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關鍵詞:安全防護;調度自動化系統;二次網絡
引言
隨著我們國家科技發展水平的快速提高,電力系統二次安全防護的重要性顯得尤為突出,已經成為電力系統智能發展方向中的一個重要問題。其可以在確保電力系統安全穩定運行的前提下,以提高系統的自動化、智能化和智能化程度,為社會創造更多的經濟效益。調度系統是電力系統最為重要的核心控制系統,其好壞程度直接關乎電網的穩定運行及大家的用電安全,根據電網公司的總體防護要求,建立二次網絡系統的安全防護屏障,從而保證了生產控制大區的安全和管理控制大區的穩定運行。
1 二次系統安全分區
電力二次網絡系統安全防護的總體任務是:要保證電力監控系統及電力調度數據網絡的萬無一失,防止黑客的侵入、還有木馬入侵和惡意代碼篡改等各色各樣的損壞,重點是抵御有組織的攻擊,以有效避免電力二次系統的故障或崩潰,以及可能由此引起的電網系統缺陷或大面積停電事故。
在這個總體目標的前提下,把網絡二次系統劃為生產控制區和管理信息區。安全Ⅰ區實時區和安全Ⅱ區非實時區合稱為生產控制大區。信息管理大區分為生產管理區(安全Ⅲ區)和管理信息區(安全Ⅳ區)。每一個安全分區內都有屬于自己不相同的防護要求,安全區Ⅳ區最低,安全Ⅲ區逐步增高。
2 二次系統安全防護體系
電力二次系統安全防護總體原則是:“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”。安全等級高的分區不受安全等級低的分區的影響,并且不同的網絡分區不能直接相連,需要加裝必要的安全防護措施,生產控制區的安全重于信息管理區。
電力調度數據網是一個獨立的網絡運行在自己專有的通道上,這樣就可以達到在物理層面上的完全隔離開來,安全性得到了大力保障。Ⅰ區實時數據和Ⅱ區的非實時數據都是通過調度數據網上送遠方省調網調的。
生產控制大區要加裝安全有效的隔離措施后與管理信息大區相連,并且要經過國家指定的檢驗單位認證檢驗的。在生產控制大區內的Ⅰ區與Ⅱ區業務之間要使用有訪問控制功能的裝置或類似功能的裝置,比如正反向隔離或是防火墻設備等等,最終得以實現邏輯隔離的目的。
在生產控制大區與調度數據網的縱向交界處要安裝經過特定單位認證檢測的專業縱向加密認證設備或是加密認證網關等相關的安全裝置。
安全防護手段重點應用在各個區的邊界處,故不允許有穿越生產控制大區和管理信息大區之間非法訪問發生,還要創建數字認證體系,在生產控制大區中的每項業務中都要使用加密認證方式。安全防護體系見圖1所示。
3 防護實例
舉例說明某500kV變電站二次系統安全防護實例如圖2所示。
為了達到訪問控制、數據過濾和一些邏輯上的隔離,必須要在安全Ⅰ區和安全Ⅱ區交接處裝設防火墻裝置,在安全Ⅲ區數據上傳綜合數據網時必須裝設防火墻設備,從而確保數據的安全可靠。為了實現數據的單項傳輸、簽名驗證和內容過濾等安全功能,在生產控制區和管理信息區的交界處加裝安全的物理隔離裝置,比如正向隔離和反向隔離裝置。在安全Ⅰ區數據上送調度數據網前,要讓數據通過縱向加密裝置的認證,從而可以起到雙向身份認證、以及數據加密和訪問控制功能。
4 結束語
電力調度自動化系統中的二次安全防護工作作為電網安全穩定運行的基本保證,為電力系統進一步向智能化方向發展奠定了基礎。綜合電網發展現狀及二次安全防護的重要工作,努力加強二次網絡的安防策略,確保電力系統安全穩定的向前發展。因此在日常工作中我們要不斷進步,積極探索研究更嚴密的安防策略,從而不斷提高二次系統的安防水平,以促進電力事業的快速發展。
參考文獻
[1]李宇峰,臧磊.淺談電力監控系統二次安全防護的解決方案[J].水電自動化與大壩監測,2013,5(5):32-36.
【關鍵詞】計算機;網絡安全;電力系統;防護對策
網絡安全是指網絡服務不會中斷,系統連續可靠正常地運行,不因偶然的或者惡意的原因而遭受到破壞、更改、泄露,系統的硬件、軟件及其系統中的數據受到保護。網絡安全實際上就是網絡上的信息安全。從大的方面來說,網絡安全的研究領域包括凡是涉及到網絡上信息的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性的相關技術和理論。
1目前計算機網絡安全存在的問題
1.1操作系統存在的隱患不容忽視
操作系統的開放性帶來的安全隱患問題是顯而易見的,每一個操作系統都存在其自身不足的地方,都存在著這樣或者那樣的漏洞和缺陷。我們不難發現由于操作系統崩潰造成的問題是比較常見的,操作系統本來是支持網絡中的文件實行有效傳送的,為什么會出現系統崩潰癱瘓呢?經過分析,在安裝程序或者是設計程序的環節中由于在安裝程序和設計程序時麻痹大意或者疏忽而造成的結果。
1.2計算機病毒入侵的問題較為突出
經常要遇到的計算機網絡安全問題計算機病毒的入侵計算機,從當前狀況來看,計算機遇到這種問題所造成的后果也是相當嚴重的。病毒的隱蔽性是很強的,不但具備隱蔽性,還具備一定的潛伏性,因此造成的破壞性更大,造成的后果非常嚴重,這就是計算機病毒有其本身的特征。從計算機病毒的種類來分類,計算機病毒的種類是非常多的,特別是一些剛剛新興的計算機病毒,經過網絡迅速的傳播,其破壞力是非常驚人的,其傳播的速度也是非常迅速,一旦在訊速傳播中計算機感染了這種計算機病毒,要想清除這種計算機病毒的感染是非常困難的,計算機病毒給計算機網絡安全帶來了巨大的挑戰。
2電力系統中計算機網絡安全防范措施分析
2.1增強操作系統的安全性
依據網絡開放的特點,操作系統在當前課程中存在的安全隱患是我們要高度重視的,對系統的體系構造實行有計劃的深入研討,而且面對未來有可能發現的操作系統的安全問題和目前已經發現的操作系統的安全問題,來加強操作系統的安全性,并構造出一些和安全標準相符合的體系結構。另外,加強系統安全性的重要舉措必須創建安全模式、開發屬于自己的操作系統。
2.2加強計算機病毒的防范工作
預防為主是有效開展計算機病毒防范工作的前提,設置合適的防病毒軟件,要安裝配置,這些軟件不但能夠自動升級,還可以自動防范計算機病毒的入侵,還能夠自動提醒發現的問題。除了自己加強防范之外,還請專家幫忙安裝殺毒軟件搞好病毒的查殺也是一項關鍵的病毒防范方法。
2.3加強計算機網絡安全管理體系建設
增強計算機網絡安全管理體系建設是面對當前計算機網絡安全管理體系存在的缺陷而建設的。把計算機網絡安全管理工作不斷地細化,在具體的管理實踐中讓每一個管理者都能對其管理的責任做到清晰有序,要盡量做到責權分明,讓計算機網絡安全管理體系的優化與建設促進計算機網絡安全防范工作的有效實行。首先規劃出明確的網絡界限,接著通過在網絡界限處對流過的訊息使用各種限制方法實行檢查,只有符合要求的信息才能夠通過網絡界限,最終形成阻斷對網絡攻擊、入侵的目標。主要網絡防護技術包括:2.3.1防火墻在計算機中,所謂防火墻其本身是一個基于網絡平臺的一種信息保護屏障。防火墻主要設置在外部網絡和內部網絡之間,以便起到隔離的作用。外部信息進入內部時,都要經過防火墻控制。在信息傳輸中,防火墻的作用主要是阻止未授權的信息通過,并允許授權的信息通過。如果有未授權的網絡信息進入時,防火墻將會自動記錄這些非法入侵的信息,并將其顯示。管理人員經過防火墻記錄的入侵信息進行跟蹤、分析、處理。換句話說,防火墻在計算機系統之中的功能主要是防御外部網絡未授權的信息的進入,在計算機系統中有較大適用性。云平臺中進行部署防火墻后,防火墻能夠網絡主機中經過防火墻的信息進行審核、識別、記錄和控制。在這個過程中,防火墻技術主要是用于防范外部未授權的信息進入,以確保內部網絡業務免受攻擊,和傳統包過濾防火墻的靜態相比較;應用網關技術其目的在于隱蔽被保護網絡的具體細節,保護其中的主機及其數據在應用層的體現,為了連接被保護的網絡以及其他網絡將使用一個運行特殊的“通信數據安全檢查”軟件的工作站。2.3.2入侵檢測技術入侵檢測簡單地說就是在網絡、主機、服務器中收集某些數據,并針對這些數據作出分析與判斷,并找出與安全協議不符合的數據,及時發現數據中的異常情況。因此,入侵檢測技術應用在云平臺大數據的保護中,能夠監測網絡的異常行,并進行追蹤、判斷。從功能上來講,入侵檢測技術屬于防火墻的一種補充技術,因此將其與防火墻共同使用,能夠達到相更好的信息安全保護效果。在云平臺數據的保護中,檢測方法有異常入侵檢測和模式檢測。異常入侵檢測主要是檢測、判斷系統正常運行情況下的入侵情況,例如流量異常、數據更改警報等等。模式檢測主要是比對系統異常和正常時的模式,來判定是否出現入侵情況。常見的入侵系統性能主要有三種,即基于主機、網絡、分布式的入侵檢測。三種不同的入侵系統性能的檢測范圍、內容、操作系統以及投入成本都不同。基于主機入侵檢測主要是針對主機的防護,其檢測內容為主機上的審計日志。在檢測中主要依賴主機進行,而且投入成本較高?;诰W絡入侵檢測能夠檢測到布置的網段入侵行為,并進行處理,其檢測內容包括數據包、數據里,而且在運行中不依賴主機,成本相對較低?;诜植际饺肭謾z測能夠檢測整個服務器,而且投入成本較低。
