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智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換研究

文檔作者：汪晨，鄧松，張濤，林為民，馬媛媛，時堅，李偉偉文檔來源：中國電力科學(xué)研究院信息通信研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年02月13日
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現(xiàn)代電子技術(shù)
Modern Electronics Technique 2014年1月1日
第37卷第1期Jan. 2014
Vol. 37 No. 1
0 引言
智能電網(wǎng)提出以來，還沒有統(tǒng)一定義，但各種不同
定義的智能電網(wǎng)[1?6]的基本思想?yún)s很相似：將電力網(wǎng)與信
息網(wǎng)相結(jié)合，經(jīng)信息化將電能的生產(chǎn)、傳輸、分配與使用
環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起，從而使得電網(wǎng)具備堅強(qiáng)、自愈、兼
容、經(jīng)濟(jì)、集成和優(yōu)化等功能，通過智能化的控制實(shí)現(xiàn)實(shí)
時、高效、安全、靈活、自動化、友好、清潔環(huán)保的新型智
能電力系統(tǒng)。
隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，在保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行
過程中，信息安全的重要性越發(fā)的突顯出來[7?13]。文獻(xiàn)[7?9]
從電力與信息結(jié)合的二元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析了智能電網(wǎng)下
的電力信息安全現(xiàn)狀，以及信息安全對電力系統(tǒng)生存的
重要性影響。文獻(xiàn)[10?13]描述信息網(wǎng)絡(luò)的安全隱患以
及在惡意攻擊條件下，信息網(wǎng)絡(luò)的不安全影響到電力網(wǎng)
絡(luò)的不穩(wěn)定，甚至可能造成大范圍的連鎖停電事故。
智能電網(wǎng)實(shí)踐的深入，電力企業(yè)和電力用戶的信息
交互越來越頻繁。由于電力網(wǎng)絡(luò)與用戶使用的Internet
網(wǎng)絡(luò)存在差別，數(shù)據(jù)傳輸過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的隔離交換
是必要的。目前，對數(shù)據(jù)交換問題的研究非?；钴S。業(yè)
界許多著名企業(yè)的研究中心將數(shù)據(jù)交換作為主要研究
內(nèi)容，如IBM，微軟，Sybase等。國內(nèi)也有不少的機(jī)構(gòu)在
從事數(shù)據(jù)交換方面的研究，如武漢大學(xué)的XML 在信息
交換中的應(yīng)用[14]，清華大學(xué)在基于XML的數(shù)據(jù)交換平臺
的研究[15]，華中科技大學(xué)通過XML在電力系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)
交換[16]，復(fù)旦大學(xué)基于XML 的電子數(shù)據(jù)交換研究[17]，東
南大學(xué)基于XML數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)研究[18]。他們主要關(guān)注
數(shù)據(jù)交換的效率，而數(shù)據(jù)交換的安全考慮不足。在現(xiàn)有
的數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)上，國際研究表明網(wǎng)絡(luò)安全正朝著網(wǎng)絡(luò)
可信方向發(fā)展，未來網(wǎng)絡(luò)安全是增加行為可信的可信網(wǎng)
智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換研究
汪晨，鄧松，張濤，林為民，馬媛媛，時堅，李偉偉
（中國電力科學(xué)研究院信息通信研究所，江蘇南京211100）
摘要：隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力信息網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，為了解決電力信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下各信息孤島之間、電力企業(yè)與
電力用戶之間數(shù)據(jù)交換和共享的安全，提出智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換：在客戶端，記錄數(shù)據(jù)的基本屬性及
用戶操作；通過統(tǒng)一的安全交換協(xié)議進(jìn)行信息傳輸；在服務(wù)端，依據(jù)數(shù)據(jù)屬性和用戶操作通過配置策略過濾數(shù)據(jù)，使用關(guān)聯(lián)
分析分析用戶異常行為，并采用用戶行為可信技術(shù)對用戶行為進(jìn)行可信檢查。通過分析，用戶行為可信數(shù)據(jù)交換能夠在異
構(gòu)環(huán)境下從數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)安全和用戶行為可信三方面確保數(shù)據(jù)的安全交換。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；數(shù)據(jù)交換；行為可信；交換協(xié)議；關(guān)聯(lián)分析
中圖分類號：TN915.853?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004?373X（2014）01?0075?05
Research on creditable data security exchange of user behavior in smart grid
WANG Chen，DENG Song，ZHANG Tao，LIN Wei?min，MA Yuan?yuan，SHI Jian，LI Wei?wei
（Institute of Information and Communication，China Electric Power Research Institute，Nanjing 211100，China）
Abstract：With the construction of the smart grid，the power information network became more and more complex，in order
to solve the security problem in data exchanging and sharing among various information islands，power enterprises and power
consumers in electric power information network environment，creditable data security exchange of user behavior in smart grid is
proposed. In client?side the basic properties and user actions are recorded，and the information is transmitted via a unified secure
exchange protocol；in server?side the data is filtered by configuring policies based on the data attributes and operations，the abnormal
behavior of users is analyzed through relational analysis，and user behavior user is tested by behavior trusted technology.
