基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的電力系統(tǒng)信息安全風險評估

◆葉 衛(wèi)

（國網(wǎng)浙江電力公司信息通信分公司 浙江 310007）

基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的電力系統(tǒng)信息安全風險評估

◆葉 衛(wèi)

（國網(wǎng)浙江電力公司信息通信分公司 浙江 310007）

隨著科技的發(fā)展，電子信息可謂無處不在，龐大的網(wǎng)絡深受各界人士的喜愛，電力系統(tǒng)也不例外，電力系統(tǒng)信息安全進行風險評估可以避免意外及不必要的損失，但評估起來比較復雜且存在許多不確定性因素，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的方式可以對不確定性因素進行模糊處理，將其量化，模糊理論與網(wǎng)絡相結合。本文對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的電力系統(tǒng)信息安全風險評估做出分析。

模糊神經(jīng)網(wǎng)絡；信息安全；風險評估

0 前言

目前我國對電力的需求是越來越大，無論是生活、商業(yè)、企業(yè)、工廠等都理不開電力設備，因此，電力系統(tǒng)就更加要保證供電質(zhì)量與穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)對信息安全采用風險評估的方式以外部硬件、網(wǎng)絡接口和配置為主，降低了風險幾率，提高了安全性能，我國早在十幾年前就建立了《信息安全管理系統(tǒng)》，其中明確規(guī)定了從建立到實施再到維護的風險評估標準，不同環(huán)境有不同方案，好安全工作是工作也是責任。

1 信息安全風險評估原理

（1）信息安全風險評估原理

信息安全風險評估其主要是從風險方面入手，使用科學的技術手段，從多方面獲取網(wǎng)絡和信息所存在的潛在風險及它的弱點，根據(jù)這些去推斷和評估將來有可能發(fā)生的危害，提前做出預防措施，并將風險程度控制到最低，從而在最大程度上保障網(wǎng)絡和信息安全。評估一般有定性和定量的方式，也有二者合一的方式，其方法主要有層次法、決策法與幾率法等。信息安全風險評估是非常復雜的，隨時可能出現(xiàn)不確定性因素，傳統(tǒng)的風險評估模式存在局限性已不能適應現(xiàn)代化社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的評估方法有很大的主管隨意性和模糊性、而且會把操作進行了復雜化，進而使自學能力降低[1]。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡擁有傳統(tǒng)方法所不存在的智能特點，好比人的大腦，可以分析和處理不確定的問題，而且有可以自己學習從而獲取知識的特點，并可妥善處理不容易解決的非線性問題。

（2）信息安全風險評估過程

通過GB／T20984-2007（1）中對風險評估的描述，我們可以把風險評估分為幾分步驟，首先對信息安全、潛在危險和其弱點進行評估，然后對其危險進行改善，對其弱點進行補救，最后，對危險的發(fā)生及時處理并做出總結。在資產(chǎn)評估方面分為識別和估價兩大類，資產(chǎn)識別主要對組織或企業(yè)的資產(chǎn)進行確定，確定這個資產(chǎn)是否屬于企業(yè)本身，是否與其它企業(yè)共同擁有，如果共同擁有，那它占的份額是多少，對其進行確定。資產(chǎn)估價就是對組織或企業(yè)所擁有的資產(chǎn)進行確定以后，再根據(jù)市場價格和資產(chǎn)的使用價值及其使用數(shù)量進行估算，給出相應的價格。潛在危險主要是指對信息資產(chǎn)可能具有危害性的分析，一般我們從這幾個方面入手，危害的源頭，危害的方式方法，危害的目的，受到危害后的損失等幾個方面，但危害不一定都是直接的也會存在一些間接性的，比如：在企業(yè)中人員較多，企業(yè)的信息資產(chǎn)有可能被泄露、篡改和刪除等現(xiàn)象，無論是有意的還是無意的，企業(yè)的資產(chǎn)受損，保密性工作做的不到位，都會對企業(yè)造成相當大的損失。弱點評估主要是指通過多種渠道去掌握和了解企業(yè)信息資產(chǎn)中的缺點和不足，這些缺點有時會使不法分子或者別有用心之人對資產(chǎn)信息進行破壞或非法買賣，只要存在缺點就會有威脅發(fā)生，但所有的系統(tǒng)又不是十分完美的，多多少少會存在一些不足之處，只有對這些不足之處，及時做出預防和改善措施，才能確保企業(yè)的資產(chǎn)信息得到更高的安全保障。風險是一種看不見摸不著的東西，是一種潛在事件，如果信息安全風險評估做的不到位就會引導某項信息的泄露，導致企業(yè)或者組織結構的生存發(fā)展受到損害。

2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡信息安全評估模型

（1）信息安全風險評估指標的模糊處理

信息安全風險評估存在復雜性與不規(guī)律性，而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡恰巧可以滿足這一復雜與不規(guī)律性，模糊系統(tǒng)通常是容易被人接受和理解的，神經(jīng)網(wǎng)絡對環(huán)境的適應力很強，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡就是兩者的結合。主要體現(xiàn)在將已有的神經(jīng)網(wǎng)絡進行模糊分類和通過現(xiàn)有的模糊理論去創(chuàng)造一個神經(jīng)網(wǎng)絡等兩種方法。一般使用較多的是第一種方法，主要有BP神經(jīng)網(wǎng)絡構成，它包括輸入層、隱含層與輸出層。信息需要進行量化處理后才可輸入，再由BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行計算，要反復計算后才能得出準確度較高的值。

