基于IEC的智能化变电站信息安全防护

基于IEC62351的智能化变电站信息安全防护与测评技术研究2014年11月2012.12目的和意义工控系统的信息安全对国家经济、社会财产及企业生产具有重大意义。2011年9月，经国务院同意，工业和信息化部印发《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》（工信部协[2011]451号），要求各地区、各有关部门、有关国有大型企业充分认识工业控制系统信息安全的重要性和紧迫性，切实加强工业控制系统信息安全管理，以保障工业生产运行安全、国家经济安全和人民生命财产安全。《通知》明确，重点加强核设施、钢铁、有色、化工、石油石化、电力、天然气、先进制造、水利枢纽、环境保护、铁路、城市轨道交通、民航、城市供水供气供热以及其他与国计民生紧密相关领域的工业控制系统信息安全管理，落实安全管理要求。工控系统工业控制系统是工业基础设施的核心，其可用性和实时性要求高，系统生命周期长。与信息系统相比，工控系统地域分布广，终端侧有带传感和控制功能的装置。典型的智能电网工控系统，包括智能电网调度技术支持系统、智能变电站、配电自动化系统、输变电设备状态在线监测系统、用电信息采集系统等“震网”病毒事件“震网”病毒事件震惊全球，它是一种带有政治意图的“超级武器”，是第一个针对现实世界目标进行实体攻击的网络战武器，标志着网络攻击从传统“软攻击”阶段升级为直接攻击电力、金融、通信、核设施等核心要害系统的“硬摧毁”阶段。一直以来被认为相对封闭、相对专业和相对安全的工业控制系统已成为黑客、不法组织，甚至是网络站的攻击目标。3目的和意义智能变电站是智能电网工控系统的典型代表，智能变电站信息安全问题的研究对于确保电网系统安全稳定运行具有重要意义。近十年来随着新型光电式互感器、IEC61850通信标准、以太网、物联网等新技术的快速发展与应用，变电站先后经历了IEC61850变电站、数字化变电站、智能变电站三个发展过程，逐步朝“数字化、自动化、智能化、一体化、互动化”方向迈进，智能化程度提高带来了诸多便利。智能变电站中IEC61850标准的应用，解决了站内设备与系统的互操作难题，基于GOOSE网络实现了设备与设备之间的信息共享与交互，实现了将割裂的各子系统集成至一体化平台下，达到信息资源的共享的目标，解决了一、二次信息的融合问题。通信协议的安全是智能变电站乃至电力系统信息安全的关键部分。通信协议是电力系统运行的最关键部分之一，用于从现场设备取回信息，发送控制命令至现场设备。电力通信协议非常专业化，传统观念认为可以“依靠难以理解获得安全”，但随着理念的发展，“难以理解”的通信协议正被标准化的、良好文本的协议代替。目前常见的电力通信规约，包括IEC60870-5/6和IEC61850，是在信息安全成为电力行业的重要问题之前制订的，所以原先标准中不包括任何安全措施，蕴含了一定的信息安全风险隐患。4目的和意义电力二次系统安全防护方案的实施，极大提高了调控中心和变电站的边界安全防护能力。（正向型）生产控制大区管理信息大区横向隔离装置目前，智能变电站主要依据《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）及配套的《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》，按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全策略，重点强化变电站边界防护，加强内部安全措施，保障变电站安全稳定运行。电力二次系统安全防护方案控制区(安全区I)逻辑隔离设施非控制区(安全区II)横向隔离装置根据需要设立若干业务安全区防火墙纵向加密认证装置纵向加密认证装置或防火墙防火墙外部公共因特网（反向型）专线实时子网非实时子网电力企业数据网电力调度数据网纵向加密认证装置纵向加密认证装置或防火墙（正向型）横向隔离装置防火墙控制区(安全区I)逻辑隔离设施非控制区(安全区II)横向隔离装置根据需要设立若干业务安全区防火墙生产控制大区（反向型）管理信息大区电力二次系统安全防护设施电力二次系统安全防护方案于2006年随电监会[2006]34号文发布，明确了各级二次系统业务应用的安全分区原则和各区防护要求，制定了各项专用、通用防护措施，安全管理规定和安全评估要求。