Through analysis，it is proved that user behavior creditable data exchange can ensure the security of data exchange in three
aspects of data transmission，data security and user behavior creditable in heterogeneous environments.
Keywords：smart grid；data exchange；behavior creditable；exchange protocol；association analysis
收稿日期：2013?10?08
基金項目：國家電網(wǎng)公司科技攻關(guān)團(tuán)隊項目（SG11034）
75
現(xiàn)代電子技術(shù)2014年第37卷
絡(luò)[19]?？尚啪W(wǎng)絡(luò)包括服務(wù)提供者的可信、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸
的可信和終端用戶的可信[20?21]。通過研究用戶的行為信
任，不僅可以減少或避免與惡意用戶交往，而且因為服
務(wù)提供者與用戶之間建立了互信，從而提高了它們合作
完成任務(wù)的可能性，降低了因不信任帶來的監(jiān)控和防范
等額外開銷。
在數(shù)據(jù)交換基本之上，研究用戶行為可信的數(shù)據(jù)安
全交換：依據(jù)記錄數(shù)據(jù)屬性，通過策略對數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行
匹配而達(dá)到對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾的目的；引入用戶行為可信
與關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，研究可信的數(shù)據(jù)安全交換。數(shù)據(jù)安全
交換在數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)上，不僅能提高數(shù)據(jù)交換效率，
改善決策和投資環(huán)境，增加效益，而且增強(qiáng)數(shù)據(jù)交換的
安全性，減少因數(shù)據(jù)的原因而造成的損失。
1 用戶行為可信的數(shù)據(jù)安全交換
基于用戶行為可信的數(shù)據(jù)安全交換如圖1所示，數(shù)
據(jù)安全交換包含有客戶端的驅(qū)動，傳輸過程的統(tǒng)一安全
交換協(xié)議，隔離交換中心的協(xié)議分析、策略過濾、用戶行
為可信分析和日志審計。
圖1 用戶行為可信的數(shù)據(jù)安全交換框架
客戶端的驅(qū)動將數(shù)據(jù)及其屬性封裝成私有化的統(tǒng)
一格式，它包含有數(shù)據(jù)屬性驅(qū)動和交換協(xié)議驅(qū)動。屬
性驅(qū)動對數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行封裝，以便在隔離交換交換中
心通過屬性對數(shù)據(jù)過濾和用戶行為可信檢查；交換協(xié)
議驅(qū)動將數(shù)據(jù)及其屬性一起封裝為安全交換協(xié)議，安
全交換協(xié)議會將數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)屬性以分塊隨機(jī)加密方式
重新組合，以提高數(shù)據(jù)傳輸和交換的安全及數(shù)據(jù)的統(tǒng)
一處理。
隔離交換中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的安全交換，它通過對數(shù)
據(jù)、用戶和用戶行為進(jìn)行安全分析來確保安全。隔離交
換中心首先進(jìn)行協(xié)議分析和屬性分析來恢復(fù)數(shù)據(jù)及其
屬性；然后通過身份認(rèn)證驗證用戶身份，確保用戶合法；
再經(jīng)數(shù)據(jù)屬性，利用策略規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，將不滿
足策略規(guī)則的數(shù)據(jù)過濾掉；最后通過用戶信任值、用戶
行為，對用戶行為進(jìn)行可信檢查和異常行為檢查。隔離
交換中心通過身份認(rèn)證，策略過濾和用戶行為可信檢查
三層保障來確保數(shù)據(jù)在交換過程中的安全。
策略過濾通過記錄數(shù)據(jù)屬性信息、數(shù)據(jù)使用者信息
以及傳輸中數(shù)據(jù)產(chǎn)生的信息，在隔離交換中心的策略規(guī)
則約束下，不滿足規(guī)則的數(shù)據(jù)不可通過，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)
行過濾。
1.1 數(shù)據(jù)屬性
數(shù)據(jù)屬性為數(shù)據(jù)相關(guān)的基本屬性、用戶添加屬性及
用戶操作。數(shù)據(jù)屬性在隔離交換中心為基于策略的過
濾、用戶行為可信檢查和用戶異常行為分析服務(wù)?；?
