電力通信網(wǎng)的信息安全技術(shù)探討

一、引言

隨著社會的不斷發(fā)展，電力能源需求日漸增長。電力通信網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中至關(guān)重要的數(shù)據(jù)通信和信息交換平臺，肩負著數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)闹厝?，是保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的核心要素。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電力通信網(wǎng)所承受的運行壓力日益加劇，其中，信息安全問題尤為顯著。電力通信網(wǎng)具備一定的復雜性和開放性，使其面臨的安全威脅眾多，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性帶來了直接影響，甚至有造成電力中斷的可能。在這樣的形勢下，就電力通信網(wǎng)的信息安全技術(shù)進行探討是非常有必要的，這將有助于幫助構(gòu)建更加安全、穩(wěn)定的電力通信環(huán)境。

二、電力通信網(wǎng)及其信息安全技術(shù)的基本概述

電力通信網(wǎng)是專門為電力系統(tǒng)設計的專用通信網(wǎng)絡，負責電力生產(chǎn)、傳輸、消費等環(huán)節(jié)的信息傳遞與數(shù)據(jù)交換。電力通信網(wǎng)的組成包括通信設備、傳輸介質(zhì)以及用以處理信息的業(yè)務平臺?；陔娏νㄐ啪W(wǎng)，電力系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)對電力的調(diào)度、管理等一系列功能，可以說電力通信網(wǎng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

隨著科技的不斷進步和市場需求的增加，電力通信網(wǎng)經(jīng)歷了快速發(fā)展時期，已經(jīng)實現(xiàn)了對通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等技術(shù)的整合，提高了電力通信網(wǎng)絡的數(shù)字化和智能化水平。但網(wǎng)絡攻擊手段的多樣化和復雜化，加之基礎(chǔ)設施的脆弱性等因素，使電力信息網(wǎng)所面臨的信息安全威脅也日漸提升，在其運轉(zhuǎn)過程中極易受到網(wǎng)絡黑客的攻擊，面臨電力數(shù)據(jù)泄漏風險，故而需要通過信息安全技術(shù)來保證電力通信網(wǎng)運行的安全性與可靠性。

信息安全技術(shù)在保證電力通信網(wǎng)的系統(tǒng)安全方面占據(jù)著非常核心的地位，其作用不可小覿。通過部署先進的信息安全技術(shù)，可以構(gòu)建起堅固的信息安全防線，有效抵御黑客攻擊和病毒感染等，在面臨網(wǎng)絡威脅的情況下，進行防范與攔截，避免對電力通信網(wǎng)的信息安全帶來不利影響。另外，信息安全技術(shù)的應用對于保障信息安全有著直接作用，通過高強度的加密算法，可以實現(xiàn)對電力通信網(wǎng)中的敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵信息的保護，確保數(shù)據(jù)在傳輸及通信過程中的安全性，形成可靠的信息安全屏障。

三、電力通信網(wǎng)所面臨的信息安全威脅

電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)和設備之間進行數(shù)據(jù)交換和控制的重要基礎(chǔ)設施。隨著電力通信網(wǎng)的不斷發(fā)展，其所面臨的信息安全威脅也越來越多，主要包括以下幾個方面。

（一）網(wǎng)絡攻擊

網(wǎng)絡攻擊是電力通信網(wǎng)面臨的一大威脅，主要分為拒絕服務攻擊和入侵攻擊兩類。前者通過大量流量或請求使電力通信網(wǎng)的服務陷于癱瘓，關(guān)鍵通信無法進行，影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)；后者則是攻擊者利用網(wǎng)絡或結(jié)構(gòu)上的漏洞，進入電力通信系統(tǒng)，非法獲取控制權(quán)，影響電力通信系統(tǒng)的正常運行。