随着电力二次系统安全防护方案的实施，电力专用横向隔离装置、纵向加密认证网关、电力调度数字证书系统等专用防护设备和安全基础设施得到部署和推广应用，这些设备极大的提高了电力二次系统边界安全防护能力。5目溉的地和索意势义当前英电力纷二次泽系统级防护磨措施伍尚存发在隐愁患，沙主要缸体现吃在内积部防虾护不聋足，蚀一旦珍边界问被突迎破，或忠者威余胁直拐接产鬼生在撑边界肿以内佛，极漏可能腰造成疤严重惠损失现添有朗技己术回天既然晚不汉足I承E张C醒6绪1链8粥5反0通信溪规约梢互操捡作性带醋来辞风的险智赶能絮设借备侵缺岁乏搬鉴港别股控挡制惭命奏令间是否棉来肝自讨合岔法暖用桑户竟的芳机挽制智绍能夫设厕备尿所机具依备疗的洁服烈务摆向败任阴意访暮问霞者漠开屑放生产坝控制惜区缺过乏实佩时信君息与触网络安牙全监夹测手乞段20语10年6月，摸“震崭网”州病毒积攻击执伊朗虑核设录施，棍造成1乱/角5的枕离回心百机笼破纹坏眯，栗将伊括朗削核眠计挠划摸延黄迟吨了2年狭。毙最职初资通期过煮感想染U否S尸B闪侧存贪驱鼓动盼器枕传缠播膊，但然才后罢攻悬击拐被感狸染堡网谎络息中投的嫁其喂他板计虾算属机损。睁一霞旦昨进流入扔系格统芦，老它车将告尝滨试要使淹用革默链认挺密束码搭来株控聋制软龄件沉。句该浇病振毒文是备已球知淘的机第天一走个调以复关般键姻工惰业捐基炎础羊设蚀施恰为总目结标貌的纠蠕踩虫弊。6目的贡和意问义当泛前劫电桐力促二血次熄系谅统盾防丹护惠措地施掉尚答存浸在爽隐攻患做，隔主把要庭体屈现友在还内洋部术防悟护窗不票足链，直一哥旦饰边稀界虏被扇突剥破，骗或骂者锯威北胁缠直猪接附产滴生泊在推边乐界沉以急内帅，哨极聚可锄能杜出常现粥重杜大士的军安缓全秀事隙件牺。实现酒过程很引入吸缺陷自睬动宪化洒产高品志测常评部分羡厂家IE脊C6检18劫50协座议套栈溜健柴壮疲性华不垮足墙，抱通码过崇构焦造故畸音形报豆文想包忙攻晨击顶测眨试安，锹通跳信揪协胆议蔬栈括可动以盯被斩攻鞭击炼瘫脱痪击，熄使粒装穷置彼通信锈程花序向溢塔出狗、撇界相面翁无济响锅应欣，驳导正致齿无级法鹊正牢常船与煌监绸控笨系汉统削、RT眯U通谷信贪，赛导玩致翻调研度仰远唐方具无倍法握对揪站县内越设岭备肝控静制广。通过苗直接钥模拟仙控制码命令钥报文泻的方除式，站可能速使设胶备产馋生误操零作。广东牢电科带院实塌验环桌境测脏评1旋)变符电驱站心与济主急站肥通嘱信驴：恩二圈次杏安泻防径系尸统2脆)变电揪站内僚通信饥无任讯何防符护3甲)变沫电巨站改内荐监锣控毫主罗机仰口键令跳简清单4私)无安隔全管锯理深仅圳锻青居奇校坑1锋1钩0漠K酸V变电凶站(待娃投撞产)测取评1枕)主站恳操作坡系统套安全服防护粪问题存在题未启封用密推码口配令策粥略、楚登陆桑方式就未启弊用失稠败处气理功惯能精、魔启馋用售明蹈文te漠ln投et登陆厘方式壁、未仰进行葬资源悉合理哨控制等端问题您。2类)终副端亏系纱统窑安妙全卧防柴护岛问敢题存犯在努系盆统谅应胀用肢软种件剧、竭与性系从统仅层铲漏治洞唤未宴进差行李补脚丁驰更逐新亏、未霸进壤行犯服筑务沃端国口胶最鼻小针化刘原穷则剑、冷访寨问箭控撇制高不泼严棕谨弱、营未谈启用俩口捞令茂策辽略培等各问念题7目御的琴和旷意旗义本旁项惊目磨将赛通谎过哲借跨鉴IE皇C6启2第3监5碍1系列吓标准它，设双计智躁能变订电站遇内部防通信溪规约头的安丑全增姓强方案，罪完成歼二次通设备粉的研底发改赌造，枯使站虑内常矿用协乔议具岁备完论整性宽、保朵密性坡、可植用性希和不陶可抵仔赖俘这寄四绳项员基因本歇安蔬全读特病性绳，嚼实适现森智茶能祥变祝电都站瞎内逃部饼通排信饿时徒的专端更到熔端荣实改体迅认躲证候，黑确脆保煮授拼权访问店，使排设备樱通信下具备靠防窃目听、盟防重索放、贩防欺莲骗及秃一定泪的入绪侵检比测能虏力。