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智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)企業(yè)信息安全關(guān)鍵技術(shù)

文檔作者：馬彪，顏佳，許劭慶文檔來源：吉林省電力有限公司通信分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月26日
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上一篇：智能電網(wǎng)信息安全風(fēng)險評估

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2012年04月
第4O巷 第2期(總第219期)
Apr．2012
Vo1．40 No．2 (Ser．No．219)
智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)企業(yè)信息安全關(guān)鍵技術(shù)
Key Technology for Information Safety in Grid Related Enterprises
Under the Environment of Smart Grid
馬 彪，顏 佳，許劭慶
(吉林省電力有限公司通信分公司，長春130021)
摘要：通過對智能電網(wǎng)環(huán)境中電網(wǎng)企業(yè)信息系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)的分析，參照國家對信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)的相關(guān)要
求，對電網(wǎng)企業(yè)中信息系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究與探索，并結(jié)合智能電網(wǎng)環(huán)境中電網(wǎng)企業(yè)信息系統(tǒng)安全防護(hù)
需求，重點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)安全域劃分、邏輯強(qiáng)隔離、網(wǎng)絡(luò)防火墻和入侵檢測系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究與應(yīng)用，從而進(jìn)一
步明確了在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中安全防護(hù)的重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)企業(yè)；信息安全；網(wǎng)絡(luò)防火墻；邏輯強(qiáng)隔離
中圖分類號：TP393．08；TM727 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—5306(2012)02—0030 03
作為世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢，智能電網(wǎng)在國內(nèi)
外均受到了極大關(guān)注。國家電網(wǎng)公司率先提出以特
高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電
網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建
以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的國際領(lǐng)
先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強(qiáng)的智能化電網(wǎng)。
建設(shè)智能電網(wǎng)的首要任務(wù)是推動其核心技術(shù)的
發(fā)展，作為核心技術(shù)之一的信息和通信技術(shù)(ICT)
實(shí)現(xiàn)“智能”的基礎(chǔ)，貫穿發(fā)電、線路、變電、配電、用
戶服務(wù)、調(diào)度六大應(yīng)用環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)的“智能”就體
現(xiàn)在可觀測、可控制、分布式智能、高級分析、自適
應(yīng)、自愈等方面，而各方面的實(shí)現(xiàn)都依賴ICT技術(shù)。
隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)對信息系
統(tǒng)的依賴程序日益增加，如何加強(qiáng)智能電網(wǎng)中信息
安全問題已經(jīng)成為了一個熱點(diǎn)問題。
1 電力企業(yè)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1．1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
國外電力公司信息化建設(shè)經(jīng)歷了從分散到集中
的建設(shè)過程，多采用SOA(面向服務(wù)架構(gòu))，通過數(shù)
據(jù)中心對信息系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合，構(gòu)建了包括信
息網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)掘中心、應(yīng)用集成和企業(yè)門戶
收稿日期：2012—12-12
作者簡介：馬 彪(1962一)，男，工程師，從事信息技術(shù)專業(yè)工作。
