可靠性是推動工業領域邁向未來、持續創新的基石。數十年來，串列通訊一直是營運技術（OT）的核心支柱，可確保工廠、電網和交通系統之間的無縫連接 。然而，在當今這個緊密互連的工業環境中，創新正以空前的速度推進，網路威脅卻日益嚴峻。在此情況下，企業該如何確保現有串列通訊基礎設施既安全無虞，又能持續發揮關鍵價值？
最佳的解決方法是全面融合舊式系統與創新解決方案，以便保有串列系統的可靠性，同時獲得現代技術的優勢和穩固的網路安全。這意味著企業不僅需維持多年來驅動工業世界發展的核心功能，同時還需因應數位世界不斷升高的需求。本文將逐步指引您建置現代化串列通訊基礎設施並強化其安全性，讓您能實現可靠運作，避免運作中斷造成的鉅額損失。
串列通訊技術的優勢與隱憂
直至今日，許多工業環境仍高度依賴串列通訊這項基礎技術。它既靈活易用，又具備成本優勢，是連接感測器、致動器、PLC 和 HMI 等各種工業設備不可或缺的關鍵技術。串列設備已廣泛應用於工廠自動化領域，許多大型工廠中的設備均透過 RS-485 網路進行通訊。此外，在電網中，串列通訊扮演著舉足輕重的角色：確保您能穩定地監控大範圍部署的各式遠端終端設備（RTU）。
然而，在這個科技快速變遷的時代，欲維護、整合並保護此關鍵基礎設施的安全，讓工程師面臨了前所未有的挑戰。隨著工業物聯網（IIoT）和工業 4.0 興起，串列通訊必須能與乙太網路、無線技術及雲端運算等新興技術協同運作。這種融合雖有助於提高效率並增進資料驅動洞察力，但也帶來了互通性與安全性方面的複雜挑戰。請自問下列幾個關鍵問題：
- 面對供應鏈和元件老化等問題，該如何維持關鍵解決方案的長期可用性？
- 如何確保舊系統能與新技術相容？
- 如何保護串列通訊網路，使其免於遭受日益複雜的網路攻擊，同時消除網路運作中斷、資料完整性受損，甚至導致實體設備損壞的風險？
彌合落差：保障串列通訊安全的三大承諾
想要滿足 OT 的未來需求，您須以策略性思維來規劃串列通訊連接。評估解決方案時，請審慎考慮以下核心方針：
1. 確保長期運作可靠性：
為了避免代價高昂的運作中斷並維持運作效率，您需確保現有的串列基礎設施能獲得長期支援。因此，您不僅需確保備用元件與維修服務的可用性，還應採取主動的生命週期管理策略，以防元件停產，才能大幅降低伴隨而來的風險。
單一元件的缺貨，或許不會立即導致系統停機；然而，長期短缺與停產所帶來的影響，則不容小覷。其後果包括元件成本增加、維修時間拉長、仿冒元件風險升高，甚至必須對整個系統進行高成本、需中斷運作的升級，以免失去競爭優勢。
因此，請務必選擇一家能夠提供長期支援和主動式生命週期管理的解決方案供應商，例如提供下列項目的供應商：
- 基於現代化、可調適平台的解決方案：如此可確保底層技術不會在近期內被淘汰。
- 易於取得的元件：請優先選擇具有穩定供應鏈，而且生命週期較長的供應商。
- 可持續更新的韌體：定期更新韌體，有助於提高安全性、與新興標準的相容性，並獲得新功能。
- 透明的生命週期政策：供應商必須清楚說明其產品生命週期計畫，包括終止供貨（EOL）時程表與後續轉移策略。
- 主動的停產風險管理：持續監控元件供應狀況、及早發現停產風險，並預先向客戶說明可行的因應方案。
- 替代解決方案：若無法繼續供應產品或元件，供應商必須提供平穩的替代解決方案轉換計畫。
半導體技術的飛速發展，使得上述要點成為不容忽視的關鍵考量。選擇一家可長期穩定供貨、可主動管理產品停產的合作夥伴，是降低風險並延長串列通訊基礎設施使用壽命的關鍵。
2. 邁向現代化，實現互聯互通：
不間斷的創新，是驅策工業領域持續變革的動力。您的串列通訊技術也必須跟上最新潮流。為確保串列通訊能與當今系統及數位基礎設施無縫通訊，同時支援傳統串列協定（如 Modbus RTU）和現代乙太網路協定（如 Modbus TCP/IP、PROFINET、EtherCAT）是基本要求。