3結束語
摘要:目前,我國電力調度自動化系統網絡的建設成績斐然,例如電力調度網絡系統的利用率教高,技術水平比較先進等,但是也存在著網絡安全級別較低、實時性。要求較低等多方面的安全隱患。為此,筆者在本文中淺談了電力調度自動化系統網絡安全隱患及其防止。
關鍵詞:電力調度;自動化系統;網絡安全防護
近幾年來,隨著科學技術和網絡技術的發展,我國國家電力數據網一級網從1992年2月一期工程開始規劃建設,到1997年7月二期工程開通運行,迄今已有近十年的發展歷史。在這近十年間,我國電力調度自動化系統網絡的建設取得了客觀的成績,例如電力調度網絡系統的利用率教高,技術水平比較先進等,但是也存在著網絡安全級別較低、實時性。要求較低等多方面的安全隱患。因此我們就要根據電力調度自動化系統中各種應用存在的問題,優化電力調度自動化網絡系統,建立調度系統的安全防護體系。對此,我從以下幾方面進行分析研究。
1 電力調度自動化系統網絡存在的問題
電力調度自動化系統網絡存在的安全隱患有自然災害、硬件故障、盜用、偷竊等,對此我進行如下分析。
1.1 自然災害。常見的對電力調度自動化系統網絡造成影響的自然災害有地震、火山、滑坡,泥石流、臺風、雷擊等。自然災害可謂是天災人禍,這是無法避免的,我們能做的就是提前預測,并根據預測結果進行防范,使受災程度減到最小。
1.2 硬件故障。硬件故障是技術硬件問題,如網絡安全訪問控制技術,加密通信技術、身份認證技術、備份和恢復技術等。其中網絡安全訪問控制技術和加密通信技術的故障主要表現為黑客的攻擊和病毒的侵擾,導致網絡信息丟失,系統癱瘓;身份認證技術的故障主要表現為用戶拒絕系統管理、損害系統的完整性等。
1.3 盜用、偷竊。盜用和偷竊的問題主要體現為網絡系統的工作人員利用公務之便對網絡系統信息的盜用和網絡系統的資源的偷竊,以及非工作人員利用非法手段對絡系統信息的盜用和網絡系統的資源的偷竊等行為,最終導致整個電力調度網絡系統運轉癱瘓。
2 關于電力系統網絡的有關政策和法規
國家的有關部門對安全問題的有關政策和法規,對制定電力調度控制系統的安全策略起到指導性和引領性的作用。
2.1 公安部對網絡系統安全問題的有關政策和法規。公安部頒布了安全防護方面的一系列文件,規定各部門應根據具體情況決定自己的安全等級,實行國家強制標準。公安部規定自動控制系統應與外部網絡絕對物理隔離,可根據業務的需要建立專用數據網絡。
2.2 國家保密局對網絡系統安全問題的有關政策和法規。國家保密局也頒布了一系列安全保密方面的文件,例如,1998年10月國家保密局頒布的“涉及國家秘密的通信、辦公自動化和計算機信息系統審批暫行辦法”規定,涉及國家秘密的通信、辦公自動化和計算機信息系統的建設,必須與保密設施的建設同步進行,系統集成方案和信息保密方案不可混淆,應從整體考慮,實行物理隔離。
2.3 根據公安部及國家保密局對網絡系統安全問題的有關政策和法規,1996年11月原電力部752號文“電力工業中國家秘密及具體范圍的規定”明確了電力工業中涉及的國家秘密和重要企業秘密,均必須參照國家有關保密方面的規定。電力生產事關國計民生,電力系統的安全和保密都很重要,電力自動化系統要求可靠、安全、實時,而電力信息系統要求完整、保密。兩種業務應該隔離,特別是電力調度控制業務是電力系統的命脈,一定要與其他業務有效安全隔離。
3 電力調度自動化系統網絡安全隱患的防護辦法
電力系統安全防護的基本原則是:電力系統中,安全等級較高的系統不受安全等級較低系統的影響。電力監控系統的安全等級高于電力管理信息系統及辦公自動化系統,各電力監控系統必須具備可靠性高的自身安全防護設施,不得與安全等級低的系統直接相聯。針對以上幾點電力調度自動化系統網絡存在的問題,并根據電力系統安全防護的基本原則,我認為應從以下幾方面采取防護措施。
3.1 對自然災害采取的措施。對自然災害我們要以預測為主,盡量的減小破壞程度,這就對電力監控系統作出很大的要求。電力監控系統要通過專用局域網實現與本地其他電力監控系統的互聯,或通過電力調度數據網絡實現上下級異地電力監控系統的互聯。各電力監控系統與辦公自動化系統或其他信息系統之間以網絡方式互聯時,必須采用經國家有關部門認證的專用、可靠的安全隔離設施。電力監控系統要做到早發現,早報告,早預防,早治理。
3.2 硬件故障。對于硬件的故障,要求各有關單位應制定安全應急措施和故障恢復措施,對關鍵數據做好備份并妥善存放;及時升級防病毒軟件及安裝操作系統漏洞修補程序;加強對電子郵件的管理;在關鍵部位配備攻擊監測與告警設施,提高安全防護的主動性。在遭到黑客、病毒攻擊和其他人為破壞等情況后,必須及時采取安全應急措施,保護現場,盡快恢復系統運行,防止事故擴大,并立即向上級電力調度機構和本地信息安全主管部門報告。
關鍵詞:電力二次系統;網絡信息;安全技術
中圖分類號: TM73 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)18-160-2
0 引言
隨著近年來社會經濟的發展,電力也走上了快速的快車道,它作為國民經濟的基礎支柱性產業,安全生產關系到國家經濟、社會發展的大局,關系到民生的千家萬戶。由于網絡犯罪和信息竊密事件的不斷發生,作為電力生產重要防護措施的二次系統安全技術顯得非常的重要。電力二次系統網絡主要是電力調度系統、電力監控系統、測量設備,保護,測量和電力數據網絡通信系統等組成。電力二次系統作為綜合自動化系統的一部分,具有比電力一次系統使用范圍廣,專業融合度高的特點。
1 電力一次系統與二次系統
電力一次系統是指由發電機、變壓器、送電線路、斷路器、隔離開關等發電、配電、輸電、變電等設備構成的整個發、配、變、用電網絡體系。
電力二次系統是由地理上分布在不同地域的各級調度中心、發電廠、變電站的業務系統通過綜合自動化網絡通信連接起來對一次系統進行保護、監控、傳輸數據的復合體系。
2 電力二次系統安全防護總體方案
2.1 電力二次系統安全防護的總體策略
通過定義安全風險,提出技術路線和解決辦法以及相對應的管理措施是電力安全設計策略。安全策略是制定系統管理體系與安全技術體系的依據,是安全防護體系的核心部分和安全工程的重中之重。安全策略根據功能的不同可以劃分為總體策略和面向每個安全目標的具體策略兩個層次。
電力二次系統的安全防護策略為:
①分區防護、突出重點。所有一次、二次系統都一定要置于相對應的安全保護區里,將系統中對一次系統的影響程度和對業務的重要性進行相應的分區,對實時控制系統等重要的業務和數據信息通過加密、認證或者物理隔離等技術措施采取重點保護。
②安全區隔離。使各安全區中的業務系統得到有效保護是安全區隔離的基本功能,隔離強度應接近或達到物理隔離的效果,安全區隔離措施是通過實時監控系統與辦公自動化系統等實行的有效安全隔離措施。
③縱向防護:電力二次系統通過使用加密、認證、物理隔離等網絡安全手段達到數據向遠方安全傳輸的目的。
④網絡隔離是在專用通道上通過采用MPLS-VPNI或Psec―VPN在專網上形成多個相互邏輯隔離的VPN建立調度專用數據網絡,不僅在安全區的縱向互聯的低水平避免安全帶縱向交叉在同一安全區域和網絡物理隔離之間的其他數據的實現。
2.2 電力數據通信網絡業務關系
二次系統總體方案是直接適用于電力生產、輸送、使用的整個過程,并直接關系到調度數據網絡和計算機監控系統,它也適用于二次電源系統的各方面和網絡系統是二次系統安全保護方案的保護原理。電力通信系統,電力信息系統可以參照電力二次系統安全保護的總體方案,研究出具體的安全解決方案,包括數據網絡,包括遠程維護和電力的撥號網絡,所有級別的電力調度專用廣域數據網絡,計算機監控系統的內部局域等設備監控系統,還包括各級電網調度自動化系統、電廠、計算機監控系統、變電站自動化系統、微機保護和安全自動化設備、配電網自動化系統、調度自動化系統、電能計量計費系統、梯級水電調度自動化系統、電力市場交易系統等。