策略的過濾通過提取數(shù)據(jù)基本屬性值和用戶添加信息
對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，用戶行為可信檢查和異常行為分析通
過數(shù)據(jù)屬性中的用戶信息和用戶對數(shù)據(jù)的操作行為對
用戶歷史及現(xiàn)在行為進(jìn)行可信判定。
數(shù)據(jù)基本屬性為數(shù)據(jù)相關(guān)的直接信息，它包含有數(shù)
據(jù)類型、數(shù)據(jù)大小、數(shù)據(jù)創(chuàng)造者、數(shù)據(jù)修改時間等。用戶
添加屬性為用戶對數(shù)據(jù)的描述，有數(shù)據(jù)的安全級別、數(shù)
據(jù)是否需要加密、數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞、操作數(shù)據(jù)的用戶身份
等。用戶操作為用戶對數(shù)據(jù)的操作，包含有訪問目的
地、訪問協(xié)議、訪問動作、訪問時間、訪問源等信息。數(shù)
據(jù)屬性A 形式描述為：
A =< u,Ad (k,v),Ao (k,v),ef ,E,ta >
式中：u 為用戶信息；Ad 為數(shù)據(jù)的基本屬性；Ao 為用戶
對數(shù)據(jù)的操作；ef 為屬性加密標(biāo)識；E 為屬性加密密鑰
信息；ta 為屬性生成時間。
為了在后續(xù)描述中減少符號引入，對符號的描述將
不區(qū)分是否為加密狀態(tài)。
在隔離交換中心采用物理隔離條件下，數(shù)據(jù)屬性可
作為裸數(shù)據(jù)隨數(shù)據(jù)從一個安全網(wǎng)絡(luò)帶到另一個安全網(wǎng)
絡(luò)，而不會丟棄用戶在之前網(wǎng)絡(luò)的行為。
1.2 安全交換協(xié)議
安全交換協(xié)議一方面是在SSL 安全通道的基礎(chǔ)之
上對數(shù)據(jù)進(jìn)行雙重保護(hù)，以保證交互數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過
程中的安全，另一方面，安全交換協(xié)議將各種數(shù)據(jù)以協(xié)
議的格式進(jìn)行封裝，以達(dá)到異構(gòu)平臺下的統(tǒng)一交換。
安全交換協(xié)議對數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，且對分塊采取隨機(jī)
加密方式。分塊加密對格式化的文檔，如PDF、Word等
采取對文檔頭、尾加密，對文檔中間部分的分塊隨機(jī)選
取加密，以提高加解密速率且不失安全性。協(xié)議格式P
形式描述為：
P =< hp ,A,BD ,E(BD) >
式中：hp 為協(xié)議頭，協(xié)議頭包含有協(xié)議生成時間、協(xié)議
內(nèi)容長度、數(shù)據(jù)信息加密位、協(xié)議校驗等信息；A 為數(shù)據(jù)
屬性；BD 為數(shù)據(jù)的分塊；E(BD) 為分塊的隨機(jī)加密信
息，包含隨機(jī)選取的加密塊、加密密鑰。
76
第1期汪晨，等：智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換研究
1.3 驅(qū)動
驅(qū)動包含有屬性驅(qū)動和協(xié)議驅(qū)動。屬性驅(qū)動對數(shù)
據(jù)基本屬性、用戶添加屬性及用戶操作封裝成數(shù)據(jù)屬
性，數(shù)據(jù)屬性以鍵值對形式封裝，并進(jìn)行加密，以保證安
全和方便解析；交換協(xié)議驅(qū)動以分塊隨機(jī)加密方式將數(shù)
據(jù)及其屬性一起封裝為安全交換協(xié)議，以提高數(shù)據(jù)傳輸
和交換的安全及數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理。
數(shù)據(jù)在客戶端經(jīng)屬性驅(qū)動和協(xié)議驅(qū)動將帶屬性的
數(shù)據(jù)封裝成統(tǒng)一安全交換數(shù)據(jù)，再經(jīng)SSL隧道傳輸?shù)礁?
