CodeMeter 如何增强 Rockwell 工业控制系统的安全性
WIBU
2025-04-01
CodeMeter 通过加密、硬件绑定和授权管理，保护 Rockwell 工业控制系统免受篡改和盗版，确保软件仅在授权设备上运行，并支持远程管理，提高安全性和运营效率。
1. 工业自动化与知识产权保护的紧迫性
在现代工业自动化领域，企业所依赖的软件代码、控制逻辑和生产工艺流程往往蕴含着巨大的商业价值。然而，随着全球化、智能制造的发展，企业的知识产权和工业控制系统（ICS）正面临前所未有的威胁。
1.1 未经授权的代码修改与设备复制
未经授权的程序修改可能导致生产流程紊乱，甚至引发安全事故。此外，企业若未采用适当的安全措施，可能面临其软件或设备被复制并未经许可地在其他环境中运行，损害企业收益。
1.2 内部安全威胁
企业内部人员，包括员工、承包商、合作伙伴等，通常拥有不同级别的系统访问权限。然而，滥用访问权限 可能导致知识产权泄露，甚至造成严重的经济损失。部分人员可能未经授权复制源代码或关键控制程序，使企业面临竞争威胁。
1.3 外部攻击与恶意篡改
黑客或竞争对手利用工业控制系统的漏洞，可能篡改关键代码、伪造操作指令或破坏设备运行，导致生产故障，甚至危害企业安全。此外，非法人员可能通过社会工程学手段获取访问权限，窃取企业关键技术。
面对这些挑战，工业自动化等行业的企业迫切需要建立一套完整的安全防护体系，以确保知识产权和控制系统在全生命周期内得到严格保护。
2. 软件保护与软件授权管理
为了解决上述安全问题，罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）与威步信息系统（Wibu-Systems） 深入合作，推出了基于 CodeMeter 技术 的安全保护方案。该方案依托代码保护及授权管理等核心技术，确保知识产权和工业控制系统的安全。
2.1 源代码加密保护
现代工业自动化系统中，源代码是核心资产之一，其保护至关重要。CodeMeter 方案通过 加密与授权机制 提供安全防护：
l 高级加密算法：使用 AES-256 和 RSA-4096 进行源代码加密，确保代码不会被未经授权的用户访问或修改。
l 硬件安全存储：将授权密钥存储在防篡改的 CmStick/M、CmStick/C 或 CmCard SD 设备中，防止物理篡改和未经授权复制。
l 访问权限控制：基于最小权限原则，用户只能访问完成工作所需的代码模块，防止内部人员滥用权限。
l 代码加密导出：导出受保护代码时，必须经过授权解密，确保数据安全性。
2.2 执行保护与设备授权管理
防止未经授权的代码运行是 CodeMeter 保护方案的核心能力之一。通过执行保护（Execution Protection），可以确保软件代码仅能在经过授权的设备上运行：
l 设备绑定机制：限制 PLC 代码只能运行于特定的 Allen-Bradley ControlLogix 或 CompactLogix 设备中，防止非法复制。
l 硬件锁绑定：通过将授权存储在硬件加密锁上，确保只有授权控制器能够执行受保护的代码。
l 防止克隆与仿制：即便攻击者复制了代码，也无法在未经授权的设备上执行，从而有效防止知识产权盗窃。
2.3 远程许可证管理
CodeMeter 方案不仅提供本地安全保护，还支持远程许可证管理与访问控制，使企业能够灵活、高效地管理软件与硬件授权：
l 基于 Web 的许可证管理门户：企业可远程创建、分发、撤销许可证，确保访问权限得到精细化控制。
l 动态授权机制：支持基于时间的许可证设定，例如临时授权、使用次数授权等，以满足不同应用场景需求。
l 多级用户管理：管理员可为不同用户角色（开发人员、维护工程师、最终用户）设定特定权限，确保最小化访问权限原则。
l 日志与审计功能：系统记录所有授权和访问操作，便于企业进行合规性管理和安全分析。
3. 关键技术细节与优势
3.1 加密方案应用细节
源代码保护
在 Rockwell Software® Studio 5000 Logix Designer® 环境中，加密保护源代码及其相关配置，以防止未经授权的访问与篡改。开发人员可精确定义需保护的源代码部分，并通过许可证管理实现灵活的安全策略。
