基于突變理論電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理模型研究

包同崗，趙捷琴，祁之強

（1.國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中030600；2.華北電力大學(xué)，北京102206）

基于突變理論電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理模型研究

包同崗1，趙捷琴1，祁之強2

（1.國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中030600；2.華北電力大學(xué)，北京102206）

當代信息技術(shù)的快速發(fā)展使得電網(wǎng)企業(yè)面臨著更為錯綜復(fù)雜的信息安全威脅，信息安全風(fēng)險管理的作用也顯得更加重要。因此，結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)的特性，針對其信息安全風(fēng)險管理進行了深入的研究與分析。首先，結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)外部信息環(huán)境的特點，對信息安全的風(fēng)險進行了科學(xué)合理的歸類識別；其次，首次結(jié)合突變理論構(gòu)建信息安全風(fēng)險評估模型，并結(jié)合其風(fēng)險評估的結(jié)果設(shè)定閾值制定了風(fēng)險應(yīng)對的措施；此外，為增加電網(wǎng)企業(yè)信息安全的穩(wěn)定性和可靠性，提出了多維度和多層次的風(fēng)險防范措施；最后，通過將其方法應(yīng)用到電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理的實例驗證了該方法的有效性和合理性。

電網(wǎng)企業(yè)信息安全；風(fēng)險管理；突變理論；風(fēng)險應(yīng)對措施；風(fēng)險防范措施

0 引言

隨著當前信息技術(shù)以及全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)日新月異的更新變化，電網(wǎng)企業(yè)的信息化水平發(fā)展也不斷取得巨大的進步，但同時也使得電網(wǎng)企業(yè)面臨著更多、更復(fù)雜的信息安全風(fēng)險威脅。而電網(wǎng)企業(yè)所涉及的信息資料和數(shù)據(jù)都是關(guān)乎國計民生的重要內(nèi)容，當信息安全風(fēng)險一旦發(fā)生，將會對企業(yè)的生產(chǎn)運營、企業(yè)管理以及未來發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響[1-3]。因此，構(gòu)建一套有效的電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理模型對電網(wǎng)企業(yè)防范潛在風(fēng)險、應(yīng)對風(fēng)險發(fā)生，減少不必要的經(jīng)濟損失有著極為重要的作用。

1 突變理論

突變理論是由法國數(shù)學(xué)家托姆（Rene Thom)于1972年研究突變現(xiàn)象時產(chǎn)生的一個現(xiàn)代新興數(shù)學(xué)分支。該理論是關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)變量特征對控制變量依從關(guān)系的數(shù)學(xué)理論。它結(jié)合了奇點理論、拓撲等價、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、勢函數(shù)與剖分引理等數(shù)學(xué)理論對自然界和社會現(xiàn)象中存在的多種形態(tài)、結(jié)構(gòu)的非連續(xù)突變進行了研究，因此，該理論曾被普遍視為混沌理論的一部分[4]。

在突變理論中，突變系統(tǒng)的熱函數(shù)為f（x），它的所有臨界點集合成一平衡曲面，通過對f（x）求一階倒數(shù)，即可得平衡曲面方程。在此基礎(chǔ)上，通過二階倒函數(shù)便可以得到該平衡曲面的奇點集，即得到用來反映狀態(tài)變量與各控制變量間關(guān)系的以分解形式呈現(xiàn)的分歧方程。其中奇點的突變類型可以分為：折疊、尖點、燕尾、蝴蝶、橢圓臍，雙曲臍這7種。其中應(yīng)用較多的為前4種類型，具體突變模型及特征如表1所示[5]。

表1 突變模型及其特性

在表1中，勢函數(shù)V（x）表示突變系統(tǒng)中狀態(tài)變量和控制變量之間的關(guān)系，其中a，b，c，d為系統(tǒng)的控制變量，x表示系統(tǒng)的狀態(tài)變量，可以反映狀態(tài)變量與控制變量見分解形式的分歧集方程；歸一化方程是將系統(tǒng)內(nèi)部指標不同的質(zhì)態(tài)歸化為同一種質(zhì)態(tài)，利用其對系統(tǒng)進行遞歸運算，求出各控制變量的突變值，最終獲得表征系統(tǒng)狀態(tài)特征的總突變隸屬函數(shù)值[6]。

2 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理

結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)信息安全的特點，依據(jù)完整的風(fēng)險管理流程，本文構(gòu)建的電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理體系主要包括風(fēng)險識別、風(fēng)險評估和風(fēng)險應(yīng)對與防范措施這三部分主要內(nèi)容，為更加清晰地看出電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理模型主要方法和步驟，本文在圖1中對風(fēng)險管理模型的結(jié)構(gòu)進行了說明。

