電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)安全防護(hù)方案分析研究

甄創(chuàng)和

（廣東順暢科技有限公司，廣東 江門 529000）

0 引 言

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)要承載多樣化的業(yè)務(wù)，更加需要保證數(shù)據(jù)的安全性，抵御隱患威脅的任務(wù)更重。由于電力數(shù)據(jù)通信的規(guī)模較為龐大，很容易遭受攻擊，出現(xiàn)安全隱患，所以需要做好電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作，必要時(shí)可以使用一些先進(jìn)的技術(shù)與管理方法，綜合運(yùn)用多種防御手段，實(shí)現(xiàn)從“知防不知攻”到“知攻知防”的轉(zhuǎn)變。

1 電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)安全的現(xiàn)狀

（1）對(duì)于電力通信網(wǎng)運(yùn)行中存在的安全問題，通過現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)及管理方法的應(yīng)用，可以有效規(guī)避安全問題，并且利用打補(bǔ)丁的方式，對(duì)安全問題進(jìn)行處理，從而保證通信網(wǎng)的安全，且這樣的方式綜合效益高，成本低。（2）借助冗余保護(hù)技術(shù)來(lái)保證通信網(wǎng)的安全防護(hù)效果即預(yù)留信息承載裕量來(lái)應(yīng)對(duì)突發(fā)極端情況。這種方式能降低運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)，但初期的投資成本增大。（3）相關(guān)安全隱患問題不斷增加，主要是受到用戶激增的原因造成的。當(dāng)下，電網(wǎng)企業(yè)在通信系統(tǒng)建設(shè)期間，未能對(duì)安全防護(hù)架構(gòu)進(jìn)行明確，所以強(qiáng)化安全防護(hù)的重視程度很重要。（4）電網(wǎng)運(yùn)行期間設(shè)備不同發(fā)生的故障不同，通信網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)出現(xiàn)比較模糊的情況。所以在對(duì)故障問題進(jìn)行處理時(shí)，打補(bǔ)丁的方式是十分有效的，且是被使用最多的方式，能有效提升安全防護(hù)能力[1]。

2 電力通信網(wǎng)的安全隱患分析

2.1 管理層

電力通信網(wǎng)的建立通常滯后于電力系統(tǒng)的發(fā)展，通信網(wǎng)安全管理體系易存在缺陷，如通信網(wǎng)的安全口令不能合理設(shè)置、沒有明確的用戶權(quán)限、安全管理缺少健全的制度及電力通信網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理沒有結(jié)合數(shù)據(jù)安全防護(hù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

電力通信網(wǎng)包含不同的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)如果存在安全漏洞易受到非法入侵。黑客利用操作系統(tǒng)的漏洞會(huì)進(jìn)入通信網(wǎng)，篡改、竊取信息，對(duì)操作系統(tǒng)惡意攻擊，通信網(wǎng)會(huì)中止服務(wù)，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)癱瘓。通信網(wǎng)依據(jù)口令來(lái)對(duì)用戶的身份加以認(rèn)證和識(shí)別，而基于商業(yè)用途的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在較多的安全漏洞，伴隨著安全風(fēng)險(xiǎn)。通信網(wǎng)的信息儲(chǔ)存于系統(tǒng)文件與數(shù)據(jù)庫(kù)中，但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與運(yùn)輸都采用明文，安全防護(hù)等級(jí)受到限制，信息處理、傳輸、儲(chǔ)存存在風(fēng)險(xiǎn)。通信網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，沒有系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全防范，安全防護(hù)設(shè)施不健全，易受到外部的攻擊和入侵。

2.3 物理層

通信網(wǎng)物理層的安全問題體現(xiàn)在：通信機(jī)房缺少嚴(yán)格的管理，如自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不完善，缺少防火防盜措施；通信設(shè)備的安全防護(hù)能不足，通信設(shè)備會(huì)受到外部原因造成的破壞；微波信號(hào)存在人為因素或外部因素的干擾，電力通信網(wǎng)的安全運(yùn)行受到影響。

