近十年来,我国越来越重视工业控制系统信息安全,在工控领域应用蜜罐进行主动防御来保护工业设备已经成为共识。蜜罐是一种利用模拟设备和服务来诱捕互联网上攻击者的主动防御设施,然而,工控蜜罐的诱捕能力受其对真实设备和服务的仿真程度显著影响。而传统工控蜜罐大多专注于网络层、协议层的仿真,缺乏业务逻辑仿真能力。本文设计了一种基于工控业务仿真的PLC蜜罐框架和实现方法,攻击者通过指令可实时读取和控制蜜罐所仿真的生产数据和工业系统。其不仅具备完善的信息域仿真交互能力,还创新性地结合了业务逻辑仿真对象,将仿真能力拓宽到了物理域。主要工作如下:1)对工控蜜罐的仿真工作进行信息域和物理域划分,并以此为界限提出了一种新的工控蜜罐分类方法。2)根据理想工控蜜罐功能模块的需求,设计了一种基于三模块两循环的高交互蜜罐系统架构。其中根据职能不同搭建三模块,分别为信息服务仿真模块,过程控制仿真模块,数据转存模块;根据仿真维度不同命名两循环,分为过程仿真循环和服务仿真循环。此架构通过数据的实施交换和控制指令的实时下达实现了业务逻辑数据的实时响应。3)进行了蜜罐系统各模块的开发工作。对于信息服务仿真模块,针对Conpot的S7comm服务器进行了二次开发,全面拓展了 S7comm私有功能,并进行了代码适配能力优化。对于过程控制仿真模块,在MATLAB/Simulink中建立了燃气管网实时控制系统,并使用多种特殊组件实现了执行器实时接收控制指令、传感器发送生产数据的功能。对于数据转存模块,使用Python及多种库实现了其数据的存储和传输。最后打通了三模块之间的数据通路,形成了两循环。实验结果表明,相较于Conpot,本文高交互PLC蜜罐系统新增了11种西门子S7设备私有功能,其中读(04 Read功能码)写(05 Write功能码)操作实现了对PLC的I区七个通道的监测和Q区一个通道的控制。这种全新的蜜罐系统真正在蜜罐系统内部实现了业务逻辑仿真,突破了现有交互层次和方式的局限,为工控蜜罐设计拓展了新方向。