2.1 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險識別

由于當前電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)外部信息環(huán)境的復(fù)雜性，使得電網(wǎng)企業(yè)所面臨的信息安全風(fēng)險是多層次、多方面的，具體面臨的信息安全風(fēng)險威脅主要包括以下幾個方面，內(nèi)容如表2所示[7]。

表2 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險因素類型

表1是通過外部威脅和內(nèi)部隱患這兩個類別對信息安全中存在的風(fēng)險進行了識別，文獻[8]通過信息自身、信息載體和信息環(huán)境這三個類別對信息安全的風(fēng)險進行了識別。不同的識別方法具有各自識別的原理，管理專家應(yīng)結(jié)合企業(yè)實際情形，劃分類別進行識別。

2.2 電網(wǎng)信息安全風(fēng)險評估

信息安全的風(fēng)險評估模型是電網(wǎng)企業(yè)進行風(fēng)險管理的核心環(huán)節(jié)，是進行風(fēng)險應(yīng)對和建立信息安全風(fēng)險防范機制以及措施發(fā)揮作用的前提保證。構(gòu)建一套綜合、全面的風(fēng)險評估模型能夠有效的避免風(fēng)險發(fā)生或?qū)⒂绊懡档偷阶钚?。因此，針對信息安全的風(fēng)險評估，本文采用專家打分制的形式利用突變理論對風(fēng)險以群評估形式建立模型進行分析和說明。

為體現(xiàn)出企業(yè)信息安全風(fēng)險管理流程中風(fēng)險評估的作用，本文結(jié)合各個環(huán)節(jié)的關(guān)系，對其流程進行梳理，在圖2中進行了說明。

圖1 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理模型結(jié)構(gòu)圖

圖2 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理流程思路圖

2.3 風(fēng)險應(yīng)對及防范措施

電網(wǎng)企業(yè)面臨的信息安全風(fēng)險是多方面的，是動態(tài)的隨時變化的，在建立一套全面的風(fēng)險評估模型后，還需要結(jié)合建立的風(fēng)險評估模型構(gòu)建相應(yīng)的電網(wǎng)企業(yè)防范機制與應(yīng)對措施，從而進一步提高電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險控制的有效性。因此，本文針對風(fēng)險應(yīng)對和風(fēng)險防范分別從不同的方面和層級進行介紹。

2.3.1 風(fēng)險應(yīng)對

依據(jù)上述步驟得出在企業(yè)信息安全風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上，則需企業(yè)管理者根據(jù)對其的承受能力制定規(guī)避、接受、降低和分擔等相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對計劃。其中在制定風(fēng)險應(yīng)對策略時應(yīng)主要考慮可規(guī)避性、可轉(zhuǎn)移性、可緩解性、可接受性這四個影響因素。因此，本文通過設(shè)定風(fēng)險評估的閾值制定出了相應(yīng)的四種風(fēng)險應(yīng)對措施。

當電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險水平小于0.2時，整體風(fēng)險水平較低，由于很難做到零風(fēng)險的水平，因此企業(yè)可以不采取任何行動，接受風(fēng)險的風(fēng)險應(yīng)對措施；當風(fēng)險水平大于0.2且小于0.45時，企業(yè)整體風(fēng)險水平中等，則管理者可采取降低風(fēng)險的應(yīng)對措施，通過政策或內(nèi)部調(diào)整，將風(fēng)險的整體水平降到可接受的程度；當風(fēng)險水平大于0.45且小于0.6時，企業(yè)整體風(fēng)險水平偏高，則企業(yè)應(yīng)采取借鑒外界資源來分擔風(fēng)險的應(yīng)對措施；當風(fēng)險水平大于0.6時，企業(yè)整體很高，則企業(yè)管理者應(yīng)采取重新調(diào)整戰(zhàn)略或是政策來規(guī)避風(fēng)險的應(yīng)對措施。

2.3.2 風(fēng)險防范措施

針對電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險防范措施，本文分別從宏觀角度與微觀層面、部門機構(gòu)與員工個體、外部學(xué)習(xí)與內(nèi)部溝通和企業(yè)管理與信息技術(shù)這四個方面進行介紹，其框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險防范措施結(jié)構(gòu)圖

2.3.2.1 宏觀角度與微觀層面

宏觀角度：電網(wǎng)企業(yè)需要從戰(zhàn)略層面對信息安全的風(fēng)險管理與防范給予極大的重視，企業(yè)必須從大局出發(fā)認識信息安全的重要性，需要從戰(zhàn)略布局、遠景規(guī)劃、長遠發(fā)展等方面制定出應(yīng)對信息安全風(fēng)險的指導(dǎo)原則和防范意識。