離交換中心，操作如圖2所示。
圖2 驅(qū)動處理流程
步驟1：對數(shù)據(jù)基本屬性、用戶添加屬性和用戶操
作屬性進(jìn)行鍵值對處理，得到Ad (k,v) 和Ao (k,v)；
步驟2：加密數(shù)據(jù)后封裝，得到加密后的數(shù)據(jù)屬
性A；
步驟3：對數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)分塊，得到BD；
步驟4：隨機(jī)選取數(shù)據(jù)分塊，然后進(jìn)行加密，得到加
密后的BD 和E(BD)；
步驟5：將數(shù)據(jù)屬性與數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，形成統(tǒng)一安
全交換格式數(shù)據(jù)P。
1.4 隔離交換中心
隔離交換中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的安全交換。協(xié)議分析和
屬性分析分別解析客戶端的協(xié)議驅(qū)動和屬性驅(qū)動封裝
的數(shù)據(jù)，以恢復(fù)數(shù)據(jù)及其屬性；身份認(rèn)證用于認(rèn)證用戶
身份；策略過濾依據(jù)數(shù)據(jù)屬性利用策略規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行
過濾，以過濾不符合策略規(guī)則的數(shù)據(jù)；用戶行為可信檢
查和異常行為分析依據(jù)數(shù)據(jù)屬性，采用可信操作集合的
匹配來檢查用戶行為是否可信，并在用戶行為不可信的
條件下結(jié)合異常行為集合通過關(guān)聯(lián)分析分析用戶行為
是否異常。這里的可信性與異常性并不沖突，因為不可
信的行為并不都是惡意的行為。本小節(jié)先介紹隔離交
換中心的數(shù)據(jù)處理流程，在后續(xù)小節(jié)中詳細(xì)介紹基于策
略的過濾和行為可信檢查，并簡單介紹異常行為分析。
當(dāng)客戶端數(shù)據(jù)到達(dá)隔離交換中心后，數(shù)據(jù)將被進(jìn)行
如下操作，如圖3所示。
步驟1：安全交換協(xié)議分析，恢復(fù)數(shù)據(jù)及其屬性BD
和A；
步驟2：用戶認(rèn)證階段從A 中提取用戶u 進(jìn)行身份
認(rèn)證，非認(rèn)證階段直接進(jìn)入下一步；
步驟3：數(shù)據(jù)屬性分析提取數(shù)據(jù)屬性信息A；
步驟4：提取數(shù)據(jù)基本屬性和用戶添加屬性Ad (k,v)，
通過策略規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；
步驟5：提取用戶u 及用戶對數(shù)據(jù)的操作行為
Ao (k,v)，判定用戶行為的可信性，用戶行為可信，結(jié)束并
返回操作可信，不可信，進(jìn)入下一步；
步驟6：依據(jù)數(shù)據(jù)屬性中的用戶對數(shù)據(jù)的操作行
為，對用戶行為進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，判定用戶行為是否為異
常行為。如行為異常，將降低用戶信任值。結(jié)束。
圖3 隔離交換中心處理流程
在操作的整個過程中，包含有日志記錄功能。
1.5 基于策略的過濾
基于策略的過濾通過設(shè)計靈活的策略規(guī)則，依客戶
端提供的數(shù)據(jù)屬性，對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。
策略規(guī)則為策略過濾的規(guī)范。策略規(guī)則提供了一個
統(tǒng)一的策略描述，以能夠處理屬性信息來達(dá)到過濾數(shù)據(jù)
的目的。為了方便計算與擴(kuò)展，策略規(guī)則設(shè)計為自定義
的表達(dá)式，它由變量、值和操作符構(gòu)成。變量值依據(jù)變
量從數(shù)據(jù)屬性信息中提取，操作符和變量由具體策略設(shè)
置。過濾時，將屬性值替換變量值，然后計算策略表達(dá)
式，最后輸出計算結(jié)果。由于策略規(guī)則使用表達(dá)式，所
以策略規(guī)則非常靈活。
形式化策略規(guī)則如圖4所示。
77
現(xiàn)代電子技術(shù)2014年第37卷
圖4 策略規(guī)則
