从VPN到ZTA：网络安全防护模式新思考

引言

随着数字化进程的加快，网络环境的复杂性和需求的增长，企业、政府机构和个人对于网络安全的关注度也日益提高，传统的网络安全防护方式已经不能满足现代企业的需求。而在这个过程中，两种重要的网络安全技术——传统的VPN技术和新兴的零信任技术，都以其独特的优点在网络安全领域占据了重要的地位。本文将对比和分析这两种技术的主要特点、发展动态以及在工业控制系统的应用情况，以期更好地理解和应对当前的网络安全挑战。

VPN技术是一种通过公共互联网连接私有网络的技术。它建立了一个安全通道，使得用户能够在公共网络上访问私有网络中的资源，同时保护这些资源免受未授权访问和攻击。

具体来说，当用户从本地网络连接到VPN服务器时，他们的数据包会被重新封装，并通过VPN服务器发送出去。在接收端，数据包被再次解封装并转发到目标网络。在这个过程中，所有的通信都被认为是发生在两个设备之间，而不是在公共网络上进行的。

实现这一目标的基本原理是加密。用户的通信被加密后，即使有人截获了这些通信，也无法解密内容。此外，为了保证只有合法的用户才能访问私有网络，还需要一个认证机制。这个机制通常基于用户名和密码，或者更高级的身份验证方法，如证书或生物特征。

与传统的信任模式不同，零信任的安全策略不依赖于单一的信任模型，而是对所有通信请求进行严格的检查和验证。这一原则被称为“never trust, always verify”。零信任的实现通常需要三个核心组件：身份管理、访问控制和微分段。这些组件协同工作，以确保只有经过适当身份验证和授权的用户才能访问特定的信息和服务。此外，零信任还强调持续监控和反应，以便及时发现并应对潜在的安全威胁

零信任技术的理念源于“永远不要信任任何人”。与传统的网络模型不同，零信任不依赖于防火墙或其他边界设备来保护内部系统。相反，它假设所有的流量都是可疑的，并且必须经过严格的验证和授权才能进入。

零信任技术的实现依赖于一系列的关键技术，如身份验证、访问控制、数据加密、审计追踪等。其中，身份验证是最基本的一环，它是确定用户身份并授予其适当权限的过程。访问控制则是根据用户的身份和角色，决定他们可以访问哪些网络资源。数据加密则是在数据传输过程中对数据进行加密，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。审计追踪则是记录用户的操作行为，以便在发生安全事件时进行调查。

实现这一目标的关键在于微分段。微分段是指将网络划分为多个小区域，并为每个区域设置单独的安全策略。这样可以减少攻击面，并且即使某个区域受到破坏，也不会影响其他区域的安全性。

近年来，零信任技术已经成为网络安全领域的主流技术之一。根据市场研究机构的研究，到2025年，零信任市场规模预计将达到50亿美元。这主要是因为随着云计算和移动设备的普及，网络安全威胁的形式和数量都在不断增加，而传统的防火墙和入侵检测系统已经无法满足需求。

近年来，零信任技术已经取得了显著的进步。其中最重要的一个是云原生化。许多现代的企业应用程 序都是基于云计算的，这使得零信任技术更容易部署和管理。此外，新的硬件技术，如网络处理器和智能卡，也为零信任提供了更多的可能性。

另一个重要的趋势是与AI和机器学习的结合。通过使用AI和机器学习，零信任可以更好地理解和适应网络环境的变化，从而提供更强大的防御能力。

随着数字化和云化的推进，零信任技术的应用场景正在不断扩展。未来，零信任技术将在以下几个方面发挥重要作用：

1.云安全：随着越来越多的企业迁移到云端，零信任技术将成为保障云安全的重要手段。

2.物联网安全：随着物联网设备的普及，零信任技术将有助于保护这些设备不受攻击。

3.工业控制系统安全：零信任技术可以有效防止工业控制系统遭受黑客攻击。

尽管VPN在一定程度上可以提供安全保护，但是它也有一些明显的局限性。例如，它依赖于单一的边界，如果这个边界被攻破，那么整个网络就可能暴露在风险之下。此外，VPN也存在一些性能问题，特别是在大规模的网络环境中。

相比之下，零信任具有以下几个明显的优势。首先，它降低了单点故障的风险。由于没有明确的边界，即使某个环节出现问题，也不会导致整个网络的崩溃。其次，它可以提供更好的性能。因为只需要对每个请求进行验证和授权，所以不需要像VPN那样在整个网络上维护大量的隧道。最后，它更适合现代的工作环境。随着远程工作和云服务的普及，越来越多的人需要访问公司的网络资源，零信任的灵活性和可扩展性使其成为更好的选择。

相比于传统VPN，零信任方案具有以下几个优势：

1.更强的灵活性：零信任方案可以根据具体场景和需求进行动态调整，而无需进行大规模的配置更改；

2.更高的安全性：零信任方案通过严格的访问控制和微分段，可以防止未经授权的访问和数据泄露；

3.更佳的用户体验：由于零信任方案不再依赖于固定的远程访问设备，因此用户可以在任何地方、任何设备上访问所需的服务；

4.更低的成本：零信任解决方案可以通过自动化和智能化的方式。

工业控制系统（ICS）是现代制造业的重要组成部分。然而，由于它们通常运行在封闭的环境中，所以往往容易受到外部威胁的影响。为了保障ICS的安全，许多公司正在考虑采用零信任技术。在工业控制系统领域，零信任技术通常被分为三类：端点保护、边界保护和内部网络保护。

