智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵技術與應用

冼志生

摘要：近年來隨著電力行業(yè)的發(fā)展進步，智能電網(wǎng)在電力企業(yè)與用電用戶之間的交流中起到了重要作用，不僅使得溝通方式有所創(chuàng)新，并且溝通效率大大提升，真正實現(xiàn)了智能化的服務、信息化的交流。盡管智能電網(wǎng)在應用后有利于電力企業(yè)工作效率的提升以及電力系統(tǒng)的平穩(wěn)正常運行，但是在應用過程中仍然存在著網(wǎng)絡安全問題，導致無論是電力企業(yè)還是電力用戶在溝通中都存在著一定的風險性。本文以此為基礎，對智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵技術進行深入探討并就應用情況進行分析研究。

關鍵詞：智能電網(wǎng);網(wǎng)絡安全;關鍵技術;應用

一、智能電網(wǎng)中的網(wǎng)絡安全概述

（一）智能電網(wǎng)介紹

智能電網(wǎng)是指應用現(xiàn)代化網(wǎng)絡技術與傳感器技術、智能控制技術等多樣化先進智能技術共同形成技術基礎，從而使得原始專用電網(wǎng)可以實現(xiàn)信息化，極大程度提高專用電網(wǎng)的智能程度?？偠灾?，在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎上智能電網(wǎng)加以改進，形成雙向互動信息網(wǎng)。

（二）智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)

智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)就結構而言可分為三個主要部分，分別為基礎設施、應用體系與支撐平臺。基礎設施是指智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)內的硬件基礎設施，例如測量設備;應用體系是指智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的實體應用，較為具體，例如智能監(jiān)測與智能調度;支撐平臺是指職能電網(wǎng)系統(tǒng)整體的軟件架構，包括系統(tǒng)內部的存儲與傳感測量等。

（三）智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全需求分析

通過具體應用可知，在智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全需求分析可包括三個主要方面，分別為通信安全、數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)安全。下面就這三個主要方面進行安全需求詳細分析。

第一，由于在智能電網(wǎng)中的通信設備大部分是以嵌入式的模式導入到系統(tǒng)中的，因此在系統(tǒng)中所占據(jù)的內存相對較小，傳輸過程中速度相對較慢。但是由于智能電網(wǎng)系統(tǒng)所要求的數(shù)據(jù)傳輸時間相對較快，因此在進行智能電網(wǎng)通信設計的過程中，不僅要考慮到所使用設備的最高計算能力，也要就系統(tǒng)要求的響應時間進行考量。

第二，通過對智能電網(wǎng)的分析，可知其具有一定程度的特殊性，在通信系統(tǒng)的優(yōu)先等級方面可用性最高，完整性排為第二，而機密性則排名第三，這與常規(guī)的軟件信息系統(tǒng)是有顯著性差異的?？偠灾?，在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中系統(tǒng)的運行情況與完整性情況更受重視。也就是說在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，如果想要實現(xiàn)通信與溝通，那么必須以系統(tǒng)可用性作為最大的基礎前提，如果系統(tǒng)或者相關設備顯示不能正常運行或者處于不能正常控制的狀態(tài)，那么會導致智能電網(wǎng)系統(tǒng)不能正常運行，從而帶來較為不可預計的后果。除此之外，智能電網(wǎng)還要求系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)必須具有完整性，不僅要避免被違規(guī)改動，同時也要被避免錯誤指令的執(zhí)行。而機密性則要求在訪問智能電網(wǎng)中的所有數(shù)據(jù)時，必須首先經(jīng)過授權。

第三，在智能電網(wǎng)中，數(shù)據(jù)安全主要包含數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)來源兩類。數(shù)據(jù)傳輸安全主要是指在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)都應為加密狀態(tài)，在一定時間范圍內屬于機密;數(shù)據(jù)來源安全是指在智能電腦系統(tǒng)中進入的所有設備，必須經(jīng)過合理合規(guī)的認證，以此避免惡意介入所產生虛假數(shù)據(jù)。

二、智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵技術

（一）智能電網(wǎng)通信協(xié)議邏輯結構

通過相關調查可知，目前我國大部分智能電網(wǎng)中所應用的通信協(xié)議為工業(yè)控制系統(tǒng)通信協(xié)議Modbus，本文以此為例，詳細分析智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵技術。