策略規(guī)則由左括號[，關(guān)鍵字begin，表達(dá)式（exp），關(guān)
鍵字end，右括號]構(gòu)成。表達(dá)式由兩部分構(gòu)成：
基本項：變量（var）、數(shù)值（float和integer）和字符串
（string）；
構(gòu)成項：由變量、數(shù)值和字符串，通過一元（opu）、
二元（opb）操作符連接的復(fù)雜表達(dá)式。
使用自定義的表達(dá)式來描述策略規(guī)則，能夠使基于
策略的過濾不僅方便，而且操作性強(qiáng)，擴(kuò)展性靈活。策
略過濾流程如圖5所示。
圖5 策略過濾
步驟1：提取數(shù)據(jù)屬性信息Ad (k,v)；
步驟2：遍歷策略規(guī)則表達(dá)式exp，提取表達(dá)式中的
變量var；
步驟3：將var為鍵從Ad (k,v) 中提取var對應(yīng)值v（整
型數(shù)、浮點(diǎn)型數(shù)和字符串）；
步驟4：將策略規(guī)則中的var 由v 替代，并計算表
達(dá)式；
步驟5：依據(jù)計算結(jié)果判定數(shù)據(jù)是否被過濾，并記
錄日志。
1.6 用戶行為可信檢查
用戶行為可信檢查通過檢查用戶的行為是否可信，
來判定用戶是否允許訪問資源。
用戶行為可信檢查有用戶可信行為集合和用戶行
為可信檢查規(guī)則兩部分。用戶可信行為集合通過預(yù)先
設(shè)置，行為可信檢查規(guī)則依據(jù)可信集合來檢查。
定義可信行為集合之前，需要先定義主體集合、客
體集合及行為集合。
主體集合：S ={s1,s2 ,?,sm}
S 中的si (1  i  m) 為一個主體，也表示為用戶，主
體上設(shè)置信任值tvi，信任值大于0，表示允許用戶能夠
進(jìn)行的異常操作步驟，當(dāng)信任值低于0，將禁止用戶操
作，待問題解決后，重新設(shè)置信任值。
客體集合：O ={o1,o2 ,?,on}
O 中的oi (1  i  n) 為一個客體，也表示操作的
對象。
行為集合： B ={b1,b2 ,?,bl}
B 中的bi (1  i  l) 表示一次主體對客戶的操作（用
戶對對象的操作）。
可信行為集合：TB ={t1,t2 ,?,tk}
其中可信行為ti 描述為：
ti = {s1 b1 o1， l = 1
s1 b1 o1,s2 b2 o2 ,?,sl bl ol， l > 1
ti 為主體對客體的操作序列。簡單的操作可以說
類似訪問控制，只是控制粒度更??；復(fù)雜操作在簡單操
作的基礎(chǔ)之上，要求更加嚴(yán)格，只允許按照設(shè)置的訪問
序列來訪問資源。
用戶行為可信檢查如圖6所示。
步驟1：從數(shù)據(jù)屬性A 中提取用戶u 及用戶操作
Ao (k,v), 并轉(zhuǎn)換為訪問主體si、訪問客體oi、訪問操作bi
（用戶行為）等；
步驟2：檢查si 的信任值tvi，并與0（閾值）比較，不
低于0，進(jìn)入下一步，低于0，記錄日志并發(fā)出警告，
結(jié)束；
步驟3：加載用戶行為可信集合TB；
步驟4：遍歷TB；
步驟5：提取ti，將ti 中的s、o、b 分別與si、oi、bi 進(jìn)行
匹配，若匹配，則可信；反之，記錄日志并轉(zhuǎn)至異常行為
分析。
圖6 用戶行為可信檢查
1.7 用戶異常行為關(guān)聯(lián)分析
基于用戶行為的關(guān)聯(lián)是以用戶異常行為模式為原
型，監(jiān)測操作者的行為規(guī)律。用戶的異常行為模式存儲
在異常行為規(guī)則庫中，如果用戶行為符合異常行為規(guī)則
庫中定義的行為模式，則檢查其為異常行為。異常行為
規(guī)則庫由多個樹型結(jié)構(gòu)的規(guī)則組成，規(guī)則樹由多條規(guī)則
構(gòu)成。規(guī)則記錄了用戶異常的操作行為。
關(guān)聯(lián)分析通過預(yù)設(shè)規(guī)則庫，對訪問用戶，提取他們
78
第1期汪晨，等：智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換研究
的行為，并依據(jù)規(guī)則庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，以確定用戶行為
是否存在異常。當(dāng)用戶行為出現(xiàn)異常時，用戶的信任值
會受到影響，并記錄日志，以供日后分析。用戶行為關(guān)
聯(lián)分析步驟如下：
