡要介紹了與OPC相關的安全問題，并解釋了如何使用OPC enforcer保護OPC服務器和OPC客戶端。

OPC Classic的安全問題

大多數TPC和UDP通訊協議都使用單一的標準化端口號-例如，Modbus TCP通常使用502端口。客戶端設備建立對服務器設備502端口的連接，然后發送數據到服務器設備，或者接受來自服務器設備的數據。使用防火墻來保護這些客戶端和服務器設備相對而言比較簡單-只需設置防火墻，僅允許指定端口號的上的通訊，阻止其他所有的網絡通訊即可。

OPC Classic協議就不是如此簡單了。建立OPC連接需要以下兩步：

l 客戶端通過135端口查詢服務器以獲取通訊所需的TCP端口號。

l 客戶端使用第一步獲取到的端口號連接到服務器，訪問目標數據。

步驟1中數據對象請求使用的端口號是標準化的，且是眾所周知的。然而，實際數據連接（步驟2）使用的端口號是由OPC服務器以一個虛擬隨機序列動態分配的，因此沒有辦法提前知道服務器返回給客戶端的端口號。另外，服務器可以分配的端口號范圍很廣-Windows Server 2008下超過16000個端口號，早期的端Windows版本則超過了48000個口號。

正因如此，傳統的防火墻在保護OPC服務器時，不得不允許OPC客戶端和OPC服務器之間如此大范圍內的任何端口號的TCP連接。在這種情況下，防火墻提供的安全保障被降至最低。因此，目前絕大多數的OPC服務器都在沒有任何防火墻保護的情況下運行，從而很容易受到惡意軟件和其他安全威脅的攻擊。

多芬諾 OPC Classic enforcer 軟插件

多芬諾 OPC enforcer軟插件可以動態跟蹤OPC服務器分配的OPC數據連接的端口號。最低限度的打開通訊所需的防火墻的端口，允許數據連接通過，同時關閉所有未使用的端口。OPC enforcer軟插件也可以對OPC數據請求和響應信息執行“sanity check”，從而阻止任何不符合有關DCE/RPC標準的信息。

因此，OPC enforcer軟插件能夠對使用OPC Classic協議的系統提供有效的防火墻保護。OPC數據連接將暢通無阻地通過Tofino安全模塊（SA），而任何異常通訊和惡意通訊都將被阻擋，同時通過多芬諾Firewall軟插件產生報告。Tofino安全模塊提供的這些保護與Windows PC無關；不需要對OPC客戶端或服務器做任何更改。

使用范例

下面的內容介紹如何使用OPC enforcer軟插件來保護OPC客戶端和OPC服務器設備之間的通信。在這個例子中，我們將用Matrikon OPC Explorer作為一個客戶端與Matrikon OPC仿真服務器進行通信。在OPC服務器和控制網絡的其余部分之間安裝多芬諾安全模塊。多芬諾組態管理平臺（CMP）用于配置和管理多芬諾安全模塊。系統網絡結構圖如圖1所示。

CMP的配置

CMP使用戶可以通過拖放節點視圖圖標到網絡編輯器中（或者通過使用Tofino discovery 和 asset discovery功能），創建控制網絡模型。如果需要的話，可以模擬整個網絡，但是只有防火墻規則中涉及到的設備才是網絡模型中必須包含的。因此，案例中的OPC網絡的最終模型（圖2）是非常簡單的。

一旦模型創建完成后，必須激活Tofino安全模塊中的Firewall和OPC enforcer軟插件。這一工作在網絡編輯器中的Tofino圖標的“Modules”標簽頁中完成。

創建和配置防火墻規則

接下來，創建防火墻規則，允許客戶端和服務器之間的OPC通訊。參照以下步驟創建“talker”防火墻規則：

l 雙擊OPC服務器的圖標顯示服務器的設置，然后單擊其中的firewall標簽頁。

l 在“network”視圖中（Tofino CMP的左上角）找到OPC客戶端圖標，然后將該圖標拖放到OPC服務器的firewall標簽頁中的“talker rules”一行。

l 從“protocols”視圖（Tofino CMP的右下角）中將“OPC Classic TCP”協議拖放到服務器的firewall標簽頁中的OPC客戶端圖標上。

l 雙擊“OPC Classic-TCP”防火墻規則，將其權限改為“enforcer”，點擊“OK”。該權限設置使OPC enforcer能檢查計算機間的通訊，并且跟蹤被創建的OPC數據連接。