·30 ·
的一體化企業(yè)信息集成平臺，為各類其他業(yè)務(wù)應(yīng)用
提供支撐。值得關(guān)注的是，國外電力公司在信息化發(fā)
展過程中特別重視信息網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，歐美
的電力公司一般都有屬于自己的比較強(qiáng)大的專有信
息網(wǎng)絡(luò)，并通過建設(shè)備用通道確保信息網(wǎng)絡(luò)的高可
用性。借助于自有信息網(wǎng)絡(luò)資源，許多美國和日本的
電力公司也經(jīng)營IP網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
1．2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
以國家電網(wǎng)公司為代表的電力企業(yè)信息化主要
經(jīng)歷了三個主要的發(fā)展階段：第一個階段是以調(diào)度
生產(chǎn)自動化和各自獨(dú)立的管理信息系統(tǒng)為重點(diǎn)的起
步階段；第二個階段是以企業(yè)信息化為核心的快速
發(fā)展階段；第三個階段是全面構(gòu)建信息化企業(yè)階段。
自2006年以來，國家電網(wǎng)公司以構(gòu)建一體化企業(yè)級
信息平臺為核心，通過SG186工程的建設(shè)提升了企
業(yè)的整體信息化水平。隨著SG186工程的完成和
SG—ERP建設(shè)的全面推進(jìn)，信息系統(tǒng)已經(jīng)在電網(wǎng)生
產(chǎn)控制和公司日常經(jīng)營管理中發(fā)揮著越來越重要的
作用，并成為國家電網(wǎng)公司El常工作的基礎(chǔ)手段 ]。
在大力推進(jìn)信息化建設(shè)的同時，為了確保信息
系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，國家電網(wǎng)通過健全信息安全
管理和技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息
大區(qū)的安全隔離，初步形成了信息系統(tǒng)等級保護(hù)縱
深防御體系，基本建立了信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。
2012年O4月
第4O卷 第2期(總第219期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Apr．2012
Vo1．40 No．2(Ser．No．219)
2 智能電網(wǎng)中信息安全需求
智能電網(wǎng)的高度自動化、開放性和共享信息的
特點(diǎn)，使得電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)間互動的實(shí)時性、市
場化交易的及時性等優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營和管理的目的。
但是，也正是由于智能電網(wǎng)的如上特性為它帶來了
信息安全隱患，這些安全問題存在于物理、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)
據(jù)等多個層面。
依據(jù)對目前國內(nèi)外電力企業(yè)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
的分析，基于對智能電網(wǎng)的發(fā)展特點(diǎn)研究，為了在智
能電網(wǎng)環(huán)境下確保信息的機(jī)密性、完整性、可用性、
可控性和抗抵賴性，應(yīng)從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用
安全、數(shù)據(jù)安全和主機(jī)安全等方面進(jìn)一步加強(qiáng)智能
電網(wǎng)中的信息安全f2]。
3 智能電網(wǎng)中信息安全關(guān)鍵技術(shù)
3．1 網(wǎng)絡(luò)安全域劃分
3．1．1 網(wǎng)絡(luò)安全域劃分的目的
為了滿足國家對信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)的要
求，采用網(wǎng)絡(luò)安全域劃分是一項重要技術(shù)手段。網(wǎng)絡(luò)
安全域劃分是指在同一信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)的
使用性質(zhì)、承載對象、安全目標(biāo)等元素的不同而將信
息網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的邏輯子網(wǎng)。在整個信息網(wǎng)絡(luò)中，
同一個邏輯子網(wǎng)采用相同的安全保護(hù)措施，具有相
同的安全訪問控制和邊界控制策略，不同邏輯子網(wǎng)
間的訪問需要進(jìn)行嚴(yán)格的訪問控制。
通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)安全域劃分技術(shù)可以達(dá)到以下
目的：
a．將一個龐大的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全問題轉(zhuǎn)化
為較小區(qū)域的更為單純的安全保護(hù)問題，從而更好
地控制網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，降低信息系統(tǒng)風(fēng)險；
b．利用安全域劃分技術(shù)，可以理順網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，