（1）從數(shù)據(jù)屬性中提取用戶的訪問動作信息；
（2）遍歷異常行為規(guī)則庫，提取異常操作規(guī)則，與
用戶操作行為進(jìn)行比較，若匹配，從主體集合中獲取相
應(yīng)的主體并將主體的信任值下降1，發(fā)出警告并記錄
日志。
2 安全性分析
用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換通過自定義網(wǎng)絡(luò)傳輸
中的私有統(tǒng)一安全交換協(xié)議保障數(shù)據(jù)傳輸過程中的安
全性，依據(jù)數(shù)據(jù)屬性利用策略對數(shù)據(jù)過濾保障數(shù)據(jù)內(nèi)容
的安全性，判定用戶行為可信和異常行為分析來保證用
戶行為的可信，即通過確保傳輸安全、數(shù)據(jù)內(nèi)容安全和
用戶行為可信三個方面保障數(shù)據(jù)在異構(gòu)環(huán)境下從源端
到目的端的安全。
安全交換協(xié)議：通過自定義統(tǒng)一安全交換協(xié)議，提
高待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，自定義格式協(xié)
議在不公開數(shù)據(jù)格式條件，加大了攻擊者恢復(fù)數(shù)據(jù)的難
度，甚至在隨機(jī)分塊加密的條件難以恢復(fù)。而自定義協(xié)
議是構(gòu)建在TCP/IP協(xié)議之上，所以它可以在Internet上
正常傳輸。
基于策略的過濾：策略過濾依據(jù)數(shù)據(jù)基本屬性和客
戶端用戶添加屬性，在服務(wù)端通過策略規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行
內(nèi)容過濾。策略規(guī)則針對不同數(shù)據(jù)采取不同策略、管理
員對數(shù)據(jù)的需求，依據(jù)數(shù)據(jù)屬性對數(shù)據(jù)過濾，不僅可以
將不需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，保證數(shù)據(jù)的安全性，在對過
濾的數(shù)據(jù)進(jìn)行日志審計后，還可追究用戶責(zé)任。
用戶行為可信：在策略過濾的基礎(chǔ)上，通過檢查用
戶行為的可信性，來保證允許的操作是可信行為。相比
訪問控制來說，用戶行為可信的方式粒度更細(xì)，要求也
更加嚴(yán)格，更能滿足網(wǎng)絡(luò)上保證數(shù)據(jù)安全性的需求。在
行為不可信情況下，對用戶行為進(jìn)行異常分析，預(yù)判用
戶行為是否存在危險（用戶出現(xiàn)主動或被動攻擊行
為）。在分析出用戶行為可能存在危險的情況下，隔離
交換中心主動對用戶行為采用限制，從而起到主動防御
作用。異常行為分析是為用戶行為可信的輔助。
3 結(jié)語
當(dāng)前，數(shù)據(jù)交換研究主要在統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換格式方
面，而對數(shù)據(jù)交換的安全不夠重視。在智能電網(wǎng)的電網(wǎng)
業(yè)務(wù)與用電客戶間的交互越來越頻繁情況下，不同的異
構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換需求很明顯。用戶行為可信數(shù)
據(jù)安全交換通過自定義安全交換協(xié)議增加數(shù)據(jù)在傳輸
過程中的安全性，解決異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式；通
過將策略過濾、用戶行為可信分析等安全行為直接融入
到數(shù)據(jù)交換，從數(shù)據(jù)本身的安全和用戶行為安全兩個方
面來保護(hù)數(shù)據(jù)在交換過程中的安全，從而確保數(shù)據(jù)不被
輕易竊取、篡改和用戶誤操作。
用戶行為可信數(shù)據(jù)安全交換通過安全交換協(xié)議，策
略過濾，用戶行為可信檢查來保障數(shù)據(jù)的安全性，在智
能電網(wǎng)環(huán)境下，如何將數(shù)據(jù)從高級別安全網(wǎng)絡(luò)（電力內(nèi)
部網(wǎng)絡(luò)）交換到低級別安全網(wǎng)絡(luò)（Internet）時，防止保密
