在 ICS（工業控制系統）和關鍵基礎設施等高安全性環境中，即使是最先進的防火牆和入侵防禦系統也有其限制。為了真正保護敏感的網路，組織需要一個能完全消除外部存取可能性的解決方案。
單向傳輸閘道是功能強大、以硬體為基礎的網路安全屏障，可強制執行單向資料流。在本指南中，我們將探討單向傳輸閘道如何運作、為何它對 ICS 安全至關重要，以及如何協助組織符合法規要求。
什麼是單向傳輸閘道？
單向資料流解釋
單向資料流確保資訊只能朝一個方向移動 - 通常是從高安全性區域 (如作業網路) 移動到低安全性區域 (如資料歷史或企業網路)。與傳統的雙向系統 (例如以 TCP/IP 為基礎的通訊) 不同，單向傳輸閘道在物理上限制了反向流量，使其成為網路隔離及資訊安全的理想選擇。
單向傳輸閘道如何工作？
單向傳輸閘道的作用是允許在兩個獨立網段之間進行單向資料傳輸。它通常由硬體元件組成，確保資料可以離開安全網路，但無法返回。
單向傳輸閘道是重要的網路安全屏障，可防止未經授權的存取、遠端指令注入和資料洩漏。
單向傳輸閘道的技術架構
在核心部分，單向傳輸閘道的技術架構包括由單向光鏈路連接的發送器和接收器模組。硬體的物理結構可阻擋任何回傳訊號。在更先進的系統中，例如OPSWAT的 MetaDefender Optical Diode的 MetaDefender Optical Diode，該裝置可能包含多重掃描引擎、協定中斷支援及檔案消毒功能，以提供額外層級的保護。
主要的設計考量：
- 防止篡改的專用硬體
- 相容於不同的網路拓樸
網路安全的實施
部署單向傳輸閘道需要在您的網路架構中進行策略性放置 - 通常是在具有不同信任層級的區域之間。常見的部署模式包括
- ICS 網路與企業區域之間
- 從 SCADA 系統到遠端監控位置
- 作為隔離環境的安全資料傳輸機制
挑戰可能包括與傳統系統的整合以及通訊協定不相容，但現代解決方案提供通訊協定轉接器和傳輸代理，以簡化實施過程。
Industrial 控制系統中的單向傳輸閘道
能源、製造和運輸等Industrial 領域越來越依賴 ICS 和 SCADA 系統。這些系統通常使用過時的軟體，且缺乏現代化的安全功能，因此成為網路攻擊的首要目標。
加強 ICS 安全性
單向傳輸閘道是 ICS 網路的重要保障，其功能如下
- 阻擋進入的惡意軟體或贖金軟體威脅
- 防止敏感作業資料外洩
- 允許安全輸出監測資料，而不會暴露控制系統
個案研究範例
一家大型油氣公司在其煉油廠裡部署了OPSWAT的MetaDefender Optical Diode ，將控制網路與企業 IT 隔離。結果：運作不中斷，並符合 TSA 網路安全指令。
在我們的文章中瞭解更多資訊：利用多重掃描和單向傳輸閘道強化高安全性網路的 3 種方法
單向傳輸閘道的合規性與法規標準
隨著政府和產業監管機構推動更嚴格的網路安全標準，單向傳輸閘道已成為達成規範的必要條件。
符合 ISO 27001 標準
資料二極體可在高風險環境中強制執行資料機密性、完整性和可用性，有助於滿足ISO 27001和其他標準的要求。以下機構的法規和指南中也有提及：
- NIST標準核電站（
- NERC CIP
- TSA SD 02C
- IEC 62443
透過實體強制網路分割，單向傳輸閘道可確保組織符合安全空氣封閉或隔離網路的要求。
單向傳輸閘道與其他安全解決方案的比較
雖然防火牆、資料防護和入侵防禦系統都能提供保護，但只有單向傳輸閘道能在硬體層面上提供無懈可擊的單向通訊保證。
單向傳輸閘道與Firewall
| 特點 | 單向傳輸閘道 | 防火牆 |
| 資料流程 | 僅限單程 | 雙向（基於規則） |