3 電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)安全方案防護(hù)的總體架構(gòu)

3.1 安全策略

制定安全策略需結(jié)合電力系統(tǒng)的實(shí)際。安全策略體現(xiàn)出安全管理思想，是通信網(wǎng)實(shí)施安全防護(hù)的依據(jù)。策略要明確被保護(hù)的主體，明確具體職責(zé)，提供應(yīng)對(duì)問題的解決基準(zhǔn)。策略要體現(xiàn)出普遍性，要為強(qiáng)化系統(tǒng)的安全創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。安全策略還要明確哪些是需要保護(hù)的、防范的，這些內(nèi)容是通信網(wǎng)保證風(fēng)險(xiǎn)得以控制的關(guān)鍵。安全策略通過安全服務(wù)方案得以實(shí)現(xiàn)，結(jié)合對(duì)各種數(shù)據(jù)的評(píng)估量化結(jié)果，設(shè)計(jì)適用于電力系統(tǒng)的安全解決方案；結(jié)合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的內(nèi)容以及安全產(chǎn)品對(duì)系統(tǒng)的適應(yīng)性，提出可行的安全防護(hù)方案[2]。

3.2 安全防護(hù)

安全防護(hù)要作用于路由器、交換機(jī)、工作站等設(shè)備的保護(hù)，以免通信網(wǎng)絡(luò)的硬件受到自然災(zāi)害、人為因素的影響。安全防護(hù)要考慮到數(shù)據(jù)的妥善保管，防止非法偷竊和破壞活動(dòng)，防止發(fā)生電磁泄漏。當(dāng)前主要的措施是對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射的防護(hù)和對(duì)輻射的防護(hù)。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)隔離的主要手段是設(shè)立防火墻。防火墻結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流的來(lái)源進(jìn)行限制，禁止非法網(wǎng)絡(luò)流。在通信系統(tǒng)中，還要采用軟件安全防護(hù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)防御與靜態(tài)殺毒相結(jié)合。

3.3 安全檢測(cè)

安全檢測(cè)就是要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中與安全有關(guān)的事件，如資料竊取、非法入侵、泄密行為、違規(guī)使用等。系統(tǒng)需要對(duì)情況加以真實(shí)記錄，阻斷違規(guī)行為。安全檢測(cè)要具有防銷毀和篡改的特性，要跟蹤記錄有關(guān)安全的信息，分析和報(bào)告跟蹤中得來(lái)的信息。安全檢測(cè)要考慮選擇什么信息加以跟蹤檢測(cè)。安全檢測(cè)可以用于對(duì)內(nèi)部的越權(quán)操作審計(jì)，阻止越權(quán)操作。

4 電力通信網(wǎng)安全方案的設(shè)計(jì)

4.1 網(wǎng)絡(luò)出口的安全解決方案

網(wǎng)絡(luò)出口是網(wǎng)絡(luò)安全防范的關(guān)鍵。針對(duì)電力通信網(wǎng)的出口，除了借助防火墻進(jìn)行安全控制外，生產(chǎn)控制大區(qū)的二次系統(tǒng)安全防護(hù)要在技術(shù)上系統(tǒng)性地考慮上下級(jí)各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)的縱向互聯(lián)、橫向互聯(lián)和數(shù)據(jù)通信的安全性問題，

在對(duì)網(wǎng)絡(luò)黑客和惡意代碼攻擊等安全問題進(jìn)行防御時(shí)，一般會(huì)通過安全區(qū)、專用網(wǎng)絡(luò)等劃分，實(shí)現(xiàn)多層次的防線，保證對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。

4.2 網(wǎng)絡(luò)邊界安全解決方案

網(wǎng)絡(luò)邊界要作用于災(zāi)難發(fā)生時(shí)的抑制點(diǎn)，以控制影響的擴(kuò)散。安全域要保證域邊界的安全防護(hù)。電力系統(tǒng)的邊界安全控制主要采用了防火墻和入侵防御。其中，防火墻是目前使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，其核心思想是在網(wǎng)間環(huán)境中構(gòu)造相對(duì)安全的子網(wǎng)。防火墻在網(wǎng)絡(luò)間設(shè)置了訪問控制，限制了被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞。防火墻作為隔離控制技術(shù)，可以結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)的安全策略控制信息流。