成功與否，取決於您是否優先採用支援這種融合的解決方案。舉例而言，先進的串列設備伺服器或協定閘道器應提供靈活的配置選項，以便輕鬆實現串列轉乙太網路的連接，並安全地將資料傳輸至雲端應用。此外，藉由採用環保材料、節能架構，並且延長產品生命週期，企業可實現環境、社會與治理（ESG）承諾，確保工業連接解決方案支持永續發展目標。透過上述方法，您可運用資料分析與數位轉型，全面提升現有串列通訊投資的價值。
3. 以強化網路安全為優先考量：
針對工業系統發動的網路攻擊正急遽增加，其手法日趨複雜。這類攻擊包羅萬象，包括投機性惡意軟體和針對性入侵，目的在於癱瘓網路、竊取資料，或導致實體設備毀損。
此時，您不能完全依賴籠統的標準，而需使用具體明確的安全功能。現代安全串列通訊解決方案應具備下列特性：
- 設備層級安全防護和事件記錄：不同於舊式安全性較低的串列設備，現代解決方案使用詳細的事件日誌，來監控未經授權的存取、重啟、配置變更，以及其他可疑的活動。如此一來，您可清楚洞察鎖定您的串列基礎設施的潛在威脅。
- 強大的認證機制：舊式系統多半缺乏認證機制，但現代轉換器要求使用高強度密碼和使用者認證，即使在網路邊緣也一樣，以便阻擋未經授權的存取。
- 資料加密：為防止竊聽並確保資料機密性，同時符合美國網路安全暨基礎設施安全局（CISA）指南中的要求，務必使用 TLS/SSL 等協定將串列設備傳輸的資料加密。
- 基於角色的存取控制：您需根據使用者角色來規範其操作。例如，授予管理員完整的控制權，但限制操作員只能進行唯讀存取，以降低憑證遭濫用的風險。與缺乏存取控制功能的舊系統相比，這無疑是項重大變革。
- 安全的韌體更新：定期進行安全的韌體更新，對於修補安全漏洞至關重要。您的解決方案須具備安全且經驗證的韌體更新機制，以抵禦最新的威脅，同時符合 IEC 62443 等標準對持續執行漏洞管理的要求。
- 與 IT 安全基礎設施緊密整合：現代 OT 安全防護設施通常需與既有的 IT 安全系統整合，包括 RADIUS 和 LDAP 等集中式認證系統。
這些特性遵循 IEC 62443-4-2 標準規範，它們已不再是選擇性策略，而是保護運作安全並確保合規性的必要措施。
真實案例：嚴密保護關鍵基礎設施
讓我們來看看一家天然氣管線業者將監控系統現代化的案例。該業者需強化網路安全防護能力，以因應不斷變化的威脅，同時需符合 IEC 62443-2-1 的要求。此標準規定資產擁有者應建立完善的網路安全管理系統。這項系統現代化專案的重點是，將既有的串列設備（例如氣體致動器和流量計）整合到工業乙太網路中。此整合計畫需符合 IEC 62443-3-3 定義的整體系統安全要求，以便提供適合其關鍵基礎設施的安全等級（SL）。
為此，該業者還需部署安全的串列設備伺服器，以便在現場提供堅實的安全防護。Moxa NPort 6650 安全終端伺服器通過 IEC 62443-4-2 SL2 認證，可滿足前述需求。這些設備提供多元的安全功能，包括集中式認證整合（簡化整體網路的身分管理）、安全的運作模式（將串列轉乙太網路流量加密），以及配置校驗碼驗證（偵測未經授權的變更）。此外，Moxa 將不遺餘力地進行安全漏洞管理並提供安全更新，以確保長期的系統安全防護。
然而，隨著安全威脅持續改變，該業者意識到，他們需不斷強化多項措施，包括增強的事件記錄、硬體級信任根（root-of-trust），以及遵循安全始於設計（secure-by-design）準則的邊緣連接解決方案，以維持穩健的安全防護，進而從容地因應未來的挑戰。採用 Moxa 解決方案後，該業者不僅達成了 IEC 62443-3-3 規定的目標安全等級，並符合 IEC 62443-2-1 的要求，同時還能維持舊式串列基礎設施的可靠性，為未來的安全需求做好準備。
迎向 OT 的未來
在當今瞬息萬變的工業環境中，在既有系統與創新解決方案間取得平衡至關重要。您應選擇可確保長期運作可靠性、兼顧現代化與互通性，並優先考量穩健網路安全的解決方案，以確保您的串列通訊基礎設施始終安全可靠，並為未來需求做好準備。
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