朱凌廷

(湖北省電力公司黃岡供電公司調度信通中心湖北黃岡438000)

摘 要:本文通過對智能電網信息安全的分析,及對其技術的概述,探討了信息安全技術的發(fā)展方向。智能電網綜合了物聯網、信息計算、信息傳輸及處理技術,其運行安全對國民經濟建設有著至關重要的作用。因此,信息安全應為智能電網的安全運行保駕護航。

關鍵詞:智能電網信息安全網絡安全

中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0027-01

電力是關系到國家經濟發(fā)展、社會持續(xù)進步的命脈,是國民經濟建設的基礎行業(yè)。但隨著社會對電力需求的快速增長,電網運行安全成為人們日益關注的問題。在全球幾次大停電事故后,智能電網浮出水面,全世界開始致力于智能電網建設?，F階段世界各國對智能電網的理解不甚相同,但其共同點都是將先進的傳感測量、信息通信、分析決策、自動控制和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的現代化電網,其核心是集成、高速的雙向通信網絡和先進的信息通信。

與傳統電網相比,智能電網在信息交互上更具備互動性、開放性和復雜性,隨著系統間網絡交互增多、智能傳感器的廣泛應用,信息安全問題日益凸顯。

1智能電網中信息安全現狀及基本要求

1.1 智能電網的發(fā)展

目前,世界各國都在積極規(guī)劃和推動智能電網建設,意大利建設了智能化的計量網絡,美國也建設了以智能計量為基礎的智能電網示范城市,日本在電網的智能化方面處于世界領先地位,歐洲多個國家以及電力企業(yè)也展開智能化信息技術的研發(fā)。

中國將智能電網定義為:以特高壓電網為骨干、以堅強電網為基礎,利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網。目前國網公司已制定了發(fā)展目標,并出臺了相關標準,供配電設備均向數字化、信息化、智能化發(fā)展,各大電力設備供應商也正在開展信息交互的研發(fā)以及接口標準的制定。

可以說,智能電網是電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,目前我們僅僅處于起步階段,未來的發(fā)展空間巨大,前景不可限量。

1.2 智能電網對信息安全的基本要求

智能電網中通常使用物聯網技術采集各電力設備的運行參數、狀態(tài)及環(huán)境信息,通過網絡傳輸到后臺控制系統,再通過復雜的分析、決策、控制系統來進行監(jiān)控。在信息采集、處理和傳輸方面,信息安全經受著來自各方面的威脅,例如外部網絡的肆意破壞、信息參數的肆意篡改、病毒肆虐,以及后臺管理系統的自身漏洞等。因此,對于智能電網來說,應建設面向電網核心業(yè)務的安全防御體系,研發(fā)基礎信息網絡和重要系統的安全保障技術,開發(fā)復雜大系統下的實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范與新的密碼技術;同時,制定完整規(guī)范的智能電網信息安全體系,全面提升智能電網信息安全水平,保障核心業(yè)務系統及信息網絡安全,讓信息具備保密、完整、可用、真實、抗抵賴的基本屬性。

1.3 電力工業(yè)信息安全的現狀及形勢

目前,國家已把“面向核心應用的信息安全”列入發(fā)展綱要,而基于智能電網下的信息安全成為電力工業(yè)關注和研究的對象。

早在2003年美國就曾由于網絡和系統漏洞,主服務器突然收到大量警報導致系統崩潰,造成預警系統失靈,無法正確決策,最終導致大規(guī)模的停電事故。

過去的幾年中,我國多次發(fā)生因系統異常、木馬病毒傳播、軟件邏輯漏洞、惡意攻擊篡改等造成的系統故障和電網瓦解事件。我國由于長期以來信息化建設缺乏核心技術,對發(fā)達國家的設備和技術存在相當大的依賴性,因此我國的信息安全狀況更為嚴峻。

2信息安全防護的主要技術及發(fā)展方向

2.1 智能電網下的信息采集安全

信息采集是信息工程的基礎,智能電網中的信息采集設備運用有線、無線傳感器采集信息,通過各種短距離總線傳輸,或者通過射頻識別技術進行信息識別。在智能電網發(fā)展的現階段,信息采集及傳輸仍以有線方式為主。

有線方式下的信息采集首先要保證數據的準確性,這有賴于物聯網中傳感器技術的發(fā)展,目前對于常規(guī)環(huán)境下的溫濕度、電流電壓、煙感紅外信息等技術已經相對比較成熟,傳感器的準確度也比較高,但對于特殊環(huán)境下,例如高溫、高電磁環(huán)境、高海拔環(huán)境下的傳感器準確度仍是應不斷研究解決的問題。

為保障信息安全,信息采集終端設備的所有數據的加解密均采用硬件方式實現。密鑰算法分為對稱和非對稱密鑰,非對稱密鑰的安全性更高。主站側應采用國家密碼管理局認可的密碼機實現數據加解密,采集終端和集中器采用硬件安全模塊實現,無論哪種方式均應同時集成對稱密鑰和非對稱密鑰算法。

2.2 智能電網下的信息處理安全

信息處理安全需解決智能電網中數據存儲、備份、訪問、授權等問題,保障信息的分析和使用安全。信息存儲分為本地和網絡存儲兩種方式,本地存儲可采用加密機制,需通過身份認證方可訪問數據。網絡存儲可通過認證、防火墻等處理方式。數據備份可按照機密安全等級設置不同的備份機制,支持同步、異步數據容災備份,在備份過程中保證數據的可用性、完整性。信息防御安全應能夠在系統核心實現防御拒絕服務攻擊,將算法實現在協議棧的最底層,降低整個運算代價。其技術包括攻擊識別、協議分析、主機識別、概率統計、反向探測、指紋識別等方式,其中常用的算法有流量梯度算法、參照物判斷法、TCP協議反向探測算法、UDP指紋識別算法等。

2.3 智能電網下的信息傳輸安全

信息傳輸安全主要保障傳輸中的數據信息安全。這一層需要解決智能電網使用的無線網絡、有線網絡和移動通信網絡的安全性。

目前已運行的設備大多數采用的是有線網絡,無線網絡作為示范和備用。有線網絡通常采用虛擬網技術,電力設備之間建立對等通信模式,通過GOOSE協議實現信息交互,以太網支持以虛擬網絡的方式實現網絡有效分隔,在不同的虛擬網上實現不同業(yè)務的信息交互,只需在交換機上設置基于端口虛擬網絡VLAN,在IED(Intelligent Electronic Device智能電子設備)上進行正確配置即可以有效防止黑客攻擊。IED內部應具有足夠的信息處理能力,能支持虛擬網標簽技術。

另外對于網絡通信中的攻擊問題,數據通信口應安裝入侵檢測系統IDS(Intrusion Detection Systems),以及時發(fā)現可能的攻擊。

3結語

智能電網的發(fā)展剛剛起步,其信息安全技術也在探索階段,面臨著諸多的技術挑戰(zhàn)。其在未來發(fā)展中應與智能電網通信系統相互融合,針對智能電網的通信特點解決其安全防護問題。未來的智能電網終將依賴于信息安全防護技術,以實現基于物聯網技術的全網融合及信息決策。

參考文獻

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