二次系統安全防護中涵蓋的范圍非常廣泛,既包括DCS系統、水電廠AGC系統、自動保護系統,還包括電廠的生產管理系統、電量采集裝置、安全穩定控制系統、故障錄波系統、協同辦公系統等。
3 安全防護的技術措施
3.1 橫向隔離
通過隔離裝置在不同的安全領域實現了邏輯或物理的橫向隔離,實現了安全區域之間的橫向安全保護。
3.2 縱向認證
在現場應用中,電力專用縱向加密認證裝置位于電力控制系統的內部局域網與電力調度數據網絡的路由器之間主要使用的是安全區I/II的廣域網周邊保護,可以作為本地安全區I/II的一個網絡保護壁壘,而且為上下級控制系統之間的廣域網通信提供認證與加密服務,使數據傳輸達到機密性、完整性保護的目的。
3.3 網絡專用
電力調度數據網是一個渠道,通過建立一個專用的電力調度數據網絡的專用通道,與其他數據網絡物理隔離,并利用MPLS VPN形成多個相互邏輯隔離的VPN,實現多級保護網絡安全和有效的與其他網絡建立私人網絡隔離,它可作為電力調度數據網絡客戶端。其網絡是比較固定的,可以滿足網絡傳輸的安全性和可靠性,滿足自動化系統調度自動化系統的實時性要求,以提供端到端的服務。
3.4 縱向認證
所有系統必須放置在適當的安全區域,成為一個統一的安全保護程序,重點保護實時控制系統和生產業務系統。根據對系統的影響程度和對系統的整體影響分為實時控制區、非控制區、調度生產管理區、管理信息區等4個方面。
在垂直保護系統中,通過撥號服務器進行數據傳輸的密鑰保護方法是對遠程撥號接入用戶進行身份驗證和加密。通過身份認證技術、防火墻和VPN的加密和數字簽名信息的傳輸,并設置訪問用戶的安全策略的訪問范圍和資源約束的條件下,安全區I和II的撥號遠程訪問用戶的身份認證,以提高電力二次系統安全防護強度,確保問責和撥號用戶操作可追溯性。
4 電力二次系統安全防護的重點
隨著網絡安全的不斷發展,電力安全防護解決方案也有很多種,比如通過加密和認證技術,防火墻技術,入侵檢測和網絡防病毒技術等都可以實現,但是在在實際的安全設計中,經常依據整個網絡采用多種的網絡隔離技術進行組合或者采取不同的技術和產品的方法進行組合以提高防護水平。
為了保證數據的安全傳輸,電力二次系統網絡與信息安全除了技術硬件方面的不斷提高、完善,還要認真做好電力二次防護體系的維護和建設工作,不但要建立相應的管理制度還要制定相應的應急預案并設定專人進行負責,上級主管部門要經常進行檢查、監督實施的效果,確保防護到位。對內強化工作人員管理,限制計算機的外部輸入和輸出使用,保證系統的對外接觸造成泄密或者防護措施的被動攻擊、損壞的電力系統造成的損失,對維護及運行人員設定使用權限,盡可能地從根本上切斷內部的網絡病毒科利用的傳播途徑。
5 結語
在信息技術的迅猛發展的今天,安全防護措施和網絡技術創新后不斷被應用于各種電氣控制系統,同時提高了國家電力系統的通過遠程控制的整體效率。作為用于電力系統的網絡應用的需求,它也對電力系統的安全性提出了更高的要求。為了促進電力體制改革,建立和完善電力市場,對以上電力二次系統網絡和信息安全技術進行了分析,對電力系統的安全運行,確保國家創造更大的效益具有重要意義。
參 考 文 獻
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隨著信息化在電力的應用,計算機網絡已在電力企業的各個方面得到了廣泛的應用,網絡的安全同樣會威脅到電力系統的安全穩定、經濟、高效、優質地運行,影響著“數字電力系統”的實現和電力技術在日常生活中的廣泛應用。電力企業信息安全是電力系統安全運行和對社會可靠供電的保障,是一項涉及電網調度自動化、電網自動化、電力負荷控制、電力營銷信息通信系統等有關生產、經營和管理方面的多領域、復雜的大型系統工程。
一、電力企業信息安全管理現狀
當前電力企業信息化建設硬件環境已經基本構建完成,硬件設備數量和網絡建設狀況良好,生產、傳輸、配供等關鍵環節已部分實施了信息化,而且信息化的深度已經涉及到企業的每個方面。在電網調度、變電站的自動控制、管理信息系統、營銷系統、電力負荷管理等方面取得了較好的應用效果,在安全生產、節能降耗、降低成本、縮短工期、提高勞動生產率等方面取得了明顯的社會效益和經濟效益。但是電力企業在信息化建設過程中,由于其系統龐大,部門關系復雜,在網絡結構與軟件的實現方面有著明顯的特征,表現出的問題主要有:
1.常規的M IS系統(包含過程控制的生產M IS系統)與實時控制系統邊界不清。在信息安全管理的過程,管理不規范,不能形成統一的調度信息,缺乏統一的信息安全管理規范。電力系統雖然對計算機安全一直非常重視,但由于各種原因,目前還沒有一套統一、完善的、能指導整個電力系統計算機及信息網絡系統安全運行的管理規范。
2.普通操作人員計算機應用水平較低,一般僅能夠操作某個應用系統。由于水平低,操作人員只能使用單一的系統,使得信息的跨平臺的交換存在問題,計算機在整個電力系統的生產、經營、管理等方面的應用越來越多。但在計算機安全策略、安全技術和安全措施方面投入較少。所以,為保證電力系統安全、穩定、高效運行,應建立一套結合電力計算機應用特點的計算機信息安全體系。信息系統關系繁雜,子系統間相互關聯,這就需要加強對信息操作人員的培訓。
3.信息系統關系繁雜,子系統間相互關聯,影響數據的安全。電力信息化的發展使電力生產、經營很多環節完全依賴電力信息網的正常運行與否,如電網調度自動化系統對無人值班變電所的運行影響,用電營銷信息系統對電費回收的影響等。電力信息系統已經初步建立其安全體系,將電力信息網絡和電力運行實時控制網絡進行隔離,并做了一系列的防護措施。但電力信息網絡的安全是不平衡的,很多單位沒有網絡防火墻,沒有數據備份的觀念,更沒有對網絡安全做統一、長遠的規劃網絡中有許多的安全隱患。
二、電力信息網安全風險分析
隨著通信技術和網絡技術的發展,接入企業信息網絡的電力控制及業務應用系統越來越多,所帶來的信息安全問題也就越來越多。電廠、變電站減人增效,大量采用遠方控制,對電力控制系統和數據網絡的安全性、可靠性、實時性都提出了新的挑戰。
1.計算機及信息網絡安全防護體系需要提高。電力系統各種計算機應用對信息安全的認識距離實際需要差距較大,對新出現的信息安全問題認識不足,容易被網絡病毒入侵,破壞系統。早期的計算機安全只是防止意外破壞或者內部人員的安全控制就可以了,但現在就必須要面對網絡上各種病毒和“黑客”的攻擊。
2.缺乏統一的信息安全管理規范。電力系統雖然對計算機安全一直非常重視,但目前還沒有一套統一、完善的能夠指導整個電力系統計算機及信息網絡系統安全運行的管理規范。急需建立同電力行業特點相適應的計算機信息安全體系。近幾年來,計算機在整個電力系統的生產、經營、管理等方面應用越來越多。但是,在計算機安全策略、技術、和措施投入較少,一旦網絡遭到攻擊,將會產生嚴重的后果。
3.數據庫數據和文件的明文存儲給信息安全帶來隱患。電力系統計算機網絡中的信息一般存儲在由數據庫管理系統維護的數據庫中或操作系統文件中。這些以明文形式存儲的信息存在泄漏的可能,因為拿到存儲介質的人可以讀出這些信息甚至修改信息;黑客可以繞過操作系統、數據庫管理系統的控制獲取這些信息;系統后門使軟硬件系統制造商很容易得到這些信息。很多單位只是選擇一臺工作站備份一下數據就了事,沒有完善的數據備份設備和一套完整的信息安全控制方案,沒有數據備份策略,沒有數據備份的管理制度,沒有對數據備份的介質妥善保管。
4.物理安全風險帶來的安全隱患。物理安全是指各種服務器、路由器、交換機、工作站等硬件設備和通信鏈路的安全,由于這些硬件容易損壞,影響信息的安全使用。:水災、火災、雷擊等自然災害是物理安全的主要風險,人為的破壞或誤操作,外界的電磁干擾,設備固有的弱點或缺陷等。物理安全的威脅可以直接造成設備的損壞,使系統和網絡的不可用,數據的直接損壞或丟失等。
三、電力信息網安全防護方案
網絡安全是一個系統的、全局的管理問題,網絡上的任何一個漏洞,都會導致全網的安全問題,我們應該用系統工程的觀點、方法,分析網絡的安全及具體措施。
1.完善管理制度。在管理上建章立制,提升安全防護意識落實責任。成立信息化安全工作領導小組,逐級落實了信息安全責任。建立完善的信息安全管理、信息系統運行、信息內容保密等規章制度,將信息安全全面納入公司安全生產管理體系。信息系統最主要的安全還是在于系統管理,在信息中心與各廠站都應配備專職的網絡管理員,對內部網絡進行有效的控制與管理。具體來說,網絡管理員應負責操作系統與數據庫的安全管理,應用軟件的安全管理,密鑰的安全管理,病毒的防治等等。在內部網絡中,應絕對杜絕不設口令的賬號存在,應注意保證每個用戶的賬號是唯一的,避免使用公用賬號,對于過期的賬號要及時封閉,對于長期不用的賬號要定期檢查,必要時封閉。