4.3 接入管理

接入管理技術(shù)圍繞著用戶身份認(rèn)證和外設(shè)合規(guī)檢查及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控展開。整個(gè)運(yùn)行機(jī)制包括“檢測(cè)-決策-執(zhí)行”三個(gè)環(huán)節(jié)。

檢測(cè)包括準(zhǔn)入前檢測(cè)和準(zhǔn)入后檢測(cè)。對(duì)外設(shè)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限進(jìn)行限制，一般需要在準(zhǔn)入前完成，認(rèn)證用戶身份，對(duì)外設(shè)是否合格進(jìn)行檢查，檢查的內(nèi)容有用戶/外設(shè)綁定與IP/MAC綁定等的安全狀態(tài)。在準(zhǔn)入后，需要對(duì)外設(shè)安全狀態(tài)及用戶的合規(guī)操作進(jìn)行周期性的檢測(cè)，確保在網(wǎng)絡(luò)訪問期間，外設(shè)不會(huì)受到影響。

針對(duì)檢測(cè)結(jié)果和管理者設(shè)置的安全規(guī)則，系統(tǒng)會(huì)對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行分析，然后提供決策，這些內(nèi)容有允許/組織訪問網(wǎng)絡(luò)等。

準(zhǔn)入控制器通過準(zhǔn)入決策的分析，可以執(zhí)行相關(guān)的工作，執(zhí)行的工作有允許與阻斷等?！皺z測(cè)-決策-執(zhí)行”是一個(gè)周期性的循環(huán)，能對(duì)外設(shè)安全狀態(tài)進(jìn)行捕獲，及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否存在安全轉(zhuǎn)態(tài)改變的問題，這樣就能確保網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的有效控制。

4.4 網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)

（1）在對(duì)訪問網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，受控實(shí)體是外設(shè)設(shè)備，一般為筆記本與臺(tái)式電腦等。外設(shè)安全狀態(tài)信息的采集是由客戶端軟件負(fù)責(zé)的，同時(shí)也對(duì)安全策略進(jìn)行檢查，與第三方安全產(chǎn)品實(shí)行聯(lián)動(dòng)，對(duì)產(chǎn)品安全進(jìn)行有效的監(jiān)管。外設(shè)數(shù)據(jù)包在沒有客戶端的情況下，是由準(zhǔn)入控制器負(fù)責(zé)獲取的，對(duì)外設(shè)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，然后對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

（2）準(zhǔn)入控制器。網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)中準(zhǔn)入控制器是策略執(zhí)行單元，也是網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。外設(shè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)訪問請(qǐng)求被準(zhǔn)入控制器接收后，服務(wù)器可以接收到相關(guān)的信息進(jìn)行檢查，并且在進(jìn)行準(zhǔn)入控制決策時(shí)，需要準(zhǔn)入服務(wù)器的幫助，對(duì)外設(shè)實(shí)施準(zhǔn)入控制，這時(shí)就可以對(duì)外設(shè)訪問網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的控制。

（3）準(zhǔn)入服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)中準(zhǔn)入服務(wù)器是策略管理單元。管理員需要將網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入策略預(yù)先設(shè)置在準(zhǔn)入服務(wù)器上；基于網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入策略與準(zhǔn)入控制器傳遞的用戶，準(zhǔn)入服務(wù)器可以對(duì)安全狀態(tài)信息進(jìn)行評(píng)估，然后對(duì)準(zhǔn)入控制進(jìn)行合理決策。