數(shù)據(jù)的泄密，是今后的擴(kuò)展研究方向。
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（下轉(zhuǎn)第82頁）
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現(xiàn)代電子技術(shù)2014年第37卷
3 PVLAN 的應(yīng)用實(shí)例及配置步驟
PVLAN的應(yīng)用對于保證接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信的安
全性是非常有效的，用戶只需與自己的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)連接。
一個PVLAN不需要多個VLAN和IP子網(wǎng)就提供了具備
第2 層數(shù)據(jù)通信安全性的連接。所有的用戶都接入
PVLAN，從而實(shí)現(xiàn)了所有用戶與默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的連接，而與
PVLAN內(nèi)的其他用戶沒有任何訪問。PVLAN功能可以
保證同一個VLAN中的各個端口相互之間不能通信，但
可以穿過Trunk端口。這樣即使同一VLAN 中的用戶，
相互之間也不會受到廣播的影響。
實(shí)例應(yīng)用背景：
要求：主機(jī)A、B、C為一組，要能夠互相通信，并且可
以和網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器Z進(jìn)行通信，但不能與主Vlan 100里的
其余主機(jī)通信；主機(jī)D、E為一組，他們之間不能互相通
信，但是可以和網(wǎng)關(guān)、計費(fèi)服務(wù)器Z進(jìn)行通信，同樣也不能
與主Vlan 100里其余主機(jī)通信；根據(jù)要求，利用PVLAN技
術(shù)，可設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。
配置步驟如下：
（1）創(chuàng)建各VLAN并聲明VLAN類型；
（2）關(guān)聯(lián)主VLAN與各輔助VLAN；
（3）給各VLAN劃分端口；
（4）輔助VLAN映射主VLAN三層接口；
（5）設(shè)置各終端IP 地址與主VLAN SVI 接口IP 在
一個網(wǎng)段，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為SVI接口IP地址。
圖4 PVLAN應(yīng)用實(shí)例
這樣就實(shí)現(xiàn)了不同用戶在同一個VLAN 二層的隔
離，并只能通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與其他用戶的通信，增強(qiáng)了接
入網(wǎng)絡(luò)的安全性。
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作者簡介：汪晨（1982—），男，安徽廣德人，碩士，工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
鄧松（1980—），男，安徽合肥人，博士，工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
張濤（1976—），男，陜西榆林人，碩士，高級工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
林為民（1964—），男，江蘇連云港人，碩士，高級工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
馬媛媛（1978—），女，河南平頂山人，碩士，高級工程師。主要研究領(lǐng)域為通信工程。
時堅（1983—），男，湖南岳陽人，工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
李偉偉（1985—），女，山東青島人，碩士，工程師。主要研究領(lǐng)域為信息安全。
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（上接第79頁）
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