2.建立防火墻和身份認證制度。防火墻為不同網絡或網絡安全域之間構建了一道安全屏障,它通過有選擇地拒絕非法端口,允許合法的TCP/IP數據流通過,以保證內部網的數據和資源不會流向非法地點。通常使用包過濾、應用級網關、電路級網關和規則檢查防火墻等安全控制手段實現其安全防護功能。身份驗證包括身份識別和身份認證,是確認通信雙方真實身份的關鍵。身份識別是指定用戶向系統出示自己的身份證明過程。身份認證是系統查核用戶的身份證明的過程。用戶授權是確定一個用戶是否有權對某一特定資源進行一定的操作。
3.在技術上將管理信息大區劃分為信息內網和信息外網。然后根據信息系統的重要程度進行定級,并對各個業務系統劃分安全域,并且將各安全域劃分為邊界、網絡、主機及應用分層實施安全防護措施。信息安全防護體系建設按照與信息系統同步規劃、同步建設、同步運行的“三同步”原則,按照“雙網雙機、分區分域、等級防護、多層防御”的安全防護總體策略,從物理環境、網絡、主機、應用、系統數據等方面全方位地開展防護工作。在內部關鍵業務網段配備入侵檢測系統,在各關鍵業務的邊界布置IDS(入侵檢測系統)探頭以防備來自內部的攻擊及外部通過防火墻攻擊。
4. 配備災難恢復系統,防止意外的發生。對一些重要的實時應用系統在具備條件的前提下進行異地的數據與系統備份,提供系統級容災功能,保證在規模災難情況下,保持系統業務的連續性。建立完善的網絡及系統安全管理制度,保證不出現人為的安全隱患。
四、小結
隨著通信與信息產業的高速發展,各種業務及管理信息的網絡化已成為可能,但實現網絡化的同時,信息的安全性也面臨著巨大的挑戰。只有詳細的對電力企業的系統數據流程進行梳理,確定實際網絡連接狀況及系統的邏輯邊界物理邊界,建立各種信息安全保護機制及系統安全風險評估機制,及時調整結構、加固主機、清理邊界,制定詳實的安全防護策略,才能形成信息安全管理的最終一體化解決方案,以適應電力企業信息網絡化的要求。
[1] 賈晶,陳元,王麗娜. 信息系統的安全與保密[M].北京:清華大學出版社,1999.
[2]李文武,王先培,孟波等. 電力行業信息安全體系結構初探[J].中國電力,2008,(5).
【關鍵詞】繼電保護;自動化;安全防護
1.加強繼電保護的運行管理
繼電保護既是電網運行的安全屏障,同時又是電網事故擴大的根源。搞好繼電保護裝置的運行管理,使繼電保護裝置處于良好的運行狀態,才能確保其正確動作。
運行管理的關鍵是堅持做到“三個管好”和“三個檢查”。
“三個管好”:(1)管好控制保護設備:控制保護設備不同單元用明顯標志分開,控制保護屏前后有標示牌和編號,端子排、信號刀閘有雙編號,繼電器有雙編號且出口繼電器標注清楚,便于運行中檢查。(2)管好直流系統及各個分支保險:定期檢查直流系統及儲能元件工作狀態,所有保險制訂雙編號,定期核對保險編號及定值表,檢查保險后的直流電壓。(3)管好壓板:編制壓板投切表或壓板圖,每班檢查核對,做好投切記錄,定期抽查,壓板的投切操作寫入操作票;同時在保護校驗后或因異常情況保護退出后需重新投入前,應測量壓板兩端是否有電壓,以防止投入壓板時保護誤動。
“三個檢查”:(1)送電后的檢查:送電后除檢查電流表有指示,斷路器確已合上外,還需檢查保護、位置燈為紅燈,正常送電瞬時動作的信號延時復歸。(2)停電后的檢查:除判明斷路器斷開的項目外,還需要檢查位置燈為綠燈,正常停電瞬時動作的信號延時復歸。(3)事故跳閘后的檢查:除檢查斷路器的狀態、性能外,還需要檢查保護動作的信號、信號繼電器的掉牌情況、出口繼電器的接點、保險是否完好,必要時檢查輔助接點的切斷情況。
2.加強運行方式的管理
加強城市配網運行方式的管理應做好三項主要工作:
2.1 把運行方式管理制度化,從制度上規范城市配網運行方式的管理工作。年運行方式的編制應依據上一年迎峰度夏期間城市配網運行中存在的問題進行防范,即將反事故措施落實到運行方式中。
2.2 對最不利的運行方式,如變電站全停時、嚴重故障時對城市配網安全運行的影響提出對策。有組織、有重點、有針對性的開展事故預想和反事故演習,細化防范措施,防止電網事故于未然。
2.3 維護好配網調度自動化系統中建立的數據庫,加強網絡分析(PAS)、饋線自動化(FA)、負荷管理等高級功能的應用,提高運行方式的現代化管理水平。
調度人員在下令改變電網運行方式、指揮停送電操作和處理事故過程中,防止誤調度、誤操作事故的發生是調度人員的主要工作和重要責任。隨著城市配網范圍的不斷擴大、供電可靠性指標的不斷提高,城市配網的運行方式也呈現出靈活性、多樣性的特點,這就要求調度人員必須不斷學習,達到三熟三能的要求。三熟,即:熟悉本城市配網的一次系統圖、主要設備的工作原理;熟悉調度自動化系統的工作原理、電網繼電保護配置方案及工作原理;熟悉本地區電網的各種運行方式的操作和事故處理預案及本崗位的規程制度。三能,即:能正確下令進行倒閘操作、正確投退繼電保護及安全自動裝置;能運用自動化系統準確分析電網運行情況;能及時準確判斷和排除故障,盡可能縮小事故范圍。
3.配網調度自動化系統的安全防護
3.1 制定調度自動化系統安全防護策略的重要性。
近年來調度自動化系統的內涵有了較快的延伸,數據網絡是支持調度自動化系統的重要技術平臺,一般要求數據網絡安全可靠,實時性要求在秒級或數秒級,其中發電報價系統、市場信息等電力市場信息系統由于需要與公網連接,因而還要求做加密及隔離處理。 建立調度自動化系統的安全防護體系,首先要制定安全防護策略。應用系統的安全策略位于安全防范的最高一級,是決定系統的安全要素。從大的方面講,安全策略決定了一個系統要達到的安全級別及可以付出的代價;從小的方面講,安全策略的具體規則用于說明哪些行 為是允許的,哪些行為是禁止的。系統是否安全,很大程度上依賴于最初設計時制定的安全策略,因為今后的安全措施,都圍繞這一策略來選擇和使用,如果在安全策略上出了問題,將會給今后的應用系統帶來安全隱患,從而使將來的安全建設處于十分被動的局面。因此考慮調度自動化系統的安全,應首先根據系統對安全性、可靠性、實時 性、保密性等方面的不同特殊要求,按照國家有關部門的規定,從應用系統的各個層面出發,制定完善的安全防護策略。
3.2 信息系統的安全分層理論。
一個信息系統的安全主要包含五個層面,即物理安全、網絡安全、 系統安全、應用安全、人員管理。調度自動化系統的安全防護體系應 包含上述五個層面的所有內容。物理安全主要包含主機硬件和物理線路的安全問題,如自然災害、 硬件故障、盜用、偷竊等,由于此類隱患而導致重要數據、口令及帳 號丟失,稱為物理安全。網絡安全是指網絡層面的安全。由于聯網計算機能被網上任何一臺主機攻擊,而網絡安全措施不到位導致的安全問題。系統安全是指主機操作系統層面的安全。包括系統存取授權設置、 帳號口令設置、安全管理設置等安全問題,如未授權存取、越權使用、泄密、用戶拒絕系統管理、損害系統的完整性等。應用安全是指主機 系統上應用軟件層面的安全。
3.3 國家對網絡及信息安全問題的有關政策和法規。
國家有關部門對安全問題的有關政策和法規,對制定電力調度控制系統的安全策略起到指導性的作用。公安部頒布了安全防護方面的一系列文件,規定各部門應根據具 體情況決定自己的安全等級,實行國家強制標準。公安部規定,從安全保密角度看,政府辦公網應與外部因特網物理隔離,并認為自動控制系統應與外部網絡絕對物理隔離,可根據業務的需要建立專用數據網絡。
3.結論
電力調度數據網絡是調度自動化系統的支撐平臺,網絡安全是系統安全的保障,專用數據網絡是整體安全防護體系的基礎,專網體現在網絡互聯、網絡邊界、網絡用戶的可管性和可控性。目前,國際上正在制定相應的自動化系統網絡安全標準,國內也開始進行相關課題的研究,對于調度自動化系統及數據網絡的安全防護措施,首先應在網絡技術體制方面, 采用光纖 +SDH+IP 的數據專網模式,在全系統實現電力調度專用數據網絡與其它公用信息網絡、電力生產控制系統與辦公自動化系統等的安全隔離,同時在調度專用數據網及各相關 應用系統上采取必要的安全防護技術手段,建立嚴密的安全管理措施,以確保電力調度系統和電力系統的安全。
參考文獻:
[1]辛耀中,等.電力系統數據網絡技術體制分 析[J].電力系統自動化,2000.
