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电力系统网络安全风险及其控制措施

文档作者：左鹏文档来源：国网湖北省电力公司黄梅县供电公司		点击数：	更新时间： 2022年11月08日
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电力系统网络安全风险及其控制措施
左鹏
(国网湖北省电力公司黄梅县供电公司湖北435500)
【摘要】本文主要探讨的是电力系统网络安全的风险与其对应的防范措施。以现阶段我国电力系统网络实际发展状况
为基础，深入剖析电力工作者所要面对的各类网络安全风险问题，提出四点主要防范措施。从根本上防患于未然，减小风险
发生几率，提高我国电力系统网络安全性。
Power system net、Ⅳork securi田risk and its coIl臼．0l measures
ZuoPeng
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strict work process and山e correSponding rewards and pullisllIllem System，血ndamenta】崎to血p iIl dle bud，reduce dle risk occurrence
probabihcy，iIllprove power system network security iIl cIlina．
KeywOrds：power system；network security
中图分类号：TP393．08 文献标识码：A 文章编号：1009—6833(2014)10—121—02
0引言
随着我国经济的高速发展，人们对电力的需求越来越大，
各类行业的正常运转也更加离不开电力的供给。如今，我国电
力系统网络结构已经悄然发生着变化，从过去的相对封闭式的
结构，开始转型为开放式的结构，而电力系统的相关单位也开
始走向了开放式、企业式的建设道路。随着互联网的不断壮大，
先进的电力系统网络与外界的交流越来越密切，频繁的数据流
联通也带来了巨大的网络安全隐患。因此，建立起一个安全的
网络体系结构，提高相关工作人员的素质，制定统一的规范是
确保现代电力系统网络安全的首要条件。
1 我国电力系统网络安全的现状及潜在风险
1．1我国电力系统网络安全的现状
目前，我国正处于信息技术高速发展的时代，电力系统的
网络化在我国也有了高度的发展，其覆盖面已经扩展到地级市
及其周边乡镇。电力系统的网络化使得我国网络“高速路”更广
更宽，提高了企业效益，增强了相关工作人员的效率。但随之
而来的网络安全问题也是不容忽视的，为此，我国的网络系统
专家已经制定了一系列符合国情的防范方案，如网络实名制推
广、网络身份认证强化、防止网络攻击的软硬件开发等。但即
便如此，我国的电力系统网络安全还是存在着一定的问题，基
础设施建设的困难、管理监管制度的不统一、网络异常情况发
现不及时、预警系统和防范手段缺少等同样也制约着我国网络
信息技术的发展。
1．2我国电力系统网络安全潜在风险
我国电力系统网络安全潜在风险从原因上看可以分为人为
和非人为两类，从来源上看可以分为内部和外部两方面，其具
体内容包括以下几点：
(1)相关工作人员素质不够，安全意识不足
相关工作人员在忙于处理日常工作时，很容易忽略对网络
安全问题的学习，对公司内部或对外网络安全设置不当、不及
时都会导致系统出现漏洞。而安全意识的严重不足又使得这些
漏洞无法被及时发现，使得企业网络长期暴露于风险中，导致
关键数据丢失或被窃。
(2)内部或外部的网络攻击
恶意网络攻击是目前电力系统网络所面临的最危险的挑
战，其攻击手段众多，病毒、木马、邮件炸弹、碑欺骗等手段
层出不穷。目前人类已经经历了多次重大的大范围恶意网络攻
击，如千年虫、熊猫烧香、手机僵尸病毒等，造成了大量的系
统瘫痪，数据丢失，其损失不可用金钱来估量，也给人们留下
了深深的恐惧记忆。
2电力系统网络安全风险控制措施
随着我国信息技术的发展，越来越多的工作需要通过电力
系统网络来完成，越来越频繁的网络数据交换也向网络安全性
