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5东北电力技术6年第期电力系统信息安全应用研究

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5东北电力技术6年第期电力系统信息安全应用研究潘明惠偏瑞琪张亚军辽宁省电力有限公司辽宁沈阳摘要结合辽宁电力系统信息安全应用实际分析了电力系统信息安全现状及存在的问题研究了建立电力系统信息安全体系问题探讨了保证电力实时运行控制系统和管理信息网络系统信息安全有关措施提出了实现电力系统信息安全的几点建议关键词电力系统信息安全研究中图分类号11 文献标识码文章编号在全球信息化的推动下实现国民经济信息化!企业信息化已经成为新世纪开局阶段的潮流计算机信息网络规模不断扩大信息技术和信息产业以前所未有之势渗透着各行各业和人民生活正在逐步改变着人们的生产和生活方式推动着企业进步和机制!体制的不断改革计算机信息网络作用不断扩大的同时信息网络的安全也变得日益重要一旦遭受破坏其影响或损失也十分巨大因此信息安全问题已经成为国内外专家学者和广大用户十分关注的话题电力工业是国民经济的支柱产业为国民经济和人民生活服务计算机及网络技术应用范围广!种类繁多且十分复杂特别是计算机网络及电网自动化水平的高速发展一旦信息安全出现问题将危急电网的安全运行所造成的损失和影响将是无法估量的电力工业的特点决定了电力系统信息安全不仅具有一般计算机信息网络信息安全的特征而且还具有电力实时运行控制系统信息安全的特征因此深入研究电力系统信息安全的特点在实现数字电力系统0的进程中制定保证电力系统信息安全的措施是我们面临的主要问题
1 保证信息安全的目的和意义随着的迅速发展信息安全问题面临新的挑战电力系统信息安全问题已威胁到电力系统的安全!稳定!经济!优质运行影响着数字电力系统0的实现进程研究电力系统信息安全问题开发相应的应用系统制定电力系统信息遭受外部时的防范与系统恢复措施等信息安全战略是当前信息化工作的重要内容电力系统信息安全已经成为电力企业生产!经营和管理的重要组成部分近年来辽宁电网信息化建设加大了资金投入计算机及信息网络系统在电力生产!建设!经营!管理!科研!设计等各个领域有着十分广泛的应用尤其在电网调度自动化!厂站自动控制!管理信息系统!电力市场技术支持系统!电力营销系统!电力负荷管理!计算机辅助设计!科学计算以及教育培训等方面取得了较好的应用效果在安全生产!节能降耗!降低成本!缩短工期!提高劳动生产率等方面取得了明显的社会效益和经济效益同时也逐步健全和完善了信息化管理机制培养和建立了一支强有力的技术队伍有力促进了电力工业的发展电力系统信息安全是电力系统安全运行和对社会可靠供电的保障是一项涉及电网调度自动化!继电保护及安全装置!厂站自动化!配电网自动化!电力负荷控制!电力市场交易!电力营销!信息网络系统等有关生产!经营和管理方面的多领域!复杂的大型系统工程应结合电力工业特点总结电力工业信息网络系统和电力运行实时控制系统运行管理经验深入分析电力系统信息安全存在的问题探讨建立电力系统信息安全体系保证电网安全稳定运行提高电力企业社会效益和经济效))益更好地为国民经济高速发展和满足人民生活需要服务
2 辽宁电力系统信息安全现状
211 电力信息网络系统辽宁电力信息网是以辽宁电力信息主干网络为中心辐射各发供电!施工!修造!学校!医院等单位的计算机信息网络系统主干网为千兆以太网主干网桌面计算机已达多台网络中心以台支持层交换能力的中央路由交换机为核心主干网配备台高性能的层交换机和支持种应用的台服务器广域网以上连接个单位其中连接国电东北公司!南湖局办公司等个单位连接辽宁电科院!职工大学!电力医院等个单位连接吉林!黑龙江省公司!辽宁省公司所属个供电公司!个发电厂和个其它单位通过中国电信和吉通公司带宽接入国际互联网是国电东北公司!吉林!黑龙江省公司及辽宁公司所属单位连接国家电力信息中心的枢纽