關鍵詞:電力調度;自動化系統;安全策略
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A
引言
伴隨科學技術和網絡技術的發展,電力企業中應用電力調度自動化系統,在提高效率的同時,經濟效益也得到了很大程度的提升,這是電力調度的發展方向。我國調度自動化系統已經經歷了經驗型調度和分析型調度量個階段,這預示著智能調度階段的到來?,F階段,電力調度自動化系統依然存在一些問題,對于安全隱患中日益突出的種類我們應重點關注,積極應對,使其不斷完善,以推動電力調度自動化系統的長足發展。
一、 電力調度自動化系統簡述
電力調度自動化系統結構指的是以計算機為核心的電網監控調度自動化系統的基本結構,根據功能可以將其分為信息采集和命令執行子系統、信息傳輸子系統、信息的收集、處理和控制子系統、人機聯系子系統。
調度主站是電力調度自動化系統的核心,是通過計算機技術的自動化控制系統系統。自動檢測和分析電網的運行狀態,保證電網的正常運行,提升電力系統的安全性性和穩定性。
二、電力調度自動化安全的發展與現狀
上世紀80 年代末90 年代早期出現了最早的電力調度自動化網絡系統。早期的電力調度自動化網絡系統只是簡單的生產系統,最先進的也不過是把幾臺至十幾臺計算機用同軸電纜或雙絞線通過集線器的方式互聯到一起,對各機器的功能簡單地劃分,從而實現了電力調度自動化的網絡化。在早期電力調度自動化系統互聯采用專線方式。因為系統少,系統之間的互聯也少,專線方式為點到點通訊方式,在當時環境下可以符合要求。專線方式互聯帶來的好處還是安全,專線上的數據交換采用專有協議,外界(攻擊者)對其了解不多,從而使攻擊無從下手。與此同時,專線通訊在物理層的接口開放性很差,除了監控系統之間以外,外界系統很難與之互聯,這使其安全性進一步增強了。到上世紀90 年代中后期電力調度自動化系統網絡和管理系統互聯逐漸被廣泛的實用,開始因為人員網絡安全意識不強等因素,大部分互聯是通過交換機或路由器方式進行的物理直連。逐漸的地因為電力系統需要電力調度自動化系統數據的其他系統很多,越來越多的系統被接入。軟、硬件防火墻等產品最先被應用,然而因為軟硬件防火墻并不能從物理層上把網絡隔離成獨立的內、外網,物理隔離設備因此誕生了。此外,電力企業的安全管理也更加被重視。
影響電力調度自動化系統安全運行的因素
(一)人的因素
大部分電網調度自動化系統采用的是系統工作棧撥號進入外部網絡的方式,這對整體系統的安全性的影響很大。用戶的操作、維護工作中的誤動與程序錯誤,都影響系統運行的可靠性。用戶與維護人員安全防護意識較低,系統口令的設置太過簡單,長期不做修改,都會使口令泄密的可能性增加,造成合法用戶的越權使用,對系統安全性造成影響。同時安全防護的制度不統一、不健全,系統安全防護管理與技術不完善,對系統安全問題的重視程度不夠。
(二)自然因素
自然災害是我們無法預知的,也無法避免的。自然災害對電力調度自動化系統的威脅非常大,當前我們雖然可以預測到一些自然災害,然而自然災害畢竟是突發性的,危害相當大的自然災害地震、泥石流、雷擊等我們是無法避免的。
(三)網絡環境因素
電力系統內部的調度自動化系統與省級調度中心的SCADA/EMS系統之間是通過路由器進行連接的,兩個系統之間的操作自由度較高,可以經過路由器進行互相訪問與數據修改,同時經過網橋與MIS系統進行連接。這樣的系統結構內部的數據傳輸方式是嚴格的單項數據傳輸,而MIS系統是與外部互聯網連接的。與外部Internet 環境的連通性,造成系統感染病毒的幾率較高。而現代病毒的主要傳播方式是網絡途徑,MIS系統如果感染病毒,整個系統都可能受到病毒的侵入危害。
電力調度自動化系統安全性提升策略
(一)規劃數據網絡技術體制和電力系統安全防護體系
綜合考慮網絡的規模、目的、服務對象、實時程度、安全級別等,對最基本的網絡技術體制加以確定。采用光纖+SDH+IP模式,實現對不同IP應用業務之間的物理隔離,具有較高的傳輸效率,可以滿足控制、保護等電力系統的關鍵業務的需求,方便調度部門有效監控網絡,并方便通信部門對外出租帶寬。由于用光纖+SDH+IP模式建立調度數據專網是一個很好的選擇,能夠符合電力調度自動化系統的以下要求:
①數據傳輸的實時性(繼電保護毫秒級,自動化秒級),要求網絡層次簡化。②傳輸的連續性,通信負荷基本恒定,需要恒定帶寬。③遠方控制的可靠性(遙控、遙調、AGC等),要求有效隔離。④因特網時代的安全防護體系(防黑客、防病毒、防破壞等)。⑤網絡拓撲結構必須覆蓋遠離城市的電廠、變電站。⑥充分利用SPDnet的現有設備,節約大量資金,便于平滑過渡。
(二)提高操作系統的可靠性
選用操作系統的原則應該是具備完善穩定的系統設計與訪問控制,同時在選擇版本的時候應該以用戶較少為原則。在目前主流操作系統中應當盡可能地選擇Linux 或Unix,在運行過程中需要及時進行系統升級與漏洞補丁的安裝,保證操作系統的安全。病毒防護結構應當是網絡與主機防御相結合,病毒防御程序安裝在工作站,主機安裝相應的防護軟件,群體病毒防御軟件安裝在群體服務器中。同時在網關安裝病毒防護軟件,對通過的數據包進行檢查,防御企圖進入內部網絡的病毒與非法請求。
(三)對人員進行管理和培訓
安全管理人員的培訓及管理也是很重要的,要加強對安全人員的管理,給安全人員制定一系列的成文規則,讓他們嚴格遵守。而且還要加強安全人員的調度自動化系統的安全性的技術培訓。一個好的管理者能夠讓一份無聊、枯燥的工作變得有趣味性,讓懶散的工作人員變得朝氣蓬勃,奮發向上。所以,管理在調度自動化系統的安全性中是十分重要的。同時擁有專業的技能也是十分必要的。比如說,聘請一個專業人員管理調度自動化系統的安全性,系統如果出現漏洞,技術人員就能及時的修補漏洞,防止系統發生全面癱瘓,而要是找一個精通于管理但是并不是專業的調度自動化系統的安全性人員的話,就不可能對漏洞或病毒及時的進行修證和扼殺,可能會造成一些嚴重的事情的發生。
(四)強化數據備份與安全管理
在管理過程中完善主機保護措施,包括主機安全加固、漏洞補丁安全、系統配置安全等方面。依據上級的總體要求與技術原則,制定具體的電網調度自動化系統安全防護方案,實施具體的細化方案,部署網絡安全設備,完成自動化系統的開發與安全改造。與此同時建立健全安全防護規章制度,將運行與維護的安全技術措施落實到位,提高安全問題的重視程度。及時對數據進行備份,防止因為硬件與人為原因導致的數據丟失,同時避免非法入侵或安全攻擊導致的數據完整性破壞。
(五)重視自然災害
自然災害給電力調度自動化系統帶來的危害是相當大的,需要我們給與作古的重視。對于自然災害,要設立相關的保護措施,對硬件設施加固,強化對電力系統的監控。關于人為因素,我們應該要嚴厲打擊,對于竊電漏電等行為必須要嚴懲不貸,不能有任何松懈。
