基于大數(shù)據(jù)的新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)策略研究

蒲敘文

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司張家界供電分公司，湖南 張家界 427000）

0 引 言

大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)量巨大、種類繁多的數(shù)據(jù)集合，其處理需要高性能計算機(jī)和高效算法。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析以及可視化等多個方面，可以為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全提供強大的技術(shù)支持。

1 新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全面臨的威脅和挑戰(zhàn)

1.1 惡意攻擊

新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全中，惡意攻擊是當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。隨著電力系統(tǒng)的智能化和互聯(lián)化，攻擊者可以利用各種手段對電力系統(tǒng)進(jìn)行攻擊，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的正常運行受到影響，如拒絕服務(wù)攻擊、病毒傳播、勒索軟件等。這些攻擊手段具有隱蔽性和難以防范的特點，如果電力系統(tǒng)沒有足夠的安全防護(hù)措施，則很容易遭到攻擊[1]。

惡意攻擊對電力系統(tǒng)的危害非常大，攻擊者可以通過惡意攻擊獲取電力系統(tǒng)的敏感信息，如電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)、用戶個人信息等，這些信息可能被用于不法活動或者商業(yè)間諜活動。

1.2 自然災(zāi)害

自然災(zāi)害對電力系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面。一方面，自然災(zāi)害可能導(dǎo)致電力設(shè)備直接損毀，如地震、臺風(fēng)等可能導(dǎo)致輸電線路倒塌、變電站設(shè)備損毀等，從而影響電力系統(tǒng)的正常運行。另一方面，自然災(zāi)害可能導(dǎo)致通信中斷，如雷電、大雪等可能導(dǎo)致通信線路故障或通信設(shè)備損壞，從而影響電力系統(tǒng)的信息傳輸和調(diào)度控制。

1.3 數(shù)據(jù)泄露

數(shù)據(jù)泄露是新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全中一個非常嚴(yán)重的問題。電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)涉及國家安全、企業(yè)的商業(yè)秘密以及個人隱私等，一旦泄露會對國家安全、企業(yè)利益和人民生活造成嚴(yán)重影響。由于缺乏足夠的安全措施，電力系統(tǒng)的敏感數(shù)據(jù)可能被非法獲取和使用，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

數(shù)據(jù)泄露在人員、技術(shù)、管理等方面均存在問題，如黑客攻擊、內(nèi)部人員違規(guī)操作、管理不善等。新型電力系統(tǒng)中的眾多設(shè)備之間需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交換，這些數(shù)據(jù)可能包含敏感信息。內(nèi)部人員可能出于各種目的，對這些敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行非法訪問、篡改或泄露，對電力系統(tǒng)安全構(gòu)成威脅。

1.4 設(shè)備損壞

新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全中的設(shè)備損壞也是一個不容忽視的問題。電力系統(tǒng)的設(shè)備包括各種發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、變電設(shè)備、配電設(shè)備以及用電設(shè)備等，這些設(shè)備的正常運行是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

設(shè)備損壞的原因有設(shè)備老化、超負(fù)荷運行、人為破壞等[2]。新型電力系統(tǒng)中大量使用智能設(shè)備、傳感器等物理設(shè)備，這些設(shè)備的物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力可能較弱，容易受到破壞或攻擊。電力系統(tǒng)的設(shè)備如變壓器、發(fā)電機(jī)等可能因為各種原因損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)故障和數(shù)據(jù)丟失。

2 基于大數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)策略

2.1 建立完善的網(wǎng)絡(luò)安全體系

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面監(jiān)控和防護(hù)，加強用戶身份認(rèn)證和訪問控制，防止非法訪問和數(shù)據(jù)泄露。部署有效的防火墻是防止外部攻擊的第一道防線。防火墻應(yīng)配置為僅允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過，阻止未授權(quán)的訪問和惡意軟件的傳播[3]。建立入侵檢測系統(tǒng)也是非常必要的，可以實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，檢測并報告任何可疑活動。如果檢測到攻擊，系統(tǒng)可以觸發(fā)警報并采取相應(yīng)的行動，如阻止攻擊源、隔離受影響的系統(tǒng)等。