212 电网运行控制系统省调及个地区调度均配有国际!国内先进水平的调度自动化系统各级调度!厂!站实时信息按调度管辖权限划分送至有关调度电网在安全约束条件下按频率!联络线潮流实时对水!火电厂机组自动发电控制辽宁电网调度自动化系统和电网均通过了国家电力公司实用化验收电网继电保护及安全自动装置中及以上超高压电网均采用微机保护及安全自动装置及以下基本实现微机保护及安全自动装置少部分设备仍为原装置正在逐步淘汰电网通信系统光纤覆盖率还较低与数字微波!模拟微波共同承担电力系统通信服务各项功能正在建设的综合业务通讯网是以光纤为主数字微波为辅的环状!网格化的电力通信网辽宁电网以上火电机组全部安装了水电厂全部建成了计算机实时监控系统基本实现了数字控制机组的实时数据通过网络系统传入相关的上层数据库管理系统服从电网自动发电控制
3 存在的问题
1 计算机及信息网络安全意识亟待提高由于近年来计算机信息技术高速发展计算机信息安全策略和技术也取得了非常大的进展电力系统各种计算机应用对信息安全的认识距离实际需要差距较大对新出现的信息安全问题认识不足
1 缺乏统一的信息安全管理规范电力系统虽然对计算机安全一直非常重视但由于各种原因目前还没有一套统一!完善的能够指导整个电力系统计算机及信息网络系统安全运行的管理规范
1 急需建立同电力行业特点相适应的计算机信息安全体系近年来计算机在整个电力系统的生产!经营!管理等方面应用越来越多但是在计算机安全策略!安全技术和安全措施方面投入较少所以为保证电力系统安全!稳定!高效运行应建立一套结合电力系统计算机应用特点的计算机信息安全体系
1 计算机网络化使过去孤立的局域网在连成广域网后面临着外部的安全电力系统较早的计算机系统一般都是内部的局域网并没有同外界连接所以早期的计算机安全只是防止意外破坏或者内部人员的安全控制就可以了但现在就必须要面对国际互联网上各种安全如网络病毒和电脑黑客0等
4 有关措施
411 建立信息安全体系结构框架实现电力系统安全首先需要解决的问题就是在跟踪分析与比较国内外相关领域信息安全技术发展的前沿及应用情况基础上及时掌握国际电力工业信息安全技术应用发展动向结合我国电力工业的特点和企业计算机及信息网络技术应用的实际情况提出电力系统信息安全体系的总体结构框架尽早实施电力系统信息安全示范工程完善补充后建立电力系统信息安全体系标准和基本结构框架以指导规范电力系统信息安全体系建设工作根据电力企业的特点信息安全按其业务性质一般可分为种电网运行实时控制系统包括电网自动发电控制系统及支持其运行的调度自动化系统火电厂分布控制系统!水电厂计算机监控系统变电所及集控站综合自动化系统电网继电保护及安全自动装置电力市场技术支持系统电力营销系统电量计费系统负荷管理系统支持企业经营!管理!运营的管理信息系统不直接参与电力企业过程控制!图信息基础设施与应用系统结构生产管理的各类经营!开发!采购!销售等多种经营公司支持上述各类业务系统正常运营的信息基础设施主要指计算机及信息网络系统!电力通信网络系统如图所示按信息安全对电力系统安全稳定运行!生产经营和管理及企业发展所造成的危害程度确定计算机应用系统的安全等级制定电力系统信息安全控制策略建立适应电力企业发展的电力系统信息安全体系利用现代网络及信息安全最新技术研究故障诊断!处理及系统优化管理措施在不同条件下提供信息安全防范措施电力系统信息安全应用技术主要如下
1 信息加密技术密码技术是信息安全领域的一种基本实用且非常重要的技术密码技术主要分对称密码技术如算法和非对称密钥技术也叫公开密钥技术如算法
1 信息确认和网络控制技术当前成熟的信息确认和网络安全控制技术主要包括身份认证!存取控制!数据完整性!防止否认!防火墙技术这些技术都是基于计算机网络开展的涉及业务信息安全的主要技术应根据电力企业业务系统性质!任务制定最优控制策略
1 计算机网络防病毒技术计算机病毒已经向网络化!多态化!灾难化发展在省公司及区域电网建立计算机防病毒网络中心实施网络化管理
1 防技术黑客0主要针对信息系统网络和主机存在的一些漏洞进行按其计算机应用环境及业务重要程度制定防黑客措施重点检测系统信息安全漏洞及时解决特别重要的系统如电力实时运行控制系统应采用物理隔离措施
1 数据备份与灾难恢复技术采用多种备份措施按其重要程度确定数据备份等级配置数据备份措施建立省级和区域数据备份中心采用先进灾难恢复技术保证信息系统可靠性和数据重要性
1 电力系统信息安全管理建立电力系统信息安全各种标准!规范与制度在安全组织运行操作管理场地与设施管理操作系统与数据库应用系统等方面进行安全管理
