智能电网中的网络信息安全架构研究

　　1引言

　　2009年5月21日，国家电网公司首次公开了中国版智能电网计划，名为“坚强智能电网”。有专家表示“在这个概念中，通信信息平台、信息化、自动化、互动化、信息流等都表明信息通信技术与电网发展密不可分。”随着我国智能电网一步步的建设完善，信息安全问题在电网调度自动化、继电保护和安全装置，变电站自动化、发电厂控制自动化、配网自动化，电力市场交易、电力负荷装置、电力用户信息采集、智能用电等多个领域都可能面临信息安全的威胁。我们可以认为，信息安全已成为智能电网安全稳定运行和对社会可靠供电的重要基础，重要保障，是电力企业生产、经营和管理的重要组成部分。工信部也曾明确强调，要高度重视智能电网信息安全。

　　中国电力科学研究院有关专家指出：“在电网信息化方面，我国与欧美等发达国家的情况较类似，但我国在电网体系监测等方面具有明显优势。”“智能电网的信息安全就是基础设施面临的威胁，涉及面很广，仅电力用户隐私保护技术就包括个体数据和知识隐藏技术等多种技术。”

　　2智能电网信息安全技术的关键挑战

　　随着信息技术融入电力网，“信息网络”的安全直接关系到电力网的安全;智能电网的发展使电力系统的“信息网络”已从“大型的、封闭”的网络转换成“超大型的、半封闭”的网络。智能电网的边界，已经无法靠物理和人为手段来控制;必须采取专门的信息安全技术来保护。智能电网作为物联网时代最重要的应用之_，将会给人们的工作和生活方式带来极大的变革，但是智能电网的开放性和包容性也决定了它不可避免地存在信息安全隐患。和传统电力系统相比较，智能电网的失控不仅会造成信息和经济上的损失，更会危及到人身和社会安全。因此，智能电网的信息安全问题在智能电网部署的过程中必须充分考虑。

　　来自互联网安全威胁更复杂。随着智能电网综合信息网的信息化建设不断完善，面对来自互联网的安全威胁也加复杂，新的病毒、木马、DDoS攻击、APT攻击等层出不穷，这些新的威胁在综合信息网内部，以及电网调度自动化、继电保护和安全装置，发电厂控制自动化、变电站自动化、配网自动化，电力负荷装置、电力市场交易、电力用户信息采集、智能用电等多个领域不断产生，使得智能电网综合信息网面临外部的安全威胁更加严峻。

　　来自内部网络安全威胁更多。智能电网综合信息网承载电网日常办公，以及对外电力交易业务与应用平台，来自网络内部非法访问，网络资源滥用，病毒肆意扩散，应用与系统的漏洞等威胁已经严重影响正常业务与应用的运营。

　　综合信息网内部威胁主要体现在几个方面：一是内部网络终端接入点增多，成为主要的安全隐患及威胁来源，如何实现细粒度网络接入控制与访问控制;二是如何对办公网内部的敏感数据或者信息实现动态权限控制，持久保护数据安全;三是综合信息网内部的众多应用系统与业务平台存在不可预计的安全洞，来自内部蓄意/恶意攻击时有发生;四是信息安全制度与安全管理策略如何确保有效的执行，如何监控网络应用与优化流量，提高ICT网络资源使用效率，改善统一安全管理与运维。

　　3智能电网中的网络安全体系架构

　　3.1安全体系的规划范围

　　信息系统安全规划的范围应该是多方面的，涉及技术安全、规范管理、组织结构。技术安全是以往人们谈论比较多的话题，也是以往在安全规划中描述较重的地方，用的最多的是一些，如防火墙、入侵检测、漏洞扫描、防病毒、VPN、访问控制、备份恢复等安全产品。但是信息系统安全是一个动态发展的过程，过去依靠技术就可以解决的大部分安全问题，但是现在仅仅依赖于安全产品的堆积来应对迅速发展变化的各种攻击手段是不能持续有效的。

　　规范管理包括风险管理、安全策略、规章制度和安全教育。信息系统安全规划需要有规划的依据，这个依据就是企业的信息化战略规划，同时更需要有组织与人员结构的合理布局来保证。

　　3.2安全保障体系的总体架构

　　网络信息安全涉及立法、技术、管理等许多方面，包括网络信息系统本身的安全问题，以及信息、数据的安全问题。信息安全也有物理的和逻辑的技术措施，网络信息安全体系就是从实体安全、平台安全、数据安全、通信安全、应用安全、运行安全、管理安全等层面上进行综合的分析和管理.