（二）數(shù)據(jù)竊取

電力通信網(wǎng)在實際運行中面臨著數(shù)據(jù)竊取的風險，攻擊者通過惡意軟件或其他手段，獲取電力通信網(wǎng)中的敏感數(shù)據(jù)，如電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)、用戶信息、計費數(shù)據(jù)等。同時，在數(shù)據(jù)非法竊取中，通常還伴隨著篡改行為，即對電力通信網(wǎng)中的有關(guān)數(shù)據(jù)進行擅自篡改，這可能會導致電力系統(tǒng)的錯誤決策，如錯誤的用電調(diào)度等，影響電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。

（三）惡意軟件

惡意軟件的主要威脅源自病毒及蠕蟲程序的潛入，它們通過電力通信設備或系統(tǒng)的漏洞，悄無聲息地侵入電力通信網(wǎng)，造成感染并引發(fā)系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)損壞或信息泄露，影響正常的電力系統(tǒng)的監(jiān)控與保護。此外，還存在部分間諜軟件，在電力通信網(wǎng)內(nèi)部隱蔽運行，旨在獲取敏感信息，監(jiān)控系統(tǒng)活動，對系統(tǒng)運行形成干擾。

（四）社會工程學攻擊

社會工程學攻擊并不直接依賴于技術(shù)上的漏洞，而是通過操縱或模仿人際行為等方式，來達成攻擊目的。社會工程學攻擊并不直接依賴于技術(shù)上的漏洞，而是通過操縱或模仿人際行為等方式，例如偽裝、誘導、利用信任關(guān)系和人性弱點，來達成攻擊自的。如通過偽裝身份，假扮技術(shù)人員騙取系統(tǒng)信任，來入侵或竊取電力通信網(wǎng)中的敏感信息?；蛘呤峭ㄟ^偽造的電子郵件或網(wǎng)站，誘騙員工輸入登錄憑據(jù)，進而訪問電力通信系統(tǒng)。

四、電力通信網(wǎng)中的信息安全技術(shù)應用

（一）信息加密技術(shù)

信息加密技術(shù)是電力通信網(wǎng)的一項重要信息安全技術(shù)，是確保信息安全、保護敏感數(shù)據(jù)并維護系統(tǒng)完整的關(guān)鍵所在。加密技術(shù)憑借精密的算法和策略，能夠有效保障敏感數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全，防止其被非法竊取和篡改。加密技術(shù)根據(jù)技術(shù)類型的不同，通常分為對稱加密和非對稱加密兩種類型。對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，其加密與處理速度比較快，適用對大量數(shù)據(jù)進行處理。其常見的算法包括AES（高級加密標準）、DES（數(shù)據(jù)加密標準）等，常被用以對電表數(shù)據(jù)、用戶信息實施加密，確保傳輸過程中數(shù)據(jù)不被篡改。非對稱加密則使用一對密鑰，即公鑰和私鑰，公鑰用以加密，私鑰則用以解密，提高了密鑰管理的安全性。其常見算法包括RSA（RSA算法）、ECC（橢圓曲線加密），常被用于數(shù)字簽名、身份驗證等方面，用以對設備或身份實施驗證，確保合法接入電力通信網(wǎng)絡。此外，電力通信網(wǎng)中還存在哈希函數(shù)加密的方式，將任意長度的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固定長度的哈希值，具有單向性和抗碰撞性，通常用以對數(shù)據(jù)完整性進行驗證。其常見算法包括MD5、SHA-256等，用于確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有被篡改，常被用于電力設備控制命令的哈希處理方面，驗證信息的完整性[3]。

（二）防火墻技術(shù)