412 建立信息安全身份认证体系是的缩写即证书授权在电子商务系统中所有实体的证书都是由证书授权中心中心分发并签名的一个完整!安全的电子商务系统必须建立起一个完整!合理的体系体系由证书审批部门和证书操作部门组成电力市场交易系统就其实质来说是一个典型的电子商务系统它必须保证交易数据安全在电力市场技术支持系统中作为市场成员交易各方的身份确认!物流控制!财务结算!实时数据交换系统中均需要权威!安全的身份认证系统在电力系统中电子商务逐步扩展到电力营销系统!电力物质采购系统!电力燃料供应系统等许多方面因此建立全国和网!省公司的机构对企业员工上网用户统一身份认证和数字签名等安全认证对系统中关键业务进行安全审计并开展与银行之间!上下级机构之间!其他需要机构之间的交叉认证的技术研究及试点工作
413 建立区域数据备份中心数据备份及灾难恢复是信息安全的重要组成部分理想的备份系统应该是全方位!多层次的硬件系统备份是用来防止硬件系统故障使用网络存储备份系统和硬件容错相结合的方式可用来防止软件故障或人为误操作造成的数据逻辑损坏这种对系统的多重保护措施不仅能防止物理损坏还能有效地防止逻辑损坏数据备份方式按其备份地域划分一般为本地备份和异地备份种一是系统的业务数据由于系统或人为误操作造成损坏或丢失后可及时在生产本地实现数据的恢复二是发生地域性灾难地震!火灾!机器毁坏等时可及时在本地或异地实现数据及整个系统的灾难恢复网络数据存储管理系统是指在分布式网络环境下通过专业的数据存储管理软件结合相应的硬件和存储设备来对全网络的数据备份进行集中管理从而实现自动化的备份!文件归档!数据分级存储及灾难恢复结合电力系统计算机应用的特点选择合理的备份设备和备份系统在各发电厂和地区供电公司建立数据备份中心根据其应用的特点制定相应的备份策略省公司建立个可抵抗自然灾害!火灾等毁灭性灾难的灾难备份中心保证省公司系统及任何子公司系统出现不可预见的毁灭性灾难时可在短时间内恢复信息服务
414 建立计算机病毒防范体系计算机病毒是一种进行自我复制!广泛传染对计算机及其数据进行严重破坏的计算机程序由于计算机病毒善于隐藏自身常常使用户在不知不觉过程中自己的系统!文件已被感染破坏许多病毒在大多数时间里只是传播并不发作而是等待一个特殊的事件来触发也有些病毒每次只某一设备或破坏文件的某一部分计算机病毒的这种隐蔽性与随机性使用户防不胜防更为严重的是层出不穷的新病毒借助网络和使当今世界的大多数计算机系统无论个人还是企业用户都不可避免地受到病毒随着信息网络规模不断扩大和高带宽多点接入计算机病毒引发可能越大对信息系统的安全运行影响越大根据国际权威机构对美国的调查表明的企业遇到过计算机病毒问题被病毒破坏数据和系统病毒给企业带来的影响是时间和人力的浪费重要数据文件损失会造成触目惊心的经济损失电力系统中计算机信息网络系统已经覆盖了企业各个生产!经营和管理岗位上网用户在进行多种数据交换时随时可能受到病毒的随着电力工业走向市场与外界网上交流越来越多通过电子邮件来联系业务交换数据等都可能不知不觉中感染病毒并在企业内部网络上不断扩散必须在信息网络整个系统的各个环节上严加防范才能有效防止和控制病毒的侵害辽宁电力信息网络系统在现有网络防病毒体系基础上加强对各个可能被计算机病毒侵入的环节进行病毒防火墙的控制在省公司及各发供电企业分别建立计算机病毒管理中心按其信息网络管辖范围分级进行防范计算机病毒的统一管理在计算机病毒预防!检测和病毒定义码的分发等环节建立较完善的技术等级和管理制度
415 建立信息安全监测中心计算机信息系统出现故障或遭受外来造成损失绝大多数是由于系统运行管理和维护!系统配置等方面存在缺陷和漏洞使系统抗干扰能力较差所致信息安全监测系统可模仿各种黑客的方法不断测试信息网络安全漏洞并可将测出的安全漏洞按照危害程序列表可根据这一列表完善系统配置消除漏洞并可实现实时网络违规!入侵识别和响应它在敏感数据的网络上实时截获网络数据流当发现网络违规模式和未授权网络访问时自动根据制定的安全策略作出相应的反映如实时报警!事件登录自动截断数据通讯等利用网络扫描器在网络层扫描各种设备来发现安全漏洞消除网络层可能存在的各类隐患系统扫描器是一个基于主机的安全评估系统是在系统层通过依附于主机上的扫描器代理侦测主机内部的漏洞它把快速的分析与可靠的建议结合起来从而保护工作站上应用程序!数据免受盗用!破坏或误操作同时可以制定一个基线制定计划和规划让系统扫描器在没有任何监管的情况下自动进行一旦发现漏洞立即报警数据库扫描器可利用最先进的安全检测技术经济有效地保护服务器通过运行数据库扫描器检测报告程序用户可以很容易地查出并弥补安全漏洞同时还提供对漏洞的具体修补办法辽宁电力信息网络现有安全监测系统已经发挥了显著的作用在总结前期运行经验基础上应建立省公司与各基层单位级信息安全监测中心使全网信息安全监测工作逐步进入规范化管理程序化运作不论主干网!各级广域网都处在可监测状态发现问题及时解决提高系统的抗干扰能力