| 攻擊面 | 最低限度 | 較高（軟體漏洞） |
| 理想使用個案 | ICS、SCADA、隔離網路 | 一般企業環境 |
防火牆依賴規則，需要頻繁修補，而單向傳輸閘道與防火牆不同，在設計上消除了反向通訊的可能性。防火牆在網路之間共享可路由資訊。單向傳輸閘道利用通訊協定中斷來確保完全的網路機密性，因此不會在網路之間共用可路由資訊。
單向傳輸閘道與資料保護器
資料防護是以軟體為基礎的解決方案，可檢查、過濾及在網路間傳輸資料。它們雖然有用，但卻容易受到下列因素的影響
- Software 配置錯誤
- 底層作業系統的漏洞
- 內部威脅
相比之下，單向傳輸閘道提供防篡改的單向資料流實體執行功能，使其成為關鍵基礎設施環境的理想選擇。
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MetaDefender Optical Diode：全面的單向傳輸閘道解決方案
OPSWAT的MetaDefender Optical Diode 設計符合網路隔離、資料完整性和法規遵循的最高標準，可提供可信賴的防禦，以對抗針對關鍵基礎設施和作業技術環境的現代網路威脅。
隨著最近對 FEND 的收購，OPSWAT 現在可為各種使用情況提供單向傳輸閘道，從遠端設施的緊湊型部署到大型工業應用。無論您是要保護煉油廠、發電廠、交通樞紐或國防系統的安全，MetaDefender Optical Diode 都能為您的環境量身打造。
我們的單向傳輸閘道產品包括
- 通過 EAL4+ 認證的解決方案，可提供高保證的安全實作
- 通過 C1D2 認證的變體，專為石油、天然氣和製造業等危險環境而設計
- 功能強大的Transfer Guard 防護選項，結合MetaDefender Core 強大且領先業界的威脅防護技術，即使在空氣隔離的系統中，也能安全且有效地傳輸檔案。
MetaDefender Optical Diode 結合了實體單向資料流與先進的威脅預防功能，可確保您的關鍵網路能安全地進行通訊，而不會受到任何威脅。它不僅是網路安全裝置，更是高風險環境的安心之選。
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常見問題 （FAQ）
問： 單向傳輸閘道如何與 TCP 搭配使用？
單向傳輸閘道不支援原生 TCP 雙向通訊。取而代之的是使用代理系統或重傳通訊協定來模擬回應，從而實現基於 TCP 的資料（如系統日誌或檔案串流）的單向傳輸。
問： 單向傳輸閘道如何運作？
單向傳輸閘道可實現單向資料傳輸，確保資訊可以傳出安全系統，但無法再進入系統，從而消除反向通道漏洞。
問： 單向傳輸閘道的速度有多快？
速度依型號而異，但OPSWAT等現代單向傳輸閘道可支援高達10 Gbps 的速度，視支援的通訊協定和資料類型而定。
問：防火牆與單向傳輸閘道有何差異？
防火牆會根據政策過濾雙向流量；資料單向傳輸閘道則只允許單向資料流，並實際阻斷任何回傳流量，提供更強的隔離效果。
問：誰需要單向傳輸閘道？
任何管理關鍵基礎架構、機 密網路或空氣隔離系統的組織，都應該考慮使用單向傳輸閘道，以確保無法攻破的邊界。
問：單向傳輸閘道和防火牆的優缺點為何？
單向傳輸閘道提供嚴格的隔離，但缺乏雙向支援。防火牆提供彈性，但需要小心配置以避免漏洞。
問：為什麼需要單向傳輸閘道？
單向傳輸閘道對於消除高安全性網路中的遠端攻擊和資料外洩風險至關重要。
問：資料防護與單向傳輸閘道有何區別？
資料防護依賴軟體檢查和過濾；單向傳輸閘道則依賴硬體層級的實體單向通訊來保護網路邊界的安全。