在ZeroTrust路线中，软件定义边界是一个重要的概念。这意味着所有的网络流量都需要通过边界设备进行检查和过滤，无论它们是从内部还是外部发送的。这种策略可以有效地防止恶意软件和未经授权的访问，同时也提供了更大的灵活性和可扩展性。

对于工业控制系统来说，身份识别和微隔离同样是非常重要的技术防护手段。通过使用增强的身份识别技术，可以更准确地确定用户的身份，并防止未经授权的访问。同时，微隔离技术可以通过创建多个隔离的安全区域来进一步降低风险。这样，即使某个区域被攻破，也不会影响其他区域的安全。

在工业互联网环境中，零信任解决方案可以通过以下几种方式进行落地：首先，可以采用分层的安全策略，从边界设备开始，逐步向内部渗透；其次，可以采用统一的安全平台，将所有安全设备和服务整合在一起；最后，可以利用机器学习和人工智能技术，自动检测和响应新的威胁。

具体来说，增强的身份识别可以采用多因素身份验证方式，例如结合密码、生物特征等多种方式确认用户身份。微隔离则可以通过网络隔离、应用程序隔离等方式，防止攻击者跨越防线攻击其他系统。

在工业控制系统中，SDP可以帮助企业建立更加灵活、安全的网络边界，防止未经授权的访问和攻击。ZTA在工业控制系统中的应用主要体现在以下几个方面：

1.数据隔离：通过SDP，企业可以将不同部门、不同应用程序的数据进行隔离，防止数据泄露和非法访问。

• 隔离内部网络：通过SDP，企业可以将内部网络与互联网进行隔离，防止外部攻击者通过互联网攻击企业内部网络。
• 强化访问控制：通过SDP，企业可以对每个应用程序的访问权限进行严格的控制，只有经过身份验证和授权的用户，才能访问相应的网络资源。

2.IAM（Identity and Access Management） IAM是一种基于身份权限管理的安全模型，其核心思想是通过身份验证和授权，控制用户对网络资源的访问权限。在工业控制系统中，IAM可以帮助企业建立更加安全、可靠的访问控制机制，防止未经授权的访问和攻击。IAM在工业控制系统中的应用主要体现在以下几个方面：

• 身份认证：通过IAM，企业可以对每个用户的访问权限进行严格的控制，只有经过身份认证的用户，才能访问相应的网络资源。
• 授权管理：通过IAM，企业可以对每个用户的访问权限进行精细化的管理，只有经过授权的用户，才能访问相应的网络资源。
• 访问审计：通过IAM，企业可以对每个用户的访问行为进行审计，发现并防止非法访问和攻击。三、微隔离MSG（Micro Isolation） MSG是一种基于微隔离的安全模型，其核心思想是通过微隔离技术，将不同应用程序的数据进行隔离，防止数据泄露和非法访问。在工业控制系统中，MSG可以帮助企业建立更加安全、可靠的数据隔离机制，防止未经授权的数据访问和攻击。MSG在工业控制系统中的应用主要体现在以下几个方面：

3.数据隔离：通过MSG，企业可以将不同部门、不同应用程序的数据进行隔离，防止数据泄露和非法访问。

• 隔离内部网络：通过MSG，企业可以将内部网络与互联网进行隔离，防止外部攻击者通过互联网攻击企业内部网络。
• 强化访问控制：通过MSG，企业可以对每个应用程序的访问权限进行严格的控制，只有经过身份验证和授权的用户，才能访问相应的网络资源。

随着工业控制系统的不断发展和变化，企业对于网络安全的需求也在不断提升。零信任理念作为一种新兴的安全模型，可以帮助企业建立更加灵活、安全的网络边界，防止未经授权的访问和攻击。SDP、IAM和MSG作为零信任理念的重要组成部分，在工业控制系统中的应用具有广泛的前景和潜力。企业应当根据自身的实际情况，选择适合自己的零信任解决方案，建立更加安全、可靠的网络环境。

总的来说，零信任技术相比于传统的VPN提供了更高的灵活性、更强的安全性和更好的用户体验。随着技术的发展，零信任将在未来的网络安全中扮演越来越重要的角色。而对于工业控制系统来说，零信任的实施也需要考虑到其特殊的需求和挑战，例如需要保护设备的物理安全、避免数据丢失等问题。

未来，我们预计零信任将在以下几个方面改变工业控制系统的安全性。首先，它将使安全策略更加灵活和可定制。通过微分段，可以根据实际需求对不同的系统和资产进行保护。其次，它可以提供更强的入侵检测和响应能力。由于需要对每个请求进行验证，所以可以更快地发现并阻止恶意活动。最后，它可以增强对未知威胁的防御能力。通过机器学习和AI，可以持续学习和适应新的威胁模式。