416 建立完备信息网络系统监控中心上述有关措施是从信息安全技术工具应用上而论述的就保证电力系统信息安全总体目标而言建立一个综合!统一的信息安全监控中心是十分必要的该监控中心设在各级信息网管中心将各项信息安全应用技术有机进行整合不论出现什么可能影响信息安全问题均可尽快解决对可能出现的异常或故障按监视系统所提供信息提出预防措施消除可能发生问题的条件防止发生系统异常或故障这可以称为信息安全预防性控制另外可根据国内外发生过的网络信息安全事例结合信息系统当前运行状态和可能存在的问题编制各种运行方式下可能发生异常或故障的反事故措施一旦出现威胁系统安全的异常或故障采取措施尽快处理减少其对系统造成的影响使造成的))损失降到最低程度这一措施可称为紧急性控制为了使计算机及信息网络系统和计算机应用的自动化控制系统工程技术人员熟练掌握各种异常或故障处理措施至少在网!省公司建立离线与在线相结合的仿真培训中心一方面可以使现有人员对各类设备与系统如各种网络设备!服务器!操作系统!数据库!应用软件!管理系统熟练进行各类操作避免误操作事故的发生另一方面将信息安全控制仿真培训中心作为监控中心的后台技术支持系统对现有系统进行安全检测提出反事故措施对可能出现的各种异常与事故进行仿真模拟试验与分析形成若干技术研究报告和处理预案同时可根据系统条件配置检测!试验设备计算机及信息网络系统的设备进行定期安全检测提出评估报告对新投入的典型设备和系统运行的一些主要设备进行试验与检测掌握设备与应用系统的健康状态为预防性控制提出依据电力系统信息安全监控中心功能结构如图所示图电力系统信息安全监控中心功能结构
5 几点建议
1 电力系统信息网络正在高速发展计算机在电力系统实时运行控制系统等方面的应用也不断扩大应尽快实现电力系统信息安全示范工程明确信息安全平台总体框架结构防止目前各单位局域网!广域网都在增加信息安全投入但不够规范!系统!标准可能造成新的浪费问题
1 各单位信息系统投入资金购置设备!扩大应用是十分可喜的同时必须重视信息安全管理工作应设信息网络管理中心配备信息安全专责工程师负责协调!管理与组织网络管理和信息安全工作建设完善运行管理机制!规章制度和标准
1 加强对各类信息安全技术的研究结合电力系统的特点和需求加快信息安全产品与研制工作尽早实施对现有各类信息安全的整合与集成使现有投资继续发挥作用加强与科研院所!高等院校和高科技公司的密切配合发挥电力系统优势建立完备的电力系统信息安全体系
1 必须重视电力系统计算机应用的各类实时运行控制系统的信息安全工作提出影响实时运行控制系统信息安全反事故措施制定遭受外部时防范与系统恢复措施防止由于信息安全问题造成电力系统重大事故或造成大面积停电等灾难性事故
1 优化计算机及信息网络系统和计算机应用系统的网络结构深入研究分析电力系统各类网络系统的特点是保证计算机网络系统信息安全的基础按系统性质!地位和作用确定其信息安全等级实施点!线!面相结合的控制策略对网络连接点和系统运行的重点应采取多重防范措施以保证其安全其他部分可根据实际情况制定相应的安全控制措施
1 安全是一个相对的概念计算机及信息网络系统和计算机应用实时控制系统的作用主要是使企业高效运作优化运行可根据实际需要确定合理的信息安全措施要防止强调信息安全就草木皆兵或为了保证信息安全大幅度降低系统运行的质量和性能要妥善处理好安全与运行质量性能的关系规范!标准!合理的安全措施可提高系统的运行效果作者简介潘明惠男博士教授级高工长期从事电力系统自动化及信息工程技术的研究与应用收稿日期欢迎刊登广告

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