在電力通信網(wǎng)中，防火墻技術(shù)是保護網(wǎng)絡安全、阻止未經(jīng)授權(quán)訪問行為以及惡意攻擊的重要手段。防火墻在電力通信網(wǎng)絡中，通常處于網(wǎng)絡的邊界，負責對進入和離開網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量進行過濾。其通過定義好的規(guī)則，阻止不必要、不可信的流量，確保只有可信、必要的流量進出網(wǎng)絡，從而阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問行為，確保電力數(shù)據(jù)的完整性。防火墻提供基于角色和策略的訪問控制，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶和設備訪問特定資源，如防火墻可應用于電力通信網(wǎng)絡邊界保護，通過設定好的規(guī)則和策略，有效攔截不受信任的IP地址訪問，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶和設備接入。防火墻在攻擊防御方面也有著極為重要的作用，能夠檢測并阻止各種形式的網(wǎng)絡攻擊，例如DDoS攻擊、人侵嘗試、惡意軟件傳播等，及時發(fā)現(xiàn)并應對潛在威脅。這只需要預先配置防火墻規(guī)則，系統(tǒng)便能自動篩查異常流量，有效抵御潛在的分布式拒絕服務攻擊。防火墻通常還支持VPN虛擬網(wǎng)絡的接入，允許用戶通過安全通道遠程訪問電力通信網(wǎng)，這對于電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)控與管理而言，極為重要。此外，防火墻還會對網(wǎng)絡流量和安全事件日志進行記錄。這些日志能夠服務于安全審計、問題追蹤等多個環(huán)節(jié)，有效識別異常訪問行為，從而確保滿足行業(yè)要求。

（三）入侵檢測技術(shù)

在電力通信網(wǎng)中，人侵檢測技術(shù)是確保網(wǎng)絡安全的重要組成部分，其通過監(jiān)控和分析網(wǎng)絡流量和系統(tǒng)活動及用戶行為，及時發(fā)現(xiàn)并響應潛在的安全威脅和入侵行為。入侵檢測技術(shù)對于防止黑客攻擊、惡意軟件等有著非常重要的作用。根據(jù)人侵方式的不同，可以將其分為網(wǎng)絡入侵檢測系統(tǒng)和主機人侵檢測系統(tǒng)。前者位于網(wǎng)絡邊界，檢測和分析通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，以識別潛在的惡意活動；后者則安裝在單個主機和設備上，監(jiān)控系統(tǒng)日志、文件完整性和用戶行為，以檢測異常行為[4]。入侵檢測技術(shù)包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、告警與響應幾部分組成，主要流程為：通過網(wǎng)絡流量分析、日志監(jiān)控等方式收集數(shù)據(jù)，運用算法和工具對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，識別潛在的安全事件；一旦檢測到入侵行為，系統(tǒng)會立即生成告警，并根據(jù)預設的響應策略迅速采取攻擊阻斷、隔離設備等措施，以確保電力通信網(wǎng)的安全。在電力通信網(wǎng)中，入侵檢測技術(shù)通常與其他信息安全技術(shù)協(xié)同作用，強化整體安全防線。例如，與防火墻聯(lián)手，有效阻擋攜帶潛在風險的流量；與漏洞掃描工具結(jié)合，及時發(fā)現(xiàn)并修補系統(tǒng)漏洞，從而預防潛在攻擊。

（四）身份認證和授權(quán)技術(shù)

在電力通信的信息安全技術(shù)中，身份認證和授權(quán)技術(shù)極為重要。這些技術(shù)確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶和設備，才能訪問電力通信網(wǎng)中的資源，從而保護敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設施的安全。當前，電力通信網(wǎng)中常用的身份認證技術(shù)包括基于密碼的認證、基于證書的認證以及生物特征識別技術(shù)認證。其中，基于密碼的認證是應用最為普及，用戶需憑借唯一用戶名和匹配密碼登錄系統(tǒng)。盡管認證流程簡單，但其安全性相對較低，容易受到暴力破解及釣魚攻擊威脅，導致密碼泄露。為此，通常結(jié)合硬件令牌、驗證碼等技術(shù)手段，進一步提升安全性?；谧C書的認證即采用數(shù)字證書進行身份驗證，通常使用公共基礎(chǔ)設施，在認證過程中使用公鑰和私鑰進行簽名和認證，確保通信數(shù)據(jù)的完整性和真實性，被廣泛應用在設備間的通信及VPN連接中?；谏锾卣髯R別的認證技術(shù)則主要是通過鑒別用戶的生理特征來驗證用戶身份，如虹膜識別、指紋識別等，主要得益于生物特征的唯一性和不可復制性，能夠極大提高信息技術(shù)的安全性。然而，由于技術(shù)成熟度等因素的制約，實際應用中經(jīng)常遇到識別失敗的情況，因此，需要結(jié)合其他驗證手段共同使用，以增強整體安全性。