4.5 流量風(fēng)險(xiǎn)控制

流量控制技術(shù)原理是通過對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)識(shí)別其中的異常攻擊流量，在不影響正常業(yè)務(wù)的前提下，清洗掉異常流量，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的流量限流，減輕攻擊流量對(duì)服務(wù)器造成的損害，保證服務(wù)正?？捎?。整個(gè)過程可以分為流量檢測(cè)和流量清洗兩個(gè)部分。

流量檢測(cè)是檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或傳輸介質(zhì)的信息量（報(bào)文數(shù)、數(shù)據(jù)包數(shù)或字節(jié)數(shù)）。應(yīng)用不同的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不同位置的不同空間粒度及粒度下的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行采集，然后在數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的相關(guān)屬性進(jìn)行定義，然后可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行有效分析，可以得到網(wǎng)絡(luò)流量的具體構(gòu)成、分布等特征，稱為流量檢測(cè)。

流量清洗，即網(wǎng)絡(luò)層惡意流量清洗（AnTI Malicious Network Traffic），是指針對(duì)通過網(wǎng)絡(luò)層訪問業(yè)務(wù)的所有網(wǎng)絡(luò)流量，進(jìn)行惡意流量排除，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的流量當(dāng)中排除了攻擊及惡意流量。從業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，流量清洗應(yīng)涵蓋DDoS攻擊防護(hù)、CC攻擊防護(hù)、Web攻擊防護(hù)、批量機(jī)器行為防御、業(yè)務(wù)安全/風(fēng)控及網(wǎng)絡(luò)限流等防護(hù)能力。

4.6 電力通信網(wǎng)需求分析

基于信息化與網(wǎng)絡(luò)化快速發(fā)展背景，促使計(jì)算機(jī)得到進(jìn)一步普及。通信技術(shù)已經(jīng)成為民眾生活重要組成部分，為通信市場(chǎng)拓展提供良好技術(shù)支撐。然而在市場(chǎng)需求持續(xù)增加過程中，對(duì)流量輸出與企業(yè)信息等帶來(lái)更多調(diào)整，所以需要對(duì)電力發(fā)展方向以及需求等進(jìn)行充分分析。

（1）財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用。借助前沿計(jì)算機(jī)軟件，能夠促使電力信息體系更加系統(tǒng)化與自動(dòng)化，客戶辦理電子業(yè)務(wù)不需要人力即可完成，計(jì)算機(jī)借助系統(tǒng)和軟件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，可以使通信體系環(huán)節(jié)更加簡(jiǎn)化，有效促進(jìn)工作效率。

（2）計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用。該系統(tǒng)可以有效監(jiān)控電力通信中所有環(huán)節(jié)，并處理系統(tǒng)工作中收費(fèi)與流量等信息，還能夠整理、反饋處理結(jié)果，管理人員可以進(jìn)一步分析反饋結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信需求的問題。該系統(tǒng)促使傳統(tǒng)計(jì)量手段得到充分優(yōu)化，有效提高計(jì)量速率，并保證計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確性。

（3）即時(shí)通信體系應(yīng)用。該系統(tǒng)能夠按照用戶信息有效控制用戶權(quán)限，對(duì)于不同用戶等級(jí)，其享有的授權(quán)也會(huì)存在一定差異。有效提高訪問數(shù)據(jù)庫(kù)流程的保密程度，促使用戶在數(shù)據(jù)安全方面的要求得到充分滿足。同時(shí)，該系統(tǒng)可以記錄重要數(shù)據(jù)信息，避免由于數(shù)據(jù)丟失使用戶受到一定損失[3]。

5 結(jié) 論

電力通信網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)了電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展，對(duì)于管理層、網(wǎng)絡(luò)層以及物理層等方面數(shù)據(jù)安全問題。數(shù)據(jù)安全防護(hù)方案的選擇要結(jié)合電力通信存在的安全隱患，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展趨勢(shì)，積極通過網(wǎng)絡(luò)出口的安全解決方案、網(wǎng)絡(luò)邊界安全解決方案、接入管理、流量風(fēng)險(xiǎn)控制以及電力通信需求分析等手段，最大限度保證電力通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全，促進(jìn)電力行業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展。