微觀層面：主要是指電網(wǎng)企業(yè)防范和應(yīng)對風(fēng)險發(fā)生的具體操作行為。首先，建立健全完整的信息安全風(fēng)險管理制度，以對可知的、潛在的信息安全風(fēng)險因素有效預(yù)防，對發(fā)生的風(fēng)險進行及時控制等；其次，形成合理、科學(xué)的風(fēng)險應(yīng)對標準體系，保證風(fēng)險防范工作的規(guī)范性；此外，還需要不斷創(chuàng)建營造濃厚的電網(wǎng)企業(yè)風(fēng)險應(yīng)對文化氛圍，企業(yè)文化對于組織內(nèi)部和員工的影響才是最為深刻和長遠的，優(yōu)秀的信息安全風(fēng)險文化氛圍能夠有效提高所有員工的防范意識。

2.3.2.2 部門機構(gòu)與員工個體

部門機構(gòu)：成立專門的電網(wǎng)企業(yè)風(fēng)險管理部門，對企業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境存在的各類風(fēng)險時刻進行動態(tài)監(jiān)測，對企業(yè)的信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)庫等時刻監(jiān)視其工作行為，是否有發(fā)生信息泄露或者外界風(fēng)險入侵的威脅。對于電網(wǎng)企業(yè)的不同業(yè)務(wù)部門進行定期和不定期檢查，避免業(yè)務(wù)交流和行為活動產(chǎn)生的信息安全風(fēng)險。

員工個體：指的是組成專門的信息安全風(fēng)險管理部門的構(gòu)成人員，部門的組成人員必須包括專業(yè)IT技術(shù)人員、信息系統(tǒng)管理人員、網(wǎng)絡(luò)維護人員、病毒防護人員，同時需要引入一些相關(guān)的業(yè)務(wù)人員，提高員工構(gòu)成的綜合性和全面性。

2.3.2.3 外部學(xué)習(xí)與內(nèi)部溝通

外部學(xué)習(xí)：當前的信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)隨時都在以飛躍的速度發(fā)生著變化，同時也使得信息安全的風(fēng)險內(nèi)容不斷更新改變，電網(wǎng)企業(yè)需要不斷地學(xué)習(xí)、引入先進的信息技術(shù)設(shè)備來提高本身的信息化水平，增強應(yīng)對新型風(fēng)險的防范處理能力。組織企業(yè)的部門員工與其他優(yōu)秀的企業(yè)進行學(xué)習(xí)交流，擴展風(fēng)險處理的思維視野，形成綜合包容性的風(fēng)險應(yīng)對機制。

內(nèi)部溝通：電網(wǎng)企業(yè)的信息安全風(fēng)險管理部門和其他的業(yè)務(wù)部門需要定期、不定期地進行溝通交流，企業(yè)的高層管理者組織會議討論、專題活動、定期總結(jié)等形式及時了解企業(yè)的整體和局部信息安全風(fēng)險管理工作，發(fā)現(xiàn)存在的不足和缺陷，提高企業(yè)風(fēng)險總體應(yīng)對能力。

2.3.2.4 企業(yè)管理與信息技術(shù)

企業(yè)管理：電網(wǎng)企業(yè)對于組織的管理辦法、防范機制、組織結(jié)構(gòu)等不斷進行調(diào)整完善，使其與企業(yè)的信息安全風(fēng)險管理模型能夠有機配合，保證風(fēng)險管理模型、風(fēng)險防范機制和信息技術(shù)設(shè)備發(fā)揮風(fēng)險應(yīng)對的作用。

信息技術(shù)：從硬件設(shè)施、信息系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)層面提高電網(wǎng)企業(yè)的信息安全風(fēng)險管理效率，信息技術(shù)的風(fēng)險防范是電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險防范機制的重中之重。必須經(jīng)常對企業(yè)的信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等進行更新升級，隨時進行安全性檢查。

3 案例及結(jié)果分析

依據(jù)文獻[9]中建立的企業(yè)信息安全風(fēng)險識別體系，針對電網(wǎng)企業(yè)信息安全的風(fēng)險因素通過不同層級進行了識別，如表3所示。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險的特性，請5位專家E1，E2，E3，E4，E5通過比較各個層級下的風(fēng)險因素以打分制的形式對電網(wǎng)企業(yè)信息安全中的各個風(fēng)險因素進行評估，如表4所示。