此外，加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全體系中作為不可或缺的技術(shù)防護(hù)措施，可以對重要數(shù)據(jù)和通信進(jìn)行加密，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲時有足夠的安全性。定期備份所有數(shù)據(jù)，并制定應(yīng)急響應(yīng)計劃，以便在數(shù)據(jù)受到損壞或丟失時能夠迅速恢復(fù)。

2.2 強化數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制

數(shù)據(jù)備份是防止數(shù)據(jù)丟失和損壞的關(guān)鍵措施之一，能有效應(yīng)對各種安全事件和意外情況。在實際管理中，需要通過多方面的措施來進(jìn)行優(yōu)化，強化數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制如圖1 所示。

圖1 強化數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制

首先，要建立完善的數(shù)據(jù)備份策略。根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性和業(yè)務(wù)需求，制定定期備份和增量備份策略，確保能夠及時、完整地將數(shù)據(jù)備份。同時，選擇可靠的存儲介質(zhì)和存儲設(shè)備，保證備份數(shù)據(jù)的安全性和可用性。其次，定期測試備份數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性。通過定期進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)演練，確保備份數(shù)據(jù)能夠順利恢復(fù)，檢驗備份數(shù)據(jù)的完整性和可讀性。及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)備份過程中的問題，提高備份數(shù)據(jù)的可靠性[4]。再次，為了防止備份數(shù)據(jù)被篡改或泄漏，需要加強備份數(shù)據(jù)的加密和訪問控制。同時，對備份數(shù)據(jù)的訪問進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保只有經(jīng)過授權(quán)的人員才能訪問備份數(shù)據(jù)。最后，要建立數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)的記錄管理制度。對數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)過程中的重要操作進(jìn)行記錄與審計，確保操作的可追溯性和合規(guī)性。及時記錄和處理異常情況，提高數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制的有效性與可靠性。

2.3 實施安全審計和監(jiān)控

通過安全審計和監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對潛在的安全威脅，提高電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)能力。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電力系統(tǒng)的安全審計和監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲以及分析，及時發(fā)現(xiàn)異常行為和安全威脅。同時加強日志管理和事件處置能力，及時處置安全事件并降低風(fēng)險。實施安全審計和監(jiān)控的內(nèi)容如圖2 所示。

圖2 實施安全審計和監(jiān)控

一是建立完善的安全審計制度。明確安全審計的范圍、頻率和要求，對電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備進(jìn)行全面的安全審計。通過分析這些數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)異常和潛在的安全風(fēng)險。二是實施實時監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)。借助監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量、系統(tǒng)狀態(tài)、安全事件等進(jìn)行實時監(jiān)測和分析。通過安全漏洞掃描和滲透測試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的安全漏洞和弱點，及時修復(fù)和加固系統(tǒng)。同時，根據(jù)測試結(jié)果，調(diào)整安全策略和防護(hù)措施，提高電力系統(tǒng)的安全性。三是加強日志管理和事件處置。對安全審計和監(jiān)控過程中產(chǎn)生的日志進(jìn)行集中管理和分析，發(fā)現(xiàn)潛在的安全問題。建立事件處置機(jī)制，對發(fā)生的安全事件進(jìn)行快速響應(yīng)和處理，降低其對電力系統(tǒng)的影響。

2.4 建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制

為應(yīng)對突發(fā)的安全事件或災(zāi)難性故障，制定快速響應(yīng)計劃和措施，建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，旨在最大限度減少損失和盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運行。針對不同類型的電力安全事故制定應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行快速響應(yīng)和處理。同時加強應(yīng)急演練和培訓(xùn)，提高應(yīng)急響應(yīng)能力和處理效率。

