工控資安銳視角：石化場域 OT / ICS 學習筆記

工業控制系統安全解析
深入OT技術與攻防實作


本書專注於工業控制系統安全，內容涵蓋操作技術（Operational Technology, OT）的多個方面。OT是工業控制系統的核心，包括ICS（工業控制系統）、PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分散式控制系統）、HMI（人機介面）與SCADA（監控與資料收集系統）等眾多元素。本書從煉化廠的製程視角，探討工控系統的底層協定，並將場域模擬成靶機，利用Python程式進行靶機攻擊，進而反思藍軍的防禦概念。

❑ 第一單元：工業控制
這一單元將深入介紹工業控制系統的各個部分，從OT安全到具體的控制系統元件，如ICS、DCS、SCADA及PLC。學習內容包括PLC階梯圖、AB接點操作，並解釋各種專業術語的差異性以及如何使用NodeMCU進行模擬。此外，還將涉及到工控領域的通訊協定，包括Modbus、OPC UA、S7Comm、IEC-104、DNP3等協定的訊框分析。

❑ 第二單元：煉製石化廠域
本單元介紹煉製石化廠的操作過程，從蒸餾工場、裂解工場到油氣純化等16種不同的操作工場，以及油槽區的基礎知識。此部分同時探討工場的工業控制架構。

❑ 第三單元：藍軍與紅軍
在此單元學習ICS的網路入侵檢測技術及針對協定的攻擊方法，包括分析著名的網路攻擊案例。此外，還將介紹如何使用Shodan和鍾馗之眼ZoomEye等工具來偵測潛在的安全風險，並強調作為一名優秀藍軍的重要概念：知己知彼。

❑ 第四單元：實作
最後，本書透過從Lab1到Lab10的系列實驗，帶領讀者完成STRIDE模型的攻防學習，實際應用前面單元的理論知識。並且提供線上影片觀看，可以先預覽後，再對照本書進行實作。書本的文字說明結合影像，學習上會比較順手。

透過這本書的學習，讀者能夠全面了解並掌握工業控制系統的安全操作與防護策略，為在高風險工業環境中的安全保護打下基礎。

【目標讀者】
a.石化資安專題的高中、大專學生
b.從資訊安全到工控安全的跨領域學習者
c.針對工控與資安領域的碩博士生
d.有志進入油水電的資訊與程控人員
e.對工控安全有興趣的人

☑ 本書為國立成功大學【石化資安實務專題】指定用書


【專業推薦】

本書從普渡模型的解析、工控的通訊協定到著名的ICS攻擊事件，作者系統性地介紹了從底層協定到資安事件的整體知識。這本書不僅適合工控資安人員，也非常建議管理階層閱讀，以提升對工控系統安全的資安意識。因此，我推薦這本書給所有有志於進入關鍵基礎設施工作的專業人士，無論你是基層人員還是管理階層，都能從中學習工控安全基本知識，期盼這本書能協助更多人認識到工控資安的重要性，共同提升工控安全水平，實現企業永續。

——許晋榮｜台灣中油公司副總經理暨煉製事業部執行長


工控安全是跨領域的人才，本書介紹了機電系應具備的SCADA、DCS、PLC等工控系統的運作基本原理，還結合了資訊安全的微軟STRIDE模型、KALI，ESP32與OpenPLC Runtime / Editor等軟硬體整合的攻防框架，並用Python的Scapy工具進行實作，加上煉製工場的介紹，使讀者能夠在攻防模擬實驗中學習，同時體會煉化廠的規模。在十個工控模擬實驗中，讀者能夠親身體驗藍軍與紅軍的攻防對抗，極大地提升了學習的實戰性和趣味性。

——李南逸 博士｜國立成功大學計網中心教授兼網路與資安組組長


工控系統（Industrial Control Systems, ICS）的安全議題涉及到許多層面，這些系統通常用於工業自動化和關鍵基礎設施中，如能源、製造、交通和水處理等。這些議題與民眾生活習習相關。因此，提升這些系統的安全性是至關重要的。此外，最令我印象深刻的是，書中設計了十個工控模擬實驗，帶領讀者完成STRIDE模型的攻防學習。這些實驗設計精巧，模擬了實際的攻擊場景，讓讀者能夠親身體驗駭客攻擊手段，進一步了解實際攻擊狀況。

——蔡家緯 博士｜國立台中科技大學 副教授兼網路工程組組長


對於關鍵基礎設施來說，無論複雜度高低，都同樣重要，皆關乎民生的基礎設備。有別於IT領域的安全需求，在OT領域中，Safty才是主要的議題。作者在書中介紹了工控領域常見的SCADA、DCS、PLC系統，並製作靶機以學習攻防技術。在十個工控模擬實驗中，透過軟硬體模擬成的ICS 基本架構Level 0 - 2，讓讀者能夠用駭客工具進行攻擊，深入理解攻防技巧。

——劉奕賢 博士｜國立成功大學電機工程學系助理教授 兼 資通安全研究與教學中心副主任


未來，工控系統的安全威脅將越來越多樣化和複雜化。我相信透過《工控資安銳視角：石化場域OT/ICS學習筆記》，我們能夠全面了解並應對這些挑戰，這本書將會是一本重要的工具書。我推薦這本書給所有關注工控系統安全的專業人士和學術研究者。希望這本書能在工控系統安全領域產生深遠的影響，並促進國家關鍵基礎設施的安全提升。

——郭文中 博士｜國立雲林科技大學資工系教授


在大林廠打拼20餘年，見過許多工場因人為因素所造成的工安事件，都是由一連串疏忽所導致不可逆的災害；工控是整個煉製的核心，隨著時間推移，有許多人力斷層造成了新舊世代青黃不接的問題。個人認為這本書除了能帶來工控安全上經驗的傳承，在作者有系統的梳理下，更是填補了工控系統安全知識的一大空白。

——羅國暉｜台灣中油煉製事業部大林煉油廠 副廠長暨資安長