完成后的防火墻規則如圖3所示。點擊視圖底部的 “OK”按鈕，新的規則即可保存到Tofino CMP中，同時也被下載到Tofino安全模塊中。

測試規則

獨特的“測試”模式允許所有的網絡通訊通過Tofino安全模塊，但對實際運行中會受阻的通訊產生報警信息。從而可以在不存在意外阻止正確工廠操作所需通訊的風險下，對防火墻和OPC enforcer規則進行測試。

使用“general/communication”標簽頁中底部的下拉控制，可以設置運行模式，在Tofino的工作模式改變后，必須停止并重啟OPC客戶端，這樣的話OPC enforcer就能發現數據連接請求，解析出所分配的端口號，并配置防火墻以便讓數據連接通過。

當OPC enforcer創建完防火墻規則，允許數據連接通過Tofino安全模塊后，將給CMP發送報警信息即“exception heartbeat”通知用戶。這些信息都顯示在屏幕底部的“event”視圖中。雙擊這些心跳信息中的某一條信息，將打開圖4所示詳細視圖。

通過監測異常事件，編輯防火墻和OPC enforcer的配置，用戶就能確保所有必需的系統通訊都能通過Toflno SA，同時也不會產生報警。測試完成后，可以將Tofino SA設置為運行模式，執行已配置好的規則。

OPC enforcer選項

有三個選項可用來控制OPC enforcer如何管理每個OPC連接。

“Sanity check”功能使OPC enforcer能檢查數據連接請求和響應是否符合DCE/RPC協議標準，并且阻止任何不標準的通訊。對于一些OPC客戶端和/或服務器，需要關閉該功能。

 “Fragment check”功能使OPC enforcer能阻止不完整的DCE/RPC數據連接請求。和“Sanity check”相同，對于一些OPC客戶端，可能需要關閉該功能。

“connection T/O”定義了數據連接請求和實際數據連接開始之間的最長時間限制。如果由于某種原因，OPC客戶端不再創建數據連接，該設置將確保通過OPC enforcer在防火墻創建的“大門”及時關閉。默認的時間限制是5秒，但對于一些OPC客戶端，這個值可能需要增加。對Matrikon OPC Explorer的測試表明，10秒的超時設置對該客戶端是最佳的選擇，如圖5所示。

通過計算機名連接 VS 通過IP地址連接

如果OPC客戶端通過IP地址訪問OPC服務器，那么只需要OPC Classic-TCP防火墻規則。如果OPC客戶端被配置為不是通過OPC服務器的IP地址而是通過其計算機名訪問OPC服務器，那么在Tofino安全模塊中需要設置額外的防火墻規則，以便允許域名解析通訊通過防火墻。

在范例系統中，必須在OPC服務器的Firewall標簽頁中配置talker規則，允許OPC客戶端和OPC服務器之間的NetBIOS名字服務和NetBIOS數據報服務，如圖6所示。

在對等網絡配置中，為了相互定位，OPC客戶端和服務器還必須能發送和接受廣播NetBIOS通訊。在基于域的網絡中，這些機器必須能夠發送和接受往返于域控制器的NetBIOS通信。根據網絡的設計和使用的具體的通信協議，可能需要額外的broadband，talker和/或global規則。

對等網絡下的廣播規則設置如圖7所示。廣播規則在Firewall標簽頁中設置。

總結

Tofino OPC Classic enforcer為使用OPC Classic通信服務的OPC客戶端和服務器提供了有效的防火墻保護。OPC enforcer配置簡單，其特有的“測試”模式讓您在真正部署之前有機會對組態規則進行測試。