更好地指導(dǎo)信息系統(tǒng)的安全規(guī)劃和設(shè)計、入網(wǎng)和驗
收等工作；
C．進(jìn)一步明確各安全區(qū)域的防護(hù)重點(diǎn)，將有限
的安全設(shè)備投入到最需要保護(hù)的信息資產(chǎn)，從而提
升安全設(shè)備的有效性；
d．不斷簡化信息網(wǎng)絡(luò)安全的運(yùn)維工作，有的放
矢地部署網(wǎng)絡(luò)安全審計設(shè)備，為檢查和審核提供
依據(jù)。
3．1．2 網(wǎng)絡(luò)安全域劃分方案設(shè)計
目前國內(nèi)外比較常用的安全域劃分方式為按照
業(yè)務(wù)系統(tǒng)劃分、按照防護(hù)等級劃分和按照系統(tǒng)行為
劃分三種。
為了確保電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，同時，
考慮到未來信息系統(tǒng)部署的可擴(kuò)展性，將三種安全
域劃分的基本方法進(jìn)行綜合應(yīng)用，進(jìn)行了電網(wǎng)企業(yè)
網(wǎng)絡(luò)安全域劃分方案的設(shè)計。
電網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全域的劃分依據(jù)“分區(qū)、分級、
分域”的基本方針從3個維度對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了安全域
劃分，并將各安全域劃分為網(wǎng)絡(luò)邊界、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、主
機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境4個層次實(shí)施安全措施防護(hù)。安
全域劃分的總體方案為：首先根據(jù)業(yè)務(wù)類型將整個
信息網(wǎng)絡(luò)劃分為信息內(nèi)、外網(wǎng)兩部分，其目的是有效
地隔離威脅，保障信息內(nèi)網(wǎng)中核心業(yè)務(wù)安全運(yùn)行。
Internet相關(guān)業(yè)務(wù)均部署在信息外網(wǎng)，信息內(nèi)外網(wǎng)
間只允許特定的業(yè)務(wù)通過指定的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交
換，這樣就實(shí)現(xiàn)了對內(nèi)、外服務(wù)的分離，規(guī)避了來自
Internet的威脅，大大增強(qiáng)了信息內(nèi)網(wǎng)的安全性。其
次，在進(jìn)行信息內(nèi)、外網(wǎng)隔離的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)的
特點(diǎn)及其重要性，依據(jù)國家關(guān)于信息系統(tǒng)安全等級
定級辦法對各信息系統(tǒng)進(jìn)行安全防護(hù)等級的定級工
作，并針對各防護(hù)等級制定安全防護(hù)策略。最后，根
據(jù)定級結(jié)果，遵從“三級系統(tǒng)獨(dú)立成域，二級系統(tǒng)統(tǒng)
一成域”的原則進(jìn)行安全域的劃分。電網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安
全域劃分方式見圖1。
圖1 電網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全域劃分方式
3．2 邏輯強(qiáng)隔離
“分區(qū)”是電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全域劃分的基本
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2012年O4月
第40卷 第2期(總第219期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Apr．2012
Vo1．40 No．2(Ser．No．219)
方針之一，邏輯強(qiáng)隔離則是實(shí)現(xiàn)“分區(qū)”的關(guān)鍵技術(shù)。
在國家保密局頒布的《計算機(jī)信息系統(tǒng)國際聯(lián)
網(wǎng)保密管理規(guī)定》中明確規(guī)定：“凡涉及國家秘密的
計算機(jī)信息系統(tǒng)，不得直接或間接地與國際互聯(lián)網(wǎng)
或者其他公共信息網(wǎng)絡(luò)相連接，必須實(shí)行物理隔
離”。“物理隔離”的概念在GA 370-2001((端設(shè)備隔
離部件安全技術(shù)要求》中進(jìn)行了明確的定義：公共
網(wǎng)和專網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)物理連線上是完全隔離的，且沒有
任何公用的存儲信息。在該要求中同時給出了邏輯
隔離的定義，即公共網(wǎng)絡(luò)和專網(wǎng)在物理上是有連線
的，通過技術(shù)手段保證在邏輯上隔離，一般指通過
TCP／IP等常用協(xié)議，使用防火墻設(shè)備在邏輯上規(guī)
范不同的安全區(qū)域，并對不同區(qū)域的訪問進(jìn)行檢查
和驗證。
邏輯強(qiáng)隔離則是近年來所提出的新概念，即使
用邏輯強(qiáng)隔離設(shè)備(正向、反向或雙向網(wǎng)閘等)進(jìn)行
網(wǎng)絡(luò)隔離。邏輯強(qiáng)隔離比邏輯隔離安全性更高，同時
與邏輯隔離接近，具有數(shù)據(jù)交換方便等優(yōu)點(diǎn)。