（2）BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法

BP是非常人性化的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡，它包括輸入、隱含和輸出三層網(wǎng)絡，是最基本的也是目前運用非常廣泛的網(wǎng)絡之一，它的優(yōu)勢就是不怕復雜，再復雜的模式它都能夠清晰的識別，它的信號不僅可以正著走還可以反過來走，不是只能從輸入層輸入，輸出層輸出，如果輸出層的數(shù)據(jù)達不到滿意的效果，可以從輸出層輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接到信號會原路返回，不夠精確的輸入不會影響整體系統(tǒng)，在得到反復修改后，使其誤差降到最低。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法適用于復雜性較強，多元化神經(jīng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)，但它的使用必須要有梯度下降模式才可使用，假如我們設定一個網(wǎng)絡但不知道它有多少層，設它為X層，那么X層就是輸出層，第1層就是我們能看到的，可以輸入數(shù)據(jù)的，所以叫輸入層，其它層次因為看不到所以叫隱含層，那么第X層（x=1.2.……X）的神經(jīng)元個數(shù)為nx，要想把信息輸入到第x層的第y個神經(jīng)里其計算方式為wxyj(y=1.2.…….nx;j1.2.…….nx-1)，通過這種方式來學習函數(shù)的輸入和輸出，BP網(wǎng)絡非常便捷，如果輸入到一半發(fā)現(xiàn)少輸入了一些，還可以使用插值功能，直接輸進去，不需要重新輸入。

（3）模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的信息安全具體評估過程

模糊神經(jīng)網(wǎng)絡對信息安全的評估主要采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)的輸入存在模糊性，對于確定性因素BP神經(jīng)網(wǎng)絡就無法處理，但風險及大可能是不能那么確定的，如果是確定性風險我們就會及時發(fā)現(xiàn)及時處理，就會省去評估的環(huán)節(jié)，而模糊評估就是對潛在風險，存有安全隱患的風險把它找出來，可以通過資產(chǎn)信息的弱點；模糊神經(jīng)網(wǎng)絡對信息安全的評估方法；對企業(yè)需要進行風險評估的進行登記，讓專業(yè)人士對其進行風險評價評價的不同會對企業(yè)造成直接影響，所以，要對評價值進行計算，如果計算值在0和1之間，那么它就可以做為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的定量值進行輸入[3]。

3 電力系統(tǒng)風險評估體系的建立

（1）評估的主要形式

開展安全風險評估的最終目的是從社會主義公共安全的角度出發(fā)，擔當起監(jiān)管的責任和義務，把控好整個系統(tǒng)的較為薄弱的環(huán)節(jié)進行調(diào)整，從而降低風險度。所以，評估體系的建立也要從利于政府工作的角度開始思考，制定出一套科學完美的具有實際操作性的評估活動[2]。

（2）評估系統(tǒng)的主要結構

電力系統(tǒng)對信息安全進行風險評估其結構主要體現(xiàn)在，評估要以什么樣的方式進行，評估的目的及預防措施，對于評估的結果是否可以及時做出改善。評估工作的組織形式可以依照政府的有關規(guī)定；評估的目的要看其結構、技術和設備等方面對電力系統(tǒng)進行評估；評估的主要方法是采用故事樹的方法進行計算；對于評估結果，重點分析電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并提出針對薄弱環(huán)節(jié)的整改措施，以將風險降到最低。

（3）評估指標的改造原則

在確定評估的目的和對象之后就可以從技術、設備等方面入手，如果電力設備超出所能承受的范圍就會產(chǎn)生負荷，這就會直接出現(xiàn)危險，還有一些間接危險，需要不斷觀察和總結，每個地區(qū)的電力結構情況可能不盡相同，所以，要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，制定出相關指標，做好風險評估和預防措施，提高安全意識。

4 結論

綜上所述，電力系統(tǒng)對信息安全進行風險評估時，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡方法非常實用，該模糊神經(jīng)網(wǎng)絡模型以BP神經(jīng)網(wǎng)絡為主，采用的是非線性的處理方法，絕不帶有個人的主觀成分和人為因素。人工神經(jīng)網(wǎng)絡如果經(jīng)過進一步的訓練，不僅可以實時實地的對風險級別進行評估，亦可以使組織機構免受風險帶來的疾苦。

[1] 葉夏明．電力信息物理系統(tǒng)通信網(wǎng)絡性能分析及網(wǎng)絡安全評估[D]．浙江大學，2015．

[2] 張坤．基于 AHP和 BP的信息安全風險評估研究[D]．河北工程大學，2016．

[3] 王姣，范科峰，莫瑋．基于模糊集和 DS證據(jù)理論的信息安全風險評估方．