授權(quán)技術(shù)則是確定經(jīng)過身份認證的用戶或設備可以訪問哪些資源，或者是執(zhí)行哪些允許的操作。常用的授權(quán)方法根據(jù)授權(quán)基礎(chǔ)的不同，可以將其分為基于角色、基于屬性、基于策略三種類型?；诮巧脑L問控制通過為用戶分配特定角色來管理訪問權(quán)限，每個角色對應不同的權(quán)限集，用戶根據(jù)其角色獲取相應授權(quán)，這種授權(quán)方式管理便捷且易于擴展，因此在大型電力通信網(wǎng)中得到了廣泛應用；基于屬性的訪問控制根據(jù)用戶、資源屬性進行靈活訪問，提供細粒度的訪問控制機制，適合用戶復雜的訪問權(quán)限需求；基于策略的訪問控制則是通過制定好的安全策略，動態(tài)決定用戶對資源的訪問權(quán)限，適合電力通信網(wǎng)特定場景下，需要結(jié)合多種因素進行綜合控制的訪問需求。授權(quán)技術(shù)與身份認證通常緊密結(jié)合，構(gòu)成一個系統(tǒng)性的整體。在成功完成身份認證后，系統(tǒng)會立即執(zhí)行授權(quán)檢查，以核實用戶是否具備訪問所請求資源的權(quán)限。

（五）信息安全備份技術(shù)

隨著電力通信網(wǎng)的日漸復雜和數(shù)據(jù)量的持續(xù)增加，確保數(shù)據(jù)的完整性和可用性變得愈發(fā)重要。安全備份能夠有效防止數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)故障、自然災害或網(wǎng)絡攻擊等因素所造成的服務中斷和經(jīng)濟損失。安全備份指的是對通信網(wǎng)絡中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)或系統(tǒng)進行復制并妥善存儲，一旦數(shù)據(jù)丟失，即可利用備份迅速恢復業(yè)務操作，確保運營的連續(xù)性。安全備份根據(jù)需求及場景的不同，可以選擇全量備份、增量備份、差異備份、實時備份等方式。全量備份涉及對所有數(shù)據(jù)的完整復制，確保了數(shù)據(jù)的全面性，但相應地，它占用的存儲空間較大，且備份過程耗時較長；增量備份只備份上次備份以來發(fā)生變更的數(shù)據(jù)，可以節(jié)省存儲空間和備份時間；差異備份只對上次全量備份以來發(fā)生變更的數(shù)據(jù)，兼具全量備份和增量備份的優(yōu)點，恢復速度較快；實時備份是對所生成的數(shù)據(jù)進行即時備份，通常用于對數(shù)據(jù)安全性和可用性要求極高的場景。電力通信網(wǎng)應根據(jù)實際允許管理的需求，制訂詳細的備份計劃，包括備份頻率、備份窗口、保留策略等，確保在業(yè)務運行不受影響的情況下完成安全備份。并定期對恢復過程進行測試，從備份中恢復數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的過程，以確保在需要時能夠快速有效恢復數(shù)據(jù)。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴大，電力通信網(wǎng)所面臨的網(wǎng)絡環(huán)境也日漸復雜，網(wǎng)絡病毒、黑客攻擊等安全問題的存在，為電力通信網(wǎng)的安全帶來極大威脅，保障電力通信網(wǎng)的安全已經(jīng)成為一項迫在眉睫的任務。信息安全技術(shù)不僅要涵蓋數(shù)據(jù)加密、身份認證、安全備份等多個方面的措施，還要不斷優(yōu)化和升級，以應對未來可能存在的信息安全威脅。

作者單位：肖飛中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司

參考文獻

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