（二）智能電網(wǎng)通信協(xié)議安全問題分析

盡管工業(yè)控制系統(tǒng)通信協(xié)議Modbus協(xié)議目前的應用較為廣泛，在工業(yè)控制系統(tǒng)中發(fā)揮了有效作用，但是該協(xié)議本身存在著一定的安全問題。第一，該協(xié)議本身在設計過程中存在著一定程度的安全問題;第二，應用后數(shù)據(jù)的安全性有待提高;第三，ModbusTCP的安全性差。

（三）智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵技術

在目前的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，主要運用的網(wǎng)絡安全關鍵技術，根據(jù)不同的環(huán)節(jié)可分為：信息傳輸通信關鍵技術、信息采集過程關鍵技術、信息處理階段的關鍵技術。

信息傳輸通信關鍵技術是智能電網(wǎng)能否正常運行的關鍵部分，智能電網(wǎng)如果正常運行，那么必須將數(shù)據(jù)完整的傳輸值對應的客戶端。

信息采集過程中關鍵技術應用主要是無線傳感器網(wǎng)絡安全技術與射頻識別安全技術。前者是指通過設置主密鑰對不同的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，以信任中心為媒介收取傳感器所收集和整理的數(shù)據(jù)，從而保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)中不同節(jié)點的信息采集的安全性。后者計數(shù)的運算效率相對較高，同時也提出了更高的信息采集要求，目前該項技術中認證方式最有效的方法為HB協(xié)議。

信息處理階段的關鍵技術可以解決智能電腦系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全問題與備份安全問題。通過相關調查可知智能電網(wǎng)系統(tǒng)中所使用的存儲方式為云存儲，因此必須就數(shù)據(jù)信息的儲存安全問題進行把控。具體而言，在安全保障過程中，必須對用戶的信息讀取權限加以管理，設定對應的角色授權機制，對來訪者的信息加以收集。由此可以對訪問權限進行合理管理與控制，防止外來人員隨意下載系統(tǒng)中的信息，做到提高信息儲存的安全性，保證信息處理的有效性穩(wěn)步提升。

三、智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵性技術應用建議

本文以上述為基礎對智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全的關鍵性技術應用提出對應建議，主要為以下兩個方面：

第一，加強對智能電網(wǎng)中不同環(huán)節(jié)的信息安全管理。通過相關調查可知，目前智能電網(wǎng)系統(tǒng)中信息安全管理措施尚不完善，缺乏系統(tǒng)性與全面性，因此在應用相關技術時會存在多樣化的信息安全隱患。因此必須不斷優(yōu)化與升級智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的各項設備，保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，無論是數(shù)據(jù)還是信息都可以正常運輸與傳遞。除此之外，在信息安全管理的過程中，可以利用多樣化的技術手段形成綜合技術支撐，還要定期對電網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全性進行檢測，在檢測過程中要通過反復測試確保安全性符合相關要求標準。

第二，要創(chuàng)新目前的信息安全技術手段。通過相關調查可知目前智能電網(wǎng)系統(tǒng)中所應用的網(wǎng)絡安全關鍵性技術較為單一，在管理過程中效率不高，因此作為電力企業(yè)，必須加強對智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全關鍵性技術的提升與開發(fā)，不斷創(chuàng)新與改進。例如，在提高信息安全性的過程中可以建立信息安全日志、重視安全審計工作。

結束語

綜上所述，電力行業(yè)近些年來得到快速發(fā)展，電力資源不僅與我們的生活還與我們的生產密切相關，可以說電力資源是我們的生活必需品。因此為了確保電網(wǎng)運行安全，降低電網(wǎng)在運行過程中發(fā)生故障的可能性，必須加深智能電網(wǎng)中網(wǎng)絡安全關鍵技術的相關研究，并且就應用現(xiàn)狀進行深入分析，從而促進電網(wǎng)可以平穩(wěn)運行。除此之外，對網(wǎng)絡安全技術深入研究還可以促進電力企業(yè)與用電用戶之間的通信，促進電力企業(yè)為用戶提供更好的服務，滿足不同的多樣化電力需求。

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