結語
電力調度自動化系統是一個復雜而具有很強專業知識的系統,對于系統安全的管理就尤為重要。因此相關人員要重視對其安全防護對策的探討,在采取安全防護中結合電網調度中的各項應用的特點,確保電網調度自動化系統的安全性,為我國的電力發展貢獻出一份力量。
參考文獻:
關鍵詞:電力;信息化;安全問題
1 電力系統網絡信息安全的概述與現狀分析
電力系統的信息安全不僅可以保障電力生產運行的安全性,還是電力企業對用戶供電可靠性的重要保證。電力系統網絡信息安全是一項涉及到電力的生產、經營和管理等多方面的系統工程,它控制著電力系統中電網調度自動化、繼電保護裝置自動化、配電網自動化、變電運行智能化、電力負荷控制、電力市場交易以及電力營銷等環節性能的正常發揮。根據電力工業的特點,再結合電力工業信息網絡系統和電力運行實時控制系統,對電力系統信息安全問題進行分析,發現許多電力系統中的信息工程沒有建立一個完整的安全體系,只是以防病毒軟件和防火墻來作為安全防護,有的甚至連信息安全防護設施也沒有,從而給電力系統網絡信息安全埋下了許多安全隱患。針對此現象,電力企業必須盡快對電力系統建立一個計算機信息安全體系以保護電力系統網絡信息的安全。
2 電力企業網絡信息安全問題概述
2.1 電力企業中信息化部門的建設不健全
在電力企業中,電力信息部門沒有受到應有的重視,它既沒有配備專門的機構設施,也沒有設立專門的崗位進行作業,更沒有規范的制度進行管理,從而根本無法滿足電力系統信息化對人才和機構的要求。
2.2 電力企業的信息化管理還跟不上信息化發展的速度
信息技術在電力系統中的應用與發展已越來越廣泛,然而電力企業針對電力信息化的管理還比較落后,無法跟上發展速度,從而導致信息系統的功能無法完全的發揮出來,對電力系統的作用也不盡如意。
2.3 電力企業安全文化建設中網絡信息安全管理所處的地位不恰當
現在,信息安全管理在電力企業安全文化建設中仍然是處于從屬地位,從而阻礙了信息安全在電力行業中的發展。因此,電力企業要重視信息安全管理的發展,使其成為企業安全文化的中堅力量。
2.4 電力企業網絡信息安全中存在著多方面的風險
電力企業網絡信息和其他的企業網絡信息一樣,存在著多方面的安全風險,例如:網絡結構設計不合理的風險、來自互聯網的信息干擾風險、來自企業內部的操作不當風險、病毒的侵害的風險、管理人員素質低風險、系統的安全風險等。
3 電力企業網絡信息安全問題的原因分析
3.1 電力企業對網絡信息安全防護的意識薄弱且管理不夠
技術人員對電力系統網絡信息的安全意識薄弱,經常性的忽視了對其安全性的管理與防護,并且電力企業更側重于網絡效應,對信息安全的重視還遠遠不夠,管理和投入也達不到安全防范的要求。因此,電力企業的網絡信息安全一直都處在被動的封堵漏涮狀態。
3.2 電力企業中網絡信息安全的運行管理機制不完善
現今我國電力行業中對電力系統的運行管理機制還存在著一些缺陷和不足,如網絡安全管理方面的人才欠缺、網絡信息安全防護措施的不完善及實施不到位、缺乏綜合性的安全解決方案。
4 電力企業網絡信息安全管理內容的介紹
4.1 網絡信息安全風險的管理
對于網絡信息安全風險的管理首先得識別企業的信息資產,再對威脅這些資產的風險進行預估與統計整理,最后假定這些風險的發生給企業所帶來的災難和損失進行評估,從而達到對風險實施降低、避免、轉嫁等多種管理方式,為管理部門企業信息安全策略的制定奠定基礎。
4.2 企業信息安全策略的制定
信息安全策略要作為電力企業安全管理的最高方針,它的制定必須由企業的高級管理部門進行審核通過,并要以書面文檔的形式進行保存與企業員工之間的傳閱。
4.3 企業員工的網絡信息安全教育
信息安全意識和信息安全管理技能的培訓是企業安全管理中的重要內容,其實施的力度將直接影響到企業安全策略的認知度和執行度。因此,電力企業的高級管理部門要對企業的各級管理人員、技術人員以及用戶等多加開展安全教育活動,使他們能夠詳細的了解企業信息安全策略,并執行到位,從而有效的保證電力企業網絡信息的安全。
5 電力企業網絡信息安全問題的解決措施
5.1 加強電力系統網絡信息的安全規化
企業網絡安全規劃的目的就是為了對網絡的安全問題有一個全方位的認識與了解,培養人們能夠以系統的觀點去考慮與解決安全問題。因此,電力企業要加強對電力系統網絡信息安全的規劃,建立一套系統全面的信息安全管理體系,從而達到對網絡信息安全的有效管理。
5.2 加強電力企業信息網絡安全域的合理劃分
電力企業的信息網絡實施的是特理隔離法,因此在其內網上要加強安全域的合理劃分。這就需要結合電力系統的整體安全規劃和信息安全密級進行邏輯上的安全域劃分,其一般劃分為核心重點防范區域、一般防范區域和開放區域,其中的重點防范的區域是電力企業網絡安全管理的中心部分。
5.3 加強企業信息安全管理制度的建立
電力企業網絡信息安全的管理需有安全管理制度作為其基礎與依據。因此,要加強對電力企業信息安全管理制度的建立并將其落實到位,例如,加強企業對網絡信息安全的重視程度,加強網絡安全基礎設施和運行環境的建設,堅持安全為主、多人負責的管理原則,定期進行安全督導檢查。另外,還需加強電力系統運行日志的管理與安全審計,建立一套企業內網的統一認證系統,以及建立一套適合電力企業的病毒防護體系等。
5.4 加強企業工作人員的網絡信息安全教育
加強企業工作人員的網絡信息安全教育對電力企業的信息化安全來說也十分重要。企業在開展網絡信息安全教育工作時要注意其層次性,特定人員要進行特別的安全培訓。對信息安全工作的高級負責人和各級管理員的安全教育工作重點是要加強他們對企業信息安全策略和目標的充分了解,加強他們對企業信息安全體系和企業安全管理制度的建立與編制工作的完成。對于信息安全運行的管理維護人員的教育工作則是要加強他們對信息安全管理策略的充分理解、安全評估基本方法的熟練掌握、安全操作和維護技術運用能力的大力提升。對于那些關鍵、特殊崗位的人員可以將他們送往專業機構進行專業特定的安全知識和技能的學習和培訓。
6 結束語
電力網絡信息安全的管理問題是一個全面系統的工程,網絡上的任何一處風險都有可能導致整個電力網的安全問題,我們要用系統的觀點進行電力網絡安全問題的分析與解決。網絡信息安全問題的解決可以利用行政法律手段和各種管理制度以及專業措施來進行,其中技術與管理相輔相成。電力系統網絡信息安全問題的解決需建立一個有效的運行管理機制,加強網絡風險的認知和人員安全意識的培訓,將有效的安全管理貫徹落實到信息安全中來。另外,在電力企業中建立安全文化,并將網絡信息安全管理在整個企業文化體系中貫徹落實好,使其成為中堅力量才是電力信息化安全問題的最基本解決辦法。
參考文獻
[1]周冰.電力信息化切入核心[J].信息系統工程,2003.
