電力自動化無線通信中的信息安全研究

張志佳

摘要：當代電力自動化無線通信系統(tǒng)在運行過程中，對信息安全指數(shù)提出了更高要求。為確保該系統(tǒng)的正常運轉，必須全面加強信息安全管理力度，增強電力自動化無線通信系統(tǒng)的反監(jiān)聽功能，禁止非法訪問，著重提升電網(wǎng)輸電管理能力，全面加強通信網(wǎng)絡系統(tǒng)監(jiān)控力度，抗擊無線干擾。本文將簡單介紹電力自動化無線通信系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀，系統(tǒng)論述電力自動化無線通信中的信息安全管理問題，并分層解析電力自動化無線通信中信息安全管理問題的應對措施。

關鍵詞：電力自動化;無線通信;信息安全;分析

1導言

隨著科技水平的不斷發(fā)展和進步，如今我國已基本進入網(wǎng)絡時代，幾乎所有計算機都具備網(wǎng)絡功能，而所有網(wǎng)絡設備也均以計算機為基礎。網(wǎng)絡通信是整個電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，是其朝著管理現(xiàn)代化及數(shù)字信息化方向發(fā)展的前提和基礎保障。隨著互聯(lián)網(wǎng)以及光纖通信技術的快速發(fā)展，網(wǎng)絡通信在我國各個領域的應用也越來越多。以我國電力系統(tǒng)而言，其專用通信網(wǎng)絡現(xiàn)已建設成為以光纖通信為主干網(wǎng)的通信線路，覆蓋各地區(qū)的變電站、電廠。電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡不僅能夠支持EMS、遠動、實時數(shù)據(jù)通信等業(yè)務，而且還能支持基本語音通信業(yè)務，如行政及調度電話等。當前，我國電網(wǎng)自動化系統(tǒng)現(xiàn)場局域網(wǎng)對不同電壓等級分別采用了不同類型的通信網(wǎng)絡控制，如RS485總線、CAN、互聯(lián)網(wǎng)等等。近些年，伴隨著智能開關及電子互感器的問世及其在電網(wǎng)中的應用，電力系統(tǒng)設備自動化程度不斷提高，這就使得電網(wǎng)中一次設備與二次設備的無縫集成變?yōu)榭赡堋?/p>

2無線通信網(wǎng)絡技術的優(yōu)點

隨著社會的不斷進步，目前社會各行各業(yè)對于網(wǎng)線網(wǎng)絡技術都有很大需求。其中電力公司最為迫切，他們急需要通過無線通信技術來應對突發(fā)災難的發(fā)生。和以往有線通信網(wǎng)絡相比，通過無線通信技術，電力公司可以更加極速快速，而且在不受地域、空間限制以及較為惡劣的工作環(huán)境中很好完成電力系統(tǒng)的監(jiān)控工作，為電力公司帶來較大的效率以及效益。

3電力企業(yè)構建無線通信網(wǎng)絡的選擇

電力企業(yè)在構建電力自動化的通信網(wǎng)絡時，通常會有選擇性的采用以下兩種方式：首先，構建專用的無線通信網(wǎng)絡。電力企業(yè)構建專用的無線通信網(wǎng)絡之后可以獲得針對該通信網(wǎng)絡的更多控制權限;但是，此方法也弊端，即構建專用的無線通信網(wǎng)絡需要數(shù)額較大的前期安裝費用以及投入運行后的維護管理費用。其次，以現(xiàn)有的公共通信網(wǎng)絡為基礎構建無線通信網(wǎng)絡。目前最為典型的做法便是構建公共蜂窩網(wǎng)絡。目前在許多的變電站當中已經(jīng)應用了數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡的“SMS（Short Messaging Ser-vice，短信服務）”功能，并實現(xiàn)了對變電站的遠程監(jiān)視和遠程控制。但是這種技術也有局限，即只可以用來發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)量較小的應用，如果數(shù)據(jù)數(shù)量過大，則會產生嚴重的信息遲延，所以無法滿足變電站所要求的實時控制的這種嚴格的服務質量。但是目前的數(shù)字電子技術和無限通信技術的飛速發(fā)展為無限通信技術的應用提供了技術支持，例如，混合式網(wǎng)絡體系結構則能夠滿足電力自動化所要求的實時控制的這種嚴格的服務質量。

4電力自動化無線通信系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

電力自動化無線通信系統(tǒng)主要是由無線終端、無線基站及應用管理器組成。信息時代，無線通信網(wǎng)絡技術具備無可替代的優(yōu)勢，不僅能節(jié)約電纜施工成本，而且可簡化安裝流程。但是，電力自動化無線通信系統(tǒng)很容易受電磁波的干擾，系統(tǒng)的帶寬容量與通信設備之間的距離也會受到一定限制。電力企業(yè)會采用兩種措施來優(yōu)化電力自動化無線通信系統(tǒng)，第一種方法是以現(xiàn)有公共通信網(wǎng)絡為基礎，第二種方法是架設專業(yè)無線通信網(wǎng)絡。運用這兩種方法改善電力自動化無線通信系統(tǒng)，均需要實施多重控制，并加強維護力度。近年來，電力企業(yè)在實現(xiàn)電力自動化的過程中緊密融合了智能化技術，成功組建了蜂窩網(wǎng)絡系統(tǒng)，但是由于電網(wǎng)輸電能力相對薄弱而無法滿足大增的電力需求。此外，隨著無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展，混合型無線網(wǎng)絡體系結構日益完善，從而有效提升了電力自動化無線通信的效果。