依據(jù)表3和4中電網(wǎng)信息化安全的風(fēng)險識別和風(fēng)險評估表，即可利用突變理論對電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險進行評估，其具體步驟如下所示。

b）根據(jù)突變理論中的突變模型及相應(yīng)的歸一化公式，計算出各專家的二層指標風(fēng)險突變數(shù)值。在二層指標中，通信與操作指標的5個指標應(yīng)用棚屋模型，訪問控制的4個指標應(yīng)用蝴蝶模型，資產(chǎn)的兩個指標應(yīng)用尖點型模型。以訪問控制指標為例來計算其風(fēng)險突變值。

依據(jù)步驟a）的標準化處理和突變理論的蝴蝶模型，得出訪問控制指標的風(fēng)險突變值，如表5和表6所示。

按“大中取小”的“非互補”原則，得到5個專家的訪問控制指標的風(fēng)險突變值為：（0.654 7，0.707 1，0.614 8，0，0.721 1）。同理可計算其他二級指標的風(fēng)險突變值，如表7所示。

c）依據(jù)各專家的二層指標風(fēng)險突變值和“互補”原則，即可得出各專家電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險突變值，如表8所示。

d）由于各專家均是積累了豐富的理論知識和實戰(zhàn)經(jīng)驗，因此，將各專家的電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險值取平均作為最后風(fēng)險值，經(jīng)計算得0.445 2。

通過上述風(fēng)險評估的步驟，得出電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險為0.445 2，其整體風(fēng)險為中等水平，依據(jù)相應(yīng)風(fēng)險閾值即可采取通過政策或是內(nèi)部調(diào)整的措施來降低風(fēng)險水平，使其達到可接受的風(fēng)險水平。此外，在采取相應(yīng)風(fēng)險應(yīng)對措施的基礎(chǔ)上，電網(wǎng)企業(yè)管理者應(yīng)加強實施4種風(fēng)險防范措施，使得企業(yè)風(fēng)險始終達到穩(wěn)定較低的水平。

表3 信息安全風(fēng)險識別體系

表4 信息安全風(fēng)險評估表

表5 訪問控制指標標準化數(shù)據(jù)

表6 訪問控制各指標的突變值

表7 電網(wǎng)信息安全之間指標風(fēng)險突變值

表8 各專家電網(wǎng)信息安全的整體風(fēng)險突變值

4 總結(jié)

針對電網(wǎng)企業(yè)信息安全的風(fēng)險管理，在對電網(wǎng)企業(yè)面臨的內(nèi)外部環(huán)境中的不同風(fēng)險威脅進行了詳細歸類和說明的基礎(chǔ)上，首次利用突變理論構(gòu)建了信息安全風(fēng)險評估模型，并結(jié)合模型得出的風(fēng)險評估結(jié)果設(shè)定閾值制定了相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)對措施；此外，為更近一步保證企業(yè)信息安全的穩(wěn)定性和可靠性，提出了多維度、多層次的信息安全風(fēng)險防范措施。最后，結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)實際案例驗證了所提方法合理性和有效性。這為電網(wǎng)企業(yè)信息安全風(fēng)險管理提供了一套新的思路和解決方法。

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Research on Catastrophe-theory-based Information Security Risk M anagement M odel of Power Enterprises

BAO Tong-gang1，ZHAO Jie-qin1，QIZhi-qiang2
（1.State Grid Jinzhong Power Supp ly Com pany of SEPC，Jinzhong，Shanxi 030600，China；2.North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

The rapid development ofmodern information technology makes the grid enterprises facemore complex information security threats，thus，the role of information security riskmanagement ismore important.The information security riskmanagementhas been researched and analyzed according to the characteristic of the power enterprise in thispaper.Firstly，combined with the environment characteristics of power enterprises internally and externally,the information security risks are classified and identified scientifically and reasonably.Besides，a risk assessmentmodelof information security is constructed for the first time，and the risk reactionmeasures are worked outby applying the assessment result to set threshold value.What’smore,in order to increase the information security stability of power enterprise，multi-level and multi-dimensional risk countermeasures are proposed.Finally，the efficiency and rationality of this method are verified by applying thismethod toa powerenterprise.

information security ofpowerenterprise；riskmanagement；catastrophe theory；risk countermeasures；risk preventive measures

TP309

A

1671-0320（2014）04-0045-05

2014-03-10，

2014-05-27

包同崗（1963-），男，山西榆次人，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)工業(yè)電氣與自動化專業(yè)，高級工程師，從事信息通信工作；

趙捷琴（1960-），女，山西榆次人，1997年畢業(yè)于山西廣播電視大學(xué)檔案專業(yè)，工程師，從事科技管理工作；

祁之強（1989-），男，青海海東人，2012屆華北電力大學(xué)管理科學(xué)與工程專業(yè)在讀碩士。