首先，制定詳細(xì)的應(yīng)急響應(yīng)計劃。根據(jù)電力系統(tǒng)的特點和可能面臨的安全威脅，制定相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)計劃，明確應(yīng)急響應(yīng)的組織架構(gòu)、流程、資源和責(zé)任，確保計劃具有足夠的靈活性和可擴(kuò)展性，以便應(yīng)對各種可能的安全事件。其次，建立應(yīng)急響應(yīng)小組。組建專門的應(yīng)急響應(yīng)小組，負(fù)責(zé)應(yīng)急響應(yīng)計劃的實施和管理。小組應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)能力和資源，以便快速應(yīng)對安全事件。定期進(jìn)行應(yīng)急演練，提高小組成員的應(yīng)急響應(yīng)能力和協(xié)作能力。再次，建立與外部機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)機(jī)制。與相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)構(gòu)等建立緊密的協(xié)調(diào)機(jī)制，以便在發(fā)生安全事件時能夠及時獲取支持和幫助。加強與外部機(jī)構(gòu)的溝通和信息共享，共同應(yīng)對安全威脅。為了確保電力系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，需要建立備份和容災(zāi)系統(tǒng)。在發(fā)生安全事件或災(zāi)難性故障時，迅速切換到備份系統(tǒng)或容災(zāi)站點，最大限度減少對電力系統(tǒng)的影響。最后，持續(xù)監(jiān)測和改進(jìn)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。對應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測和評估，及時發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)不足之處。結(jié)合實際發(fā)生的應(yīng)急事件，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷完善和優(yōu)化應(yīng)急響應(yīng)計劃。

2.5 加強設(shè)備維護(hù)和管理

首先，建立完善的設(shè)備維護(hù)管理制度。制定設(shè)備的定期檢查、保養(yǎng)和維修計劃，確保設(shè)備得到及時的維護(hù)和保養(yǎng)。通過實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)、性能參數(shù)和安全事件等，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并觸發(fā)預(yù)警。預(yù)警系統(tǒng)可以提醒管理人員及時處理設(shè)備故障或安全問題，防止事態(tài)擴(kuò)大。

其次，采用智能化的設(shè)備管理手段。利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器以及數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，通過實時收集和分析設(shè)備數(shù)據(jù)，可以預(yù)測設(shè)備的壽命和潛在故障，提高設(shè)備的可靠性和安全性。對關(guān)鍵設(shè)備和設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的物理安全保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和破壞。建立完善的門禁制度和監(jiān)控系統(tǒng)，確保只有授權(quán)人員能夠接觸關(guān)鍵設(shè)備。

最后，加強設(shè)備供應(yīng)商的管理和合作。與設(shè)備供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系，及時獲取設(shè)備的維護(hù)和升級支持。對供應(yīng)商的技術(shù)支持和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評估和監(jiān)督，確保設(shè)備維護(hù)和管理的有效性。

2.6 增強員工安全意識

員工作為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全的第一道防線，只有當(dāng)員工具備足夠的安全意識和技能，才能有效減少安全風(fēng)險和威脅。

在日常管理中，定期組織安全意識培訓(xùn)課程，向員工傳授網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)知識、常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段和防護(hù)措施。讓員工了解網(wǎng)絡(luò)安全的嚴(yán)峻形勢和自身的責(zé)任，提高對網(wǎng)絡(luò)安全的重視程度。組織安全技術(shù)競賽、模擬攻擊演練等活動，讓員工在實踐中提高安全技能和應(yīng)對能力。同時，建立安全操作規(guī)程和規(guī)章制度非常必要。制定詳細(xì)的安全操作規(guī)程和規(guī)章制度，明確員工在處理敏感信息和網(wǎng)絡(luò)操作時的要求和規(guī)范。通過制度化管理，規(guī)范員工的行為，減少因操作不當(dāng)引發(fā)的安全風(fēng)險[5]。

此外，建立安全事件通報和案例分析機(jī)制。及時通報發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)安全事件和事故，組織員工進(jìn)行案例分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。通過分析真實案例，增強員工對網(wǎng)絡(luò)威脅的認(rèn)知和防范意識。建立與員工的溝通渠道，及時了解員工在網(wǎng)絡(luò)安全方面的需求和建議。根據(jù)員工的反饋，持續(xù)優(yōu)化安全培訓(xùn)和實踐活動的組織方式，增強培訓(xùn)效果和員工參與度。

3 結(jié) 論

基于大數(shù)據(jù)的新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)是一項復(fù)雜而重要的任務(wù)。通過數(shù)據(jù)安全、設(shè)備安全和應(yīng)急響應(yīng)等方面防護(hù)策略的實施，可以有效提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。未來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)繼續(xù)加強電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息安全的防護(hù)研究，以應(yīng)對不斷變化的網(wǎng)絡(luò)威脅和攻擊。