5尤線迪信網(wǎng)絡安全問題的解決策略

5.1反監(jiān)聽攻擊

為了預防以及遏制監(jiān)聽攻擊的問題，首先要避免空中信號被攔截情況的發(fā)生可以采用不易被偵測到的信號加密技術，如直接序列擴頻調制或跳頻擴頻調制的方式。在該技術的前提下，加強對重要信息的保密處理，也就是萬一空中信號被非法截取后，必須要一定的分析計算工ID等。

5.2放插入入侵

如果非法用戶采取竊聽獲取了用戶的信息，他也就可以偽裝成正規(guī)用戶，借助無線信道傳輸信息系統(tǒng)、進而掌握系統(tǒng)的指揮權。為了預防這種情況的出現(xiàn)，應采取接入控制技術。身份認證是接入控制技術的關鍵，申請者、認證者、和認證服務器三個部分組成了一個典型的接入控制系統(tǒng)。示了它們之間的關系。

5.3預防未授權信息服務

雖然用戶可以獲得合法的授權，并享受相應的信息資源的服務，并不代表就能查閱任意資源的，系統(tǒng)將分權限管理。如果用戶想要獲得訪問權限，必須要提交身份認證，并在系統(tǒng)的檢查通過的情況下，才能獲得訪問權限，該方法可以充分阻止未授權信息服務。但是結合無線通信網(wǎng)絡開放性的特點，僅僅通過檢查用戶權限，并不能全面預防未授權信息服務，必須有條件的接收用戶。接入點發(fā)射出來的無線信號會被加密，接收機沒有正確的密碼將無法正確的打開信息。

5.4移動IP安全

移動IP用戶可能會受到多種攻擊和干擾，但最主要的便是拒絕服務、竊聽等。某個破壞者嘗試阻止一個用戶的正常無線網(wǎng)絡通信，讓該用戶的信息無法傳遞，既可以成為拒絕服務。DOS主要分兩種情況：第一種是破壞者破壞用戶傳輸?shù)焦?jié)點的數(shù)據(jù)包;第二種是破壞者用大量垃圾信息包干擾用戶主機DUS攻擊經(jīng)常發(fā)生在破壞者利用假注冊對特定移動節(jié)點的破壞上，這種情況會引起合法用戶的移動節(jié)點無法傳輸，甚至合法用戶傳向移動節(jié)點的數(shù)據(jù)包被破壞者截取。破壞者竊移動節(jié)點與家鄉(xiāng)代理之間的信息交換稱為被動監(jiān)聽。破壞者可能通過物理終端接口進入網(wǎng)絡。在這個共用的網(wǎng)絡環(huán)境下，合法用戶的信息都可能暴露在破壞者的監(jiān)聽下。竊聽者同無線信號設備接收信息，因此將變得無跡可尋。所以這種竊聽防不勝防，最合理的辦法便是采用點對點加密技術破壞者的主動行為主要變現(xiàn)為插入攻擊，通過竊聽移動節(jié)點與家鄉(xiāng)代理之間的信息交流經(jīng)過，阻止以及中斷移動節(jié)點的通信并且插入和家鄉(xiāng)代理的傳輸過程。

5.5無線干擾

根據(jù)相關的數(shù)據(jù)顯示，無線干擾問題不僅發(fā)生次數(shù)較多，而且可以造成很大的破壞。一旦破壞者采用發(fā)射較大功率的相近信號破壞無線信道的正常運行，這種攻擊一般是故意而為的。對于此問題的應對方法，不僅可以通過無線電管理及時查找干擾源、排除干擾源的方法，來解決無線干擾以外，還可以采取應用載波檢測一跳頻通信技術。通過發(fā)射機對信道載波使用情況進行實時的監(jiān)測與判定，一旦出現(xiàn)頻道被非法占用的情況，立即變換通信所用的頻道。跳頻通信不僅可以通過隨機的方式更換頻道，也可以改變圖形運行，結合糾錯編碼，能夠阻止一定條件下的惡意破壞。

6結論

結合以上情況，我們不難發(fā)現(xiàn)，電力自動化下無線通信中的信息安全思路構建的核心和關鍵，便是加密技術的運用。解決無線通信安全問題的很多技術，都有賴于技術的支撐和運用。而且無線通信有其固有的特點，因此加密技術也需要符合其特殊要求。所以我們應當一切從實際出發(fā)，既保證無線通信的質量，又必須提高其安全強度，構建新形勢下無線通信安全的更高標準。

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