基于目前國內(nèi)網(wǎng)閘等邏輯強(qiáng)隔離技術(shù)，結(jié)合電
網(wǎng)企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)際使用情況，在電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)所采
用的邏輯強(qiáng)隔離技術(shù)是在信息內(nèi)網(wǎng)和信息外網(wǎng)間部
署邏輯強(qiáng)隔離設(shè)備(如網(wǎng)閘)進(jìn)行連接。之所以采用
此種方式，是由于網(wǎng)閘的技術(shù)特性可以較好地提升
信息內(nèi)網(wǎng)的安全性。同時又可以較好的滿足信息內(nèi)
外網(wǎng)特定信息通過特殊端口交換數(shù)據(jù)的需要，解決
物理隔離環(huán)境下營銷系統(tǒng)等業(yè)務(wù)在信息內(nèi)外網(wǎng)不能
及時安全交換數(shù)據(jù)而影響業(yè)務(wù)的問題。
3．3 網(wǎng)絡(luò)防火墻及入侵檢測
作為網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的重要手段，網(wǎng)絡(luò)防火墻和
入侵檢測是實(shí)現(xiàn)“分級”和“分域”的關(guān)鍵技術(shù) J。
網(wǎng)絡(luò)防火墻技術(shù)屬于一種網(wǎng)絡(luò)邏輯隔離技術(shù)，
通過將網(wǎng)絡(luò)的不同區(qū)域進(jìn)行有效的隔離，借助制定
的安全策略對各安全區(qū)域間的流量進(jìn)行集中管理與
控制。
人侵檢測技術(shù)則是通過對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的
監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)某種攻擊企圖、攻擊行為或者攻擊結(jié)果，
是對網(wǎng)絡(luò)防火墻技術(shù)的一種有效補(bǔ)充。
在對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“分區(qū)”后，電網(wǎng)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)由
邏輯強(qiáng)隔離設(shè)備劃分為兩部分，即信息內(nèi)網(wǎng)和信息
外網(wǎng)。因此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)防火墻和入侵檢測系統(tǒng)部署
及應(yīng)用時，需要在信息內(nèi)外網(wǎng)各部署獨(dú)立的系統(tǒng)來
完成對不同安全域間網(wǎng)絡(luò)信息的控制。
·32 ·
在信息內(nèi)網(wǎng)，按照業(yè)務(wù)應(yīng)用安全防護(hù)要求的不
同進(jìn)行定級后，通過vlan劃分方式對相同安全級別
的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分類，其中，三級及以上的系統(tǒng)
分別獨(dú)占一個vlan，二級系統(tǒng)及以下的系統(tǒng)可以使
用同一個vlan。在完成系統(tǒng)定級后，通過高性能的網(wǎng)
絡(luò)防火墻進(jìn)行安全域的劃分與訪問控制，其中，每個
三級及以上系統(tǒng)均單獨(dú)使用一個防火墻物理端口，
以確保重要系統(tǒng)在物理層面的安全性，二級及以下
系統(tǒng)根據(jù)流量需求共享幾個物理端口。每個安全域
間制定嚴(yán)格的訪問控制策略，并通過入侵檢測系統(tǒng)
對網(wǎng)內(nèi)所有流量進(jìn)行實(shí)時檢測，確保不同安全域的
安全性。
在信息外網(wǎng)，主要為dmz區(qū)、信息外網(wǎng)客戶端
區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)3部分，其中，dmz區(qū)內(nèi)承載著與互聯(lián)網(wǎng)
業(yè)務(wù)相關(guān)的信息系統(tǒng)。與信息內(nèi)網(wǎng)防護(hù)方式類似，通
過網(wǎng)絡(luò)防火墻對以上兩個安全域間及與互聯(lián)網(wǎng)之間
進(jìn)行嚴(yán)格的訪問控制，使用入侵檢測系統(tǒng)對相關(guān)流
量進(jìn)行入侵檢測，從而確保電網(wǎng)企業(yè)信息外網(wǎng)業(yè)務(wù)
的正常運(yùn)行。
4 結(jié)束語
本文通過對智能電網(wǎng)信息安全現(xiàn)狀的分析，以
智能電網(wǎng)信息安全防護(hù)需求為依據(jù)，對智能電網(wǎng)中
信息安全防護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并以此為基
礎(chǔ)，將信息安全的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)信息安
全防護(hù)體系建設(shè)中，從而為智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)企
業(yè)信息安全防護(hù)體系的建設(shè)進(jìn)行了有益的探索。但
是，在信息安全防護(hù)領(lǐng)域沒有絕對的安全，需要根據(jù)
智能電網(wǎng)環(huán)境中信息系統(tǒng)部署和應(yīng)用的特點(diǎn)，結(jié)合
信息安全防護(hù)的新技術(shù)不斷探索。
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