提出了挑战。为了防范网络运行中所带来的风险，必须制订出
～套完善的控制方案，使其能够抵御由于人为或非人为的操作
而带来的偶发状况，更需要其能够抵御外来黑客、病毒、恶意
代码等手段的个人或集团性网络攻击，有效预防因此带来的电
力瘫痪及网络崩溃现象。本文针对我国电力系统网络安全的现
状，提出如下几点安全控制措施：
2．1 构建电力系统网络安全体系框架
想要构建起一个电力系统网络安全的框架，首先需要结合
国内各行业系统网络应用情况，深入剖析我国电力系统网络安
全的现状。还需要及时跟踪、学习国外相关网络领域的使用情
况、知识技术以及风险控制手段等，再与我国实际情况相结合
制定出一套电力系统网络安全的总体框架。
在构建框架的过程中，电力系统网络安全技术是根本，也
是工作人员素质的体现，其主要包括：信息加密技术、访问控
制技术、数字签名，认证技术、漏洞查补技术、数据恢复技术、
防御技术等。在国外，这些技术已经趋于成熟，是值得我们进
行深入学习和研究的。除此之外，相关工作人员和监管人员的
安全防范意识也非常关键，制定完善严谨的工作流程，定期对
安全工作，如数据备份、密码管理、设备维护等进行检查，制
定相关奖惩制度，鼓励工作人员，使其能够将安全意识变成工
作习惯，减小风险的发生。
2．2 多层次安全防护系统的建立
控制网络安全风险不能靠单一的方法，需要建立起多层次
的安全防护系统，从各个层面对系统进行监控、维护和保障。
其主要包括以下内容：(1)安全漏洞评估系统。它是网络安全
的第一道关，主要用于网络系统漏洞的发现和修复，漏洞的减
少会直接导致风险的降低。(2)防火墙的合理配置。防火墙作
为保护系统的主要措施，其配置的合理性起着决定性的作用，
定期更换密码、检查设置以及多重防火墙设置都可以大大降低
安全风险的可能性。(3)入侵检测及病毒防御。入侵检测和病
毒防御系统是在防火墙失效后对电力系统网络进行保护的手
段，在防火墙没能够阻止入侵时，入侵检测和病毒防御系统就
会接手工作，检测侵入的攻击，并将其清除，这种所层次的防
护系统可以大大提高控制安全风险的工作效率。
2．3ⅥN(虚拟专网)技术的应用
VPN是在因特网的基础上建立起一个虚拟的网络进行通
(下转第123页)
万方数据
所以在车辆下一次向RSU发送签名请求时，请求消息中需要加
入上一次的路径签名信息，因此
M2={f2，M+l'^嚣。，{fl，M，魄。马}} (10)
那么车辆下次使用的签名就应该为
k．。=坎o％。(也)||&amp;amp;曼．。(^f，『氓．，(M：))。车辆在通信时就能从签名中获
得其他车辆的路径信息，并以此为根据进行合谋sybil攻击检测。
2车联网中的合谋攻击
无论是【2】或[3】，单一的恶意车辆都很难成功发动sybil攻
击，因为恶意车辆无法获得有效的Sybil身份。当恶意车辆拥
有足够数量的合谋者，通过获取合谋者的身份信息作为Sybil
身份，这将很大程度的提高成功发动Sybil攻击的概率。
目前所有的车辆身份认证方案都需要经由RSU将认证信
息发送给车辆。本文提出一种合谋攻击检测方案，利用RSU的
邻居关系来限制车辆之间的合谋。考虑到车辆的隐私安全问题
以及检测效率，本方案具有匿名检检测和独立检测的效果。
为了在车辆的身份信息中加入RSU之间的邻居关系属
性，系统在初始化时，TA通过收集RSU的位置信息，确定
RSU之间的邻居关系，然后根据系统中所有RSU的拓扑结
构为每个RSU提供相应的邻居矩阵，RSU在为车辆分配身
份信息时，将邻居矩阵签入身份信息中，实现车辆身份的粗
定位。每当有新的RSu加入或者被撤销，TA重新分配邻居
矩阵。
我们假设系统中已经有一个Rsu加入系统，RSU凤的邻
居矩阵为厶=向，，m2，．．．，肌。j。厶为长度为n的二进制序列，
mf对应着RSu风。在V2X通信时，通信双方通过对比身份信
息中的邻居矩阵，来判断是否为从合谋车辆获得的Sybil身份。
如果签发这两个身份信息的RSU不是邻居RSU，那么被验证
身份将被判断为Sybil身份，因为车辆不可能在短时间内行驶
较长的距离并且不经过任何其他RSu。下面列举一个S y_bil身
份检测例子：系统中有10个Rsu，其中车辆n获得的身份信
息中邻居矩阵为￡r=【l，1，0，1，0，0，O，1，0，0】，车辆