【 關鍵詞 】 大數據;電網安全;防護策略
1 引言
電力系統在國家基礎設施建設中具有十分重要的地位。隨著云計算、大數據等新興技術的不斷發展,電力系統的數字化、信息化、智能化程度越來越高。新技術在推動電網企業不斷發展的同時,也帶來了一系列安全問題,構成了較大的威脅與挑戰。本文著眼于大數據時代下的電網企業安全,系統分析了電網企業面臨的主要威脅,并針對性地提出安全防護策略,為電網企業安全建設與應用提供指導。
2 大數據發展現狀
2.1 大數據推動社會進步
大數據(Big Data)是指所涉及的數據量規模巨大到無法通過人工在合理時間內達到截取、管理、處理,并整理成為幫助企業經營決策更積極目的信息。
2011年,全球知名咨詢公司麥肯錫的研究報告,引起了IT界的廣泛關注。Google、IBM、EMC、Facebook等公司相繼開展了大數據技術研究,并紛紛推出各自的大數據解決方案和相關產品,例如Google公司的MapReduce、GFS,Apache組織推出的Hadoop大數據分析框架等。 2012年,美國政府聯合六大部門了高達2億美元的“大數據研究和發展計劃”,標志著美國政府在政策層面將大數據提升到國家戰略層面,該計劃共投入了155個項目種類,涉及國防、醫療、能源等多個領域。
我國也在不斷提高對大數據的認識與應用,認為大數據在降低經濟社會運行成本和提高政府決策效率方面具有廣闊的應用空間,許多呼聲要求盡快出臺中國的大數據發展戰略。能源、醫療、工業制造、金融、電信等行業率先投入了大量的人力物力進行大數據創新實踐與應用,著力解決本領域數據資源積累與有效轉換,輔助優化企業運營與效率提升。
2.2 大數據推動電網企業轉型發展
近年來,隨著互聯網技術的不斷突破,智能電網成為電網企業發展的重要方向,并多次出現在政府工作報告中。智能電網(Smart Grid)是以物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。智能電網能夠優化整個電網企業的資源配置,實現電力的可靠、安全、經濟、高效運行和安全使用,支撐新一代電網安全生產和管理發展。隨著智能電網的加快部署與業務應用的深化拓展,電網業務數據不斷豐富與擴增,結構化和非結構化的電力數據中心不斷運行,形成了規模龐大且結構復雜的數據集合,這為智能電網優化配置、電力服務行業發展提供了寶貴的數據資源,對電網企業“以電力生產為中心”的工作模式,向“以用戶為中心”的服務模式的轉型發展起了極大的推動作用。
當前,國家電網企業大數據建設尚處于試點研究階段,其主要涉及的領域與業務主要集中在電網企業的運檢、營銷、運監等各個環節,通過挖掘數據之間的關系與規律,提高電網企業在生產、經營、管理等方面的質量與效率。例如開展電網設備狀態監測的大數據應用,實現電網設備狀態的智能監測,實時分析電網線損、配電負載等數據,及時發現電網企業運行異常,為電網調度、交易和檢修提供支撐,提高電網企業的資源合理優化。開展用電信息與客戶服務的數據分析,實時反饋客戶購電與用電信息,建立合理的分時階梯電價模型,促進電力效能的整體優化。同時,電網企業數據還能夠與其他互聯網、交通、經濟等社會數據相融合,為經濟宏觀發展、產業分布情況調查、公共事業管理提供有力支持。
3 電網企業大數據分析
3.1 電網企業大數據概念與特征
電網企業大數據旨在對電力生產與使用過程中產生的大規模數據進行分析與處理,實現大數據對電網企業效能的“增值”。電網企業的數據主要包括三類:一是電網企業的設備運行數據,主要包括電網設備監測數據、狀態數據等;二是電網企業的管理數據,主要包括跨單位、跨部門的電網企業職工數據、財務數據等;三是電網企業的運營數據,主要包括客戶信息、客戶用電數據、電費數據等。電力信息化委員會進行了專項研究,并提出電網企業大數據具有3V、3E特征。
(1)數據體量大(Volume):電網企業數據體量超大,并隨著智能電網的發展不斷擴增。當前,中國電網企業已經采集了135TB的數據,并以每年90TB的數據在不斷增長,規模十分龐大。
(2)數據類型多(Varity):隨著智能電網的不斷發展,電網企業大數據類型也在不斷擴增,除了傳統的結構化數據,以視頻、音頻、文本為主的非結構化數據也在迅速增長,這對現有的數據分析技術提出了新的挑戰。
(3)數據速度快(Velocity):電力生產、傳輸、使用速度十分迅速,其產生的相關數據對“實時性”需求也十分緊迫,例如電力調度、運維數據必須進行實時處理,這直接關系到電網企業的公共服務質量。
(4)數據即能量(Energy):電網企業大數據的產生與應用,就是電力能量不斷的釋放過程,對電網企業大數據的分析、處理與優化,就是對基礎能源與基礎設施的優化改進。
(5)數據即交互(Exchange):電網企業大數據的生產與利用,實質上是與外部國民經濟、社會成員不斷的數據交互,其具有顯著的交互特性。
(6)數據即共情(Empathy):電網企業作為基礎服務行業,應不斷改進電網企業工作模式,建立電網企業與用戶的情感聯系,增進兩者共情。
3.2 電網企業大數據安全威脅分析
大數據在電網企業具有廣闊的應用前景與市場需求,電網企業大數據勢必會推動電網企業向著更為優質、高效的服務方向前進。同時,大數據時代的到來,對電網企業的安全帶來了一些新的威脅與挑戰,如何構建多層次的安全防護體系,是未來電網企業發展中必須面臨的重要問題。
大數據時代下電網企業工作模式如圖1所示:(1)電網企業物理設施采用分布式的物理部署方式,主要維持日常的電力生產、輸電、變電、配電、用電等操作,并利用設備監控系統不斷實時采集所需數據,傳輸至電網企業大數據中心。同時,企業應用平臺所需的非設備數據也將不斷采集與傳輸至電網企業大數據中心,為應用平臺的運行提供數據支撐;(2)電網企業大數據中心提供云存儲與云計算功能(也可將兩者分離),為企業應用平臺提供所需的數據與計算服務;(3)面向不同的應用(電力運維、電力分配、企業管理、市場分析等),企業應用平臺進行相應的數據分析與處理,自動優化與管理電力物理設施,提高電網企業的運行效率。本文對電網企業存在的主要安全威脅進行了系統分析,主要包括三個方面內容。
(1)電網企業物理安全威脅。電網企業擁有大量的物理設備,包括變電站、輸配電線路等物理設備,這些設備是電網企業的核心,其安全性必須得到高度重視。隨著網絡物理系統(CPS:Cyber Physical Systems)與大數據在電網企業的不斷應用,越來越多的安全問題隨之產生。監控與數據采集系統(SCADA)是承載電力物理實體與網絡空間的連接紐帶,往往成為物理攻擊的重點突破方向。2010年,“震網”病毒武器通過網絡對伊朗布什爾核電站發動攻擊,導致伊朗濃縮鈾工程約1/5的離心機報廢,極大延遲了伊朗的核進程,并開啟了世界各國對網絡物理系統安全的重視與管控。
(2)電網企業平臺安全威脅。電網企業的信息化程度越來越高,除了傳統的電力調度管理信息系統(DMIS)、企業管理信息系統(MIS)、企業辦公自動化系統(OAS)等信息平臺之外,電網企業大數據平臺將會成為未來電網企業的核心公共平臺,它將對現有電網企業信息系統進行數據接入,通過統一的數據融合、分析挖掘、可視化等功能服務建設,實現對電網企業的優化配置。同時,以上電網企業平臺連接于不同安全等級的網絡中,在安全建設方面仍然存在一定的技術缺陷與安全隱患,隨著病毒、木馬、DDOS攻擊、APT攻擊等先進網絡攻擊手段的技術提升,電網企業平臺安全成為未來電力系統能夠高效、穩定運行的關鍵。
(3)電網企業數據安全威脅。電網企業大數據中心的建設旨在將電網企業數據進行集中匯總,實現數據采集、存儲、分析與應用等服務。同時,大數據自身存在的安全威脅不可避免的影響未來電網企業的安全建設與應用,主要包括電網企業大數據云存儲環境安全、電網企業大數據用戶隱私安全、電網企業大數據可控共享安全等眾多問題,這對未來電網企業大數據的建設應用提出了較高的需求。
4 電網企業縱深防護策略
針對大數據時代下電網企業的安全威脅,根據常見的網絡攻擊及電網企業信息化建設情況,本文從電網企業的物理環境安全防護、終端安全防護、邊界安全防護、網絡安全防護、應用平臺安全防護、數據安全防護等技術層面提出如圖2所示的縱深防護策略,形成具有層次特性的電網企業安全防護體系,提高大數據時代下的電網企業安全。與此同時,在管理層面開展相關的保障措施以保證防護工作的順利開展。
4.1 物理環境安全防護
電網企業物理環境根據設備部署安裝位置的不同,選擇相應的防護措施。大數據時代下的電網企業物理環境安全防護策略具體所述。
(1)室內物理環境要按照國家電網公司信息化工程的安全防護總體方案,并按照等級保護對應安全等級的物理安全要求進行防護,確保電網企業室內物理設備安全。
(2)室外物理設備如采集器、集中器、表計、信息采集類終端等,其主體需安裝于室外設備機柜/機箱中,其安全防護要求應遵循國家相關工業安全標準。同時,室外物理設備還需滿足國家對于電氣、環境、噪音、電磁、防腐蝕、防火、防雷、電源等要求。