提巧供坦的状安兼全姑能匹力实乱体预认依证最小酿化中愁间人或攻击气的威胁访台问盼控喜制支持蓝业务黎级访萍问控漂制的蹄实宇现确保僵信息遍的唯花一授营权访问数凡据传加弱密保画障棍通恼信稳消柳息未的广机俯密性保障使认证们密钥掘的机就密性完息整脑性食保折护消蠢息慕篡快改通的织检璃测最蔬小辆化匙旁间路屡控尝制伯威架胁防止岛重放缠和欺虾骗最小课化无挎意和版恶意勒的人笛员哀行捐为络威棒胁“端储到端到”的半安全守依赖任于系榨统内臂部的甜安全澡对策拘、安雷全防路护执亡行、嗓外部愁入侵曾的检株测、党内部系样统和顿应用闹的健太壮等鞋多个貌方面闻。通茧信协耳议集笋的安掩全增披强是奖实现风电力道系统陡控制荣操作课“端到讯端”糟安全除的第立一步米。8主要赔技术尾内容技途术士背叔景研究谅内容技灯术村方汽案基本冬安全机需求机袍密傻性•防止淡对信斜息的捐未经诉授权牺访问完整量性•防止雪未经扰授权使修改冷信息可用粱性•防止群拒绝白服务塑，保便证对售信息翻的授惯权访嫩问不可桨抵赖跑性•防止傻否认椒已发勿生的盛行为税或伪很称发福生了辞行为I撒E点C爆6胃2序3桃5榨1系列欧规范累的编福制为电感力通午信协碧议的泳安全这，特艰别是IE隔C60组87狮0-熔5、I便E幼C救6狮0谋8条7柿0润-袍6、I辱E功C肥6室1浆8歼5字0、I疏E拍C孟6捆1夫9骆7功0和IE前C6休19拢68的治安全腐，IE汉C眉TC5逢7乏W榆G足1辞5承菜担巷了IE掘C6腹23培51规牺约岛的吨编茎制显工作，IE蹦C6至23德51重点该关注驰如何垦满足株有关寻机密咐性觉、胆完据整刺性枝和链不择可谨抵屡赖鼻性碌的韵需鼓求哲。IE级C抱TC怪5丸7：国睡际电拘工委涨员会予（I荣E努C）斤的肠“身电郑力妈系秧统早管裙理竿及傻其准信锄息片交异换除”许技胃术妨委我员旺会白，腐负规责绵制顽订电化力云系横统睬数沙据吓通炎信刚协紧议聚的后国饲际艘标糠准省。拨目惩前化已写制朱定挤完淡成品的卷协华议缠标舅准惭包普括兰：I凑E印C6谱0冒8疑7灶0握-清5（DL消/T6鹅3法4慕.帜5伶1斯0懂1和D秧L普/罩T建6总3碰4线.田5钢1背0煮4）傅，I情E线C廉6费0岛8秆7拜0嫌-参6（G绒B灰/历T讲1炮8库7雾0剃0，TA漆SE举.2），I男E工C地6赖1啊8某5蚊0（D填L刮/快T8哈6扇0）W翻G姨1罪5：葛“桌电蛛力太系由统让管买理座及帝其停通右信如数辅据钉和眼通以信贞安单全庙”按工滋作垃组构，祖负惕责乓为I每E言C锻T常C桶5意7制定准的通来信协议的却安全占，进营行标鞋准的霉制订秘，并跳承担投有关边端对常端安雄全课净题的顿标准沉和技警术的李研究10主要刑技术欲内容技术咽背景研抽究竖内液容技术躲方案IE饭C6址23朗51规纪范勾的抓组笛成I行E养C喷6常2渗3剖5箩1规撇范摇总漂共港包酱括1棵1个拦部携分印，蹈其行中1-萌7已籍经宝发寺布易，8-兄11正匆在励进慨行提编号制伪和绒完即善润。IE早C槽62爆35唱1安集全崖标胁准词与I言E恋C错T觉C铺5愈7其写它疤协测议棵集阵的粪相然互闹关就系正脱在亚编描制铺和胃完群善压的震标疮准IE愚C杰62劝35晒1-凝8基翅于川角史色暂的碌访掌问隙控慎制IE犯C怕62矮35崖1-哀9密钥笼管理I告E文C抓6稻2援3爸5僻1迅-夜1绿0安导全弃体哗系歌架艺构IE仙C6世23吼51笨-1签1XM贤L文件烧安全1珠1主要掩技术稿内容技膀术塌背础景研究另内容技亿术尸方刻案I背E葱C眼6誉2驰3湿5侨1规肥范捉和欺本潮项归目把的种关反系智能际变电颤站的首内部签通信费规约忌主要息包括MM围S,拌GO普OS牌E和S伏M醋V三类驶协议垃，I是E刘C幕6准2锦3心5留1中的3、4、6部竞分宗为谦本粉项目拜涉熔及退的炊规离约发安隔全邮改跪造撑提婶供穗了衡指蠢导惹建茫议加。本房诚项旬目咐在IE张C6都23邻51的灵指层导觉下叹，估对剃规蜓约各的品具因体袖改惜造乱方欢案顷进僚行乌设姨计蛾，献是IE脾C6尸23嘴51标倘准炕的混细丈化植和宅落葵地小应捐用横。MM堂S规泄约I正E拢C路6貌2叮3看5奸1泉-喝3I勤E集C首6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