乃的为厶；【O，O，l，O，l，0，0，0，l，0】，车辆巧的为￡产
[0，1，0，1，l，0，0，0，l，0】。那么车辆乃验证乃发来的
签名时，因为厶×厶=O，所以乃认为圪为恶意车辆。乃验证
乃的签名，厶×厶=2，结果为非O，巧为合法车辆。
3分析
车辆的位置隐私是本方案主要考虑的问题之一。直接使用
RSU的位置信息，例如GPS信息，或者RSU身份信息会导致
车辆的隐私泄漏【3】。本文中利用RSU的拓扑关系，将RSU匿
名排序，来隐藏RsU的真实身份，保证车辆不会因身份信息泄
漏位置隐私。而恶意车辆希望通过记录每个RSu的位置来找出
邻居矩阵中RSU的排列顺序也是不可行的，因为邻居矩阵会随
着事件的更迭而变化。
(上接第12l页)
讯，就是以公共网络为基础，架设一个虚拟网络，对数据进行
加密传输。其可以对所要传输的数据起到一个控制的作用，使
得除有控制权外的访问者无法访问相关数据，大大增加了安全
性。不仅如此，由于Ⅵ)N的实质是虚拟网络，因此其可以节省
租用线路的费用，大大降低了企业之间数据传输的成本。目前，
大多数企业采取的是基于Layer3的IPsec方案，实现端对端的
数据传输，增加了在安全操作上的主动性。
2．4物理隔离技术的应用
目前，我国《计算机信息系统国际互联网管理规定》中明
确规定设计国家机密的计算机系统不得直接或间接与国际互联
网或者其他公共信息网络相连接，必须实行物理隔离。物理隔
离技术即是在公共网络上建立一个私人专用网络，在数据传输
上即可起到隔断系统内部与外部的作用。
3总结
电力系统网络可以有效提高工作效率，节约成本，大大提
合谋攻击的在线检测也是本文关注的问题。由于城市环境
复杂，要求Rsu的完全覆盖几乎不可能实现，而且代价太大，
因此车辆的独立检测成为检测合谋攻击的关键。本文使用的签
名方案具有匿名认证的性能，并且RSu的拓扑结构并不需要借
助RSu，通过拓扑矩阵就能得到。
4结论
本文的方案有效的填补了Sybil攻击检测方案中的合谋攻
击检测的空白，进一步加强了检测性能。并实现了合谋攻击的
独立检测，为ILsU节省了大量通信和计算开销。
参考文献：
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作者简介：
王文骏(1990_一)，男，江西景德，在读研究生，主要研究方
向：信息安全与物联网应用。
李春彦(1988一)，女，山东菏泽，在读研究生，主要研究方
向：车栽自组网中的入侵行为检测。
熊书明(197仁)，男，博士，江苏泰兴，硕士生导师，主要
研究方向：物联网感知系统演化、水下无线传感网、物联网嵌
入式开发、物联网安全等。
王良民(1977一)。男，安徽潜山。教授。博导。主要研究方
向：信息安全与物联网应用。
基金项目：国家自然科学基金(61272074)；江苏省自然科学
基金BK2011464；“智能开关行业物联网可生存关键技术研发’’
江苏省六大人才高峰计划资助项目，2012；“物联网安全与应用
技术”江苏省音蓝工程优秀中青年学术带头人，2012；“车联网
数字身份认证关键应用技术研究及测试样机开发”
(GY2013030)。
高个人或企业的利益，但其中所蕴含的风险是不容忽视的。电
子电力产业无疑是国家产业的支柱，因此，必须要对电力系统
网络安全工作提起足够的重视，构建完善的体系。制定严谨的
制度，从根本上保证电力系统网络的安全。
参考文献：
【11朱腾，朱黎．基于电力系统网络安全的风险控制田．第一届电力
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【2】李景富，田丽芳，网络教学系统平台多层次安全防护策略研究
Ⅱ】．天中学刊，2009，24(2)：67—69．
【31吴凯．电力系统计算机网络应用及系统安全浅析Ⅱ】．科技创新
导报，2009，2：33—34．
【4】杨建东，马永．浅析电力系统系统信息网络安全Ⅱ】．电脑知识与
技术，2009，5：1074—1076．
作者简介：
左鹏(1980一)，男，汉族，湖北黄梅，本科，助理工程师，
研究方向：通信自动化、信息。

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