执行保护
保障 Allen-Bradley® ControlLogix 5580、CompactLogix 5380 及 CompactLogix 5480 可编程控制器（PLC）的应用程序运行安全，杜绝未经授权的代码执行和设备篡改。
Web 门户
提供集中式授权管理，支持不同类型的安全设备（CmStick/M、CmStick/C 和 CmCard）存储许可证。原设备制造商（OEMs） 可根据用户角色精准分配访问权限，确保不同类别用户符合最小权限原则：
• 开发人员：仅能访问指定模块，编辑完成后可安全部署受保护内容并锁定代码。
• 启动/维护工程师：可修改未受保护部分，执行 I/O 强制操作、信号调整、设备管理及性能优化。
• 最终用户：可访问未受保护代码，与启动工程师权限相似，支持多个 IP 所有者共存。
3.2 加密技术核心优势
源代码保护-确保核心代码安全
Routines 和 Add-On 指令（AOI）现已支持在 Rockwell Automation Studio 5000 Logix Designer® 环境中进行加密保护，增强代码安全性。
• AOIs 兼容所有编程语言，适用于不同开发场景。
• Routines 支持梯形图（LD）和结构化文本（ST），提升代码的适应性与可维护性。
• 严格的访问控制，仅授权用户可查看或修改受保护代码，确保关键逻辑完整。
• 硬件绑定认证，用户须通过 CmStick/M、CmStick/C 或 CmCard SD 进行身份验证。
带有CmCard SD卡的Allen-Bradley ControlLogix 5580 controller from Rockwell Automation
受保护程序可上传或下载至控制器，确保基本运维功能不受影响。未经授权的用户无法访问锁定内容，同时仍可执行必要的程序管理任务。
控制器中的执行保护
CodeMeter 采用执行保护机制，确保受保护代码仅在授权控制器上运行，防止非法程序复制与篡改。
• 代码运行受限，仅可在授权控制器上执行，避免未经许可的程序迁移。
• 设备绑定机制，内容所有者可限制代码仅能运行于插入 CmCard SD许可证的控制器上。
许可证安全管理
CodeMeter 提供 集中式许可证管理门户，优化授权分配、用户权限及安全控制，提升许可证管理的透明度和灵活性。
• 标准化许可证管理流程：源代码和执行保护许可采用一致的创建与分发机制。
• 精细权限控制：可依据开发、生产及维护需求，为不同用户设定访问权限。
• 远程管理与过期控制：支持在线授权分发，并允许设定许可证到期时间，确保访问安全性。
分配许可证：选择“productline1”许可证授权给开发者用户。
• 多层次许可方案：除生产线级许可外，还可为特定设备运行的 Routines 和 AOI设定独立授权，满足定制化需求。
• 用户配置文件管理：可根据角色定义访问权限，例如最终用户通常无权修改源代码，而支持工程师可进行高级调试。
接受者类型：用户配置文件和相关权限的定义
订单管理与权限分配
许可证管理网站的 “订单” 页面提供许可证分发与访问权限的详细记录，支持按 日期、用户、公司、许可证类型和配置 进行筛选，确保企业符合安全与合规性要求。
通过 CodeMeter 许可证管理方案，企业可在 安全性、效率和可控性 之间取得平衡，实现知识产权保护与授权管理的最优实践。
总览已创建订单并列出所有分发许可证和访问权限信息
总结
在产品生命周期的各个阶段，从源代码的创建与修改到控制器上的程序运行，基于许可证的保护方案提供了强大而灵活的安全机制。CodeMeter 方案结合最先进的加密技术、硬件安全存储和动态授权管理，确保工业自动化企业能够保护其核心知识产权，同时维持高效运营。
此外，该方案提供精细化权限管理，支持开发人员、维护工程师及最终用户的不同访问需求，确保在保护代码安全的同时，不影响日常维护和诊断。结合 Web 许可证管理门户，企业可远程管理许可证，优化授权分配，提高软件资产的可控性和灵活性。
通过 CodeMeter 的综合安全解决方案，工业自动化企业不仅能够降低安全风险，还能提高市场竞争力，使软件与控制系统在安全性与可用性之间实现最佳平衡。