4.2 終端安全防護
電網企業擁有配電網子站、信息內外網辦公計算機、移動作業類設備等多種類型終端,對于不同終端,需要根據具體終端的類型、應用環境以及通信方式等選擇適宜的防護措施,具體的終端安全防護策略如下所述。
(1)配電網子站終端需要配置安全模塊,對來源于主站系統的控制命令和參數設置指令采取安全鑒別和數據完整性驗證措施,以防范冒充主站對子站終端進行攻擊,惡意操作電氣設備。
(2)信息內外網辦公計算機終端需按照國家信息安全等級保護的要求實行分類分級管理,根據確定的等級實施必要的安全防護措施。例如,內網終端關閉FTP、Telnet等具有安全風險的服務,統一安裝殺毒軟件,定時更新病毒庫與漏洞補丁,有效防范木馬、蠕蟲等惡意程序入侵。
(3)移動作業類終端嚴格執行公司辦公終端嚴禁“內外網機混用”原則,移動終端接入內網需采用軟硬件相結合的加密方式接入,確保移動終端的接入安全。
4.3 邊界安全防護
電網企業網絡具有分層分區的特點,例如用于電力生產的電網生產控制大區,用于企業管理的管理信息大區等,在不同區的網絡邊界需要加強安全防護,使邊界的內部不受來自外部的攻擊,具體的防護策略涉及幾個方面。
(1)在電網生產控制大區與管理信息大區之間必須設置經國家指定部門檢測認證的電力專用橫向單向安全隔離裝置,隔離強度應接近或達到物理隔離。對于重點防護的調度中心、發電廠、變電站,在生產控制大區與廣域網的縱向連接處,應當設置經過國家指定部門檢測認證的電力專用縱向加密認證裝置,或者加密認證網關及相應設施,實現雙向身份認證、數據加密和訪問控制。
(2)在管理信息大區內部,審核不同業務網絡密級與安全等級,在網絡邊界進行相應的隔離保護。按照業務網絡的安全等級、用途以及實時性需求等評價指標,對關鍵核心業務網絡與其他網絡進行安全隔離,實現內部網與外部網的資源訪問限制。其中,可以采用的安全隔離技術包括三類:(a)物理隔離技術,在物理上將內部網與外部網分離,阻斷內外網之間的連接;(b)協議隔離技術,在內外網的連接端點處,配置協議隔離器實現內外網的連通與阻斷;(4)防火墻隔離技術,在內外網之間設置防火墻,利用防火墻配置實現數據流的檢測、限制與阻斷,實現內外網之間的邏輯隔離。
4.4 網絡安全防護
網絡是連接電網企業物理設備、應用平臺與數據的基礎環境,是整個電網企業正常運轉的重要保障。當前電網企業主要采用專用網絡和公共網絡相結合的網絡結構,其中專用網絡用以支撐電網企業的設備管理、調度管理、生產管理、資源管理等核心業務,并且不同業務的基礎網絡享有不同密級與安全等級,需要采取不同的防護策略。大數據時代下,電網企業的業務網絡將會不斷拓展,安全風險不斷增加,具體的防護策略如下所述。
(1)對網絡設備、網絡基礎服務、網絡業務信息流等基礎網絡環境加強安全防護,采用訪問控制、安全加固、監控審計、身份鑒別、入侵檢測、資源控制等措施進行網絡環境安全防護。
(2)針對信息資源的安全交換需求,構建電網企業的業務虛擬專網(VPN)。在電網企業網絡中,有些重要數據與信息需要安全通信,考慮成本因素,建議在已有基礎網絡中建立安全通信機制,此時應采用VPN技術。VPN采用隧道、信息加密、用戶認證、訪問控制等相關技術,建立數據加密的虛擬網絡隧道進行信息傳輸,能夠有效防止敏感數據的竊取。
(3)采用先進的網絡防護技術,增強網絡的安全性與彈性。網絡彈性是指網絡在遇到災難事件時快速恢復和繼續運行的能力,建立電網企業基礎網絡的一體化感知、檢測、響應和恢復機制,采取硬件冗余、網絡疊加、虛擬化等方法提高企業網絡彈性。
4.5 應用平臺安全防護
電網企業應用平臺安全直接關系到各業務應用的穩定運行,對電網企業應用平臺進行安全防護,可以有效避免電力業務的阻斷、擾亂、欺騙等破壞行為。為此,本文提出幾種防護策略。
(1)加強應用平臺的安全測評,確保應用平臺的安全可靠。在應用平臺投入使用前,應依賴第三方開展測評,對應用系統進行全面、系統的安全風險評估,并制定相應的安全保障措施,確保應用平臺的安全可靠。
(2)加強應用平臺的訪問權限與訪問控制??梢赃x擇采用下列訪問控制技術:基于動態和控制中心的訪問控制、基于屬性的訪問控制、基于域的訪問控制、基于角色的訪問控制等。
(3)記錄應用平臺操作日志,便于調查取證與追蹤溯源。可以對用戶的訪問記錄、操作記錄等信息進行歸檔存儲,防范內部人員進行異常操作,為安全事件分析提供取證與溯源數據。
4.6 數據安全防護
大數據時代下電網企業,是以數據為中心進行電力的生產、傳輸與應用,因此,數據是電網企業的核心資源,需要受到高度重視。目前,大數據的應用尚不成熟,相關技術產品也存在很多安全問題,尤其是大數據的隱私保護、數據存儲安全、數據訪問安全、數據追蹤溯源等問題,仍然制約與困擾著大數據的發展。本文提出如下安全策略,用以提升電網企業大數據的安全應用。
(1)加強電網企業數據的隱私安全,提高電網企業的可信度。電網企業擁有近乎國家人口規模的用戶數據,這些數據不僅包含個人的隱私信息,而且還包括個人、家庭的電力消費行為信息,如果數據不妥善處理,會對用戶造成極大的危害。為了保護電網企業數據的隱私安全,此處可采用的措施包括:(a)數據分享、分析、時進行匿名保護;(b)隱私數據存儲加密保護。
(2)強化數據存儲安全,提高大數據的應用安全。大數據一般在云端存儲,主要采用分布式文件系統技術。為了提高電網企業大數據的安全性,在對云存儲環境進行安全防護的前提下,還需要對電網關鍵數據與核心數據進行冗余備份,提高電網企業大數據存儲的安全性能。
(3)嚴格控制數據訪問權限,有效抵制外部惡意行為。針對電網企業大數據的應用現狀,對大數據用戶進行分類與角色劃分,明確各角色的數據訪問權限,規范各級用戶的訪問行為,確保不同等級密級數據的讀、寫操作,有效管理云存儲環境下的電網企業大數據安全。
4.7 大數據安全技術
應該大力發展基于大數據信息安全技術的研究,提升企業網絡與信息安全水平。在網絡安全防范方面,內部威脅大于外部威脅,應積極研究網絡內部人員威脅探測技術、異常檢查技術以及運用圖形分析和認知主動發現威脅技術等;另外針對那些使用過程中保持加密狀態的數據,開發加密數據編程計算技術,使加密數據狀態的數據仍然能使用在云環境中,客服大數據云計算環境中的信息安全問題;開發數據管理架構和處理工具,包括用于自動識別重大異常事件的大數據云存儲與分析技術,提供電網持續監控系統的安全性,任務數據的可用性與可靠性性,減少對審計日志的時間和資源消耗,實現多種分析方法,提供日志腳本的實現、開發與支持;針對外部威脅,定義惡意軟件和定向攻擊等漏洞,創建通過分析Web、防火墻等其它硬件設備日志來應對惡意軟件和網絡漏洞威脅的分析方法等技術。
4.8 管理層面
在以數據為中心的新型電力系統構建與應用過程中,應首先從電力大數據政策法規層面建立相應的安全防護策略,規范電力企業的總體安全防護能力,約束與管理整個行業的安全操作行為,確保物理安全與管理安全。
(1)著眼統一認識,明確安全防護遵循原則,制定相應管理規定。為確保電力企業的安全管理,應從戰略的角度開展行業整體安全理論研究,從安全認識、建設原則、工作思路等多個方面進行專項研究,制定整個行業的安全管理規定,宏觀指導大數據時代下各電力企業的建設、管理與工作。
(2)制定行業標準,指導與規范電力系統安全管理。從技術的角度出發,制定電力行業信息安全系列標準,對不同的應用與系統進行分類,并設置不同的安全等級與防護措施,指導電力系統安全建設與管理。
(3)聚焦關鍵設施,建設專職安全防護力量,確保電力系統穩定運行。為了有效防護電力系統安全,應對電力系統關鍵基礎設施進行隔離保護,設置安全管理機構,建立專職的安全運維與防護力量,保證電力系統的穩定運行。
(4)加強崗位培訓,提高電力員工信息安全防護能力。嚴格執行電力企業員工崗位培訓制度,分別對管理層、技術層和職工層進行針對性的安全教育與培訓,對關鍵崗位人員、專業防護人員進行信息安全知識和安全法規教育,并定期進行安全檢查與考核。
5 結束語
大數據在推動電網企業不斷向前發展的同時,也為電網企業的轉型發展與應用創新帶來了新的威脅與安全隱患。本文對電網企業面臨的安全威脅進行了系統分析,從電網企業的物理環境安全防護、終端安全防護、邊界安全防護、網絡安全防護、應用平臺安全防護、數據安全防護等技術層面,提出了相應的安全防護策略。本文的研究能夠為未來電網企業大數據的安全建設與應用提供有效的指導,相應的防護策略與方法有待在進一步探索與實踐中不斷優化與改進。
參考文獻
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作者簡介:
蔣明(1979-),男,安徽淮北人,華北電力大學計算機科學與技術專業,工學學士,現任國網安徽省電力公司信通公司信息通信運檢中心副主任,高級工程師;主要工作業績: 負責電力信息化運行和管理工作,多次獲得安徽省電力公司科技進步獎和群眾性創新獎。