　　3.3安全保障体系层次

　　按照计算机网络系统体系结构，我们将安全保障体系分为七个层面。

　　3.3.1实体安全

　　实体安全包含机房安全、设施安全、动力安全、等方面。其中，机房安全涉及到：场地安全、机房环境/温度/湿度/电磁/噪声/防尘/静电/振动、建筑/防火/防雷/围墙/门禁;设施安全，如设备可靠性、通讯线路安全性、辐射控制与防泄露等;动力包括电源、空调等。实体安全的防护目标是防止有人通过破坏业务系统的外部物理特性以达到使系统停止服务的目的，或防止有人通过物理接触方式对系统进行入侵。要做到在信息安全事件发生前和发生后能够执行对设备物理接触行为的审核和追查。

　　3.3.2平台安全

　　平台安全包括：操作系统漏洞检测与修复(Unix系统、Windows系统、网络协议);网络基础设施漏洞检测与修复(路由器、交换机J方火墙);通用基础应用程序漏洞检测与修复(数据Web/ftp/mail/DNS/其它各种系统守护进程);网络安全产品部署(防火墙、入侵检测、脆弱性扫描和防病毒产品);整体网络系统平台安全综合测试、模拟入侵与安全优化。

　　3.3.3数据安全

　　数据安全包括介质与载体安全保护;数据访问控制(系统数据访问控制检查、标识与鉴别);数据完整性;数据可用性;数据监控和审计;数据存储与备份安全。

　　3.3.4应用安全

　　应用安全包括业务软件的程序安全性测试(Bug分析);业务交往的防抵赖;业务资源的访问控制验证;业务实体的身份鉴别检测;业务现场的备份与恢复机制检查;业务数据的唯一性/_致性/防冲突检测;业务数据的保密性;业务系统的可靠性;业务系统的可用性。

　　3.3.5运行安全

　　以网络安全系统工程方法论为依据，为运行安全提供的实施措施有应急处置机制和配套服务、网络系统安全性监测、网络安全产品运行监测、定期检查和评估、系统升级和补丁提供、跟踪最新安全漏洞及通报、灾难恢复机制与预防、系统改造管理、网络安全专业技术咨询服务。

　　3.3.6通信安全

　　既通信及线路安全。为保障系统之间通信的安全采取的措施有：通信线路和网络基础设施安全性测试与优化;安装网络加密设施;设置通信加密软件;设置身份鉴别机制;设置并测试安全通道;测试各项网络协议运行漏洞等方面。

　　3.3.7管理安全

　　管理是信息安全的重要手段，为管理安全设置的机制有人员管理、培训管理、应用系统管理、软件管理、设备管理、文档管理、数据管理、操作管理、运行管理、机房管理。通过管理安全实施，为以上各个方面建立安全策略，形成安全制度，并通过培训和促进措施，保障各项管理制度落到实处。

　　3.4网络通信安全

　　网络通信安全的主要目标是实现重要网络和信息通信的主动控，采用较为先进的入侵防御系统(IPS)、网络边界保护、数据传输加密等技术，有效地对网络边界数据流的通信交换进行安全检测和访问控制，防范内网重要数据非法外泄和外部网络有害信息流入，实现网络数据通信安全。同时，实时中断、调整或隔离不正常或具有破坏性的网络数据传输或通信行为，及时识别入侵攻击模式，防患网络通信安全风险于未然，全面提升智能电网网络通信的可控可信性与稳定性。

　　4结束语

　　通过智能电网对信息安全的需求的探索，有效地开展信息安全关键技术的提升，并深化应用到坚强电网的安全建设中，从技术上不断深入，当电力的“信息网络”延伸后，使得内网的隔离变得非常困难;可能带来大量的非法接入和非法外联，造成更多网络安全隐患。