電力通信網的信息安全技術探討

一、引言

隨著社會的不斷發展，電力能源需求日漸增長。電力通信網作為電力系統中至關重要的數據通信和信息交換平臺，肩負著數據和信息傳輸的重任，是保障電力系統安全、穩定運行的核心要素。隨著電網規模的不斷擴大，電力通信網所承受的運行壓力日益加劇，其中，信息安全問題尤為顯著。電力通信網具備一定的復雜性和開放性，使其面臨的安全威脅眾多，為電力系統的穩定性和可靠性帶來了直接影響，甚至有造成電力中斷的可能。在這樣的形勢下，就電力通信網的信息安全技術進行探討是非常有必要的，這將有助于幫助構建更加安全、穩定的電力通信環境。

二、電力通信網及其信息安全技術的基本概述

電力通信網是專門為電力系統設計的專用通信網絡，負責電力生產、傳輸、消費等環節的信息傳遞與數據交換。電力通信網的組成包括通信設備、傳輸介質以及用以處理信息的業務平臺。基于電力通信網，電力系統才能夠實現對電力的調度、管理等一系列功能，可以說電力通信網是現代電力系統的神經系統，發揮著至關重要的作用。

隨著科技的不斷進步和市場需求的增加，電力通信網經歷了快速發展時期，已經實現了對通信技術、物聯網技術、大數據技術等技術的整合，提高了電力通信網絡的數字化和智能化水平。但網絡攻擊手段的多樣化和復雜化，加之基礎設施的脆弱性等因素，使電力信息網所面臨的信息安全威脅也日漸提升，在其運轉過程中極易受到網絡黑客的攻擊，面臨電力數據泄漏風險，故而需要通過信息安全技術來保證電力通信網運行的安全性與可靠性。

信息安全技術在保證電力通信網的系統安全方面占據著非常核心的地位，其作用不可小覿。通過部署先進的信息安全技術，可以構建起堅固的信息安全防線，有效抵御黑客攻擊和病毒感染等，在面臨網絡威脅的情況下，進行防范與攔截，避免對電力通信網的信息安全帶來不利影響。另外，信息安全技術的應用對于保障信息安全有著直接作用，通過高強度的加密算法，可以實現對電力通信網中的敏感數據和關鍵信息的保護，確保數據在傳輸及通信過程中的安全性，形成可靠的信息安全屏障。

三、電力通信網所面臨的信息安全威脅

電力通信網是電力系統和設備之間進行數據交換和控制的重要基礎設施。隨著電力通信網的不斷發展，其所面臨的信息安全威脅也越來越多，主要包括以下幾個方面。

（一）網絡攻擊

網絡攻擊是電力通信網面臨的一大威脅，主要分為拒絕服務攻擊和入侵攻擊兩類。前者通過大量流量或請求使電力通信網的服務陷于癱瘓，關鍵通信無法進行，影響系統正常運轉；后者則是攻擊者利用網絡或結構上的漏洞，進入電力通信系統，非法獲取控制權，影響電力通信系統的正常運行。

（二）數據竊取

電力通信網在實際運行中面臨著數據竊取的風險，攻擊者通過惡意軟件或其他手段，獲取電力通信網中的敏感數據，如電量統計數據、用戶信息、計費數據等。同時，在數據非法竊取中，通常還伴隨著篡改行為，即對電力通信網中的有關數據進行擅自篡改，這可能會導致電力系統的錯誤決策，如錯誤的用電調度等，影響電網的正常運轉。

（三）惡意軟件

惡意軟件的主要威脅源自病毒及蠕蟲程序的潛入，它們通過電力通信設備或系統的漏洞，悄無聲息地侵入電力通信網，造成感染并引發系統崩潰、數據損壞或信息泄露，影響正常的電力系統的監控與保護。此外，還存在部分間諜軟件，在電力通信網內部隱蔽運行，旨在獲取敏感信息，監控系統活動，對系統運行形成干擾。

（四）社會工程學攻擊

社會工程學攻擊并不直接依賴于技術上的漏洞，而是通過操縱或模仿人際行為等方式，來達成攻擊目的。社會工程學攻擊并不直接依賴于技術上的漏洞，而是通過操縱或模仿人際行為等方式，例如偽裝、誘導、利用信任關系和人性弱點，來達成攻擊自的。如通過偽裝身份，假扮技術人員騙取系統信任，來入侵或竊取電力通信網中的敏感信息。或者是通過偽造的電子郵件或網站，誘騙員工輸入登錄憑據，進而訪問電力通信系統。

四、電力通信網中的信息安全技術應用

（一）信息加密技術

信息加密技術是電力通信網的一項重要信息安全技術，是確保信息安全、保護敏感數據并維護系統完整的關鍵所在。加密技術憑借精密的算法和策略，能夠有效保障敏感數據在傳輸過程中的安全，防止其被非法竊取和篡改。加密技術根據技術類型的不同，通常分為對稱加密和非對稱加密兩種類型。對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，其加密與處理速度比較快，適用對大量數據進行處理。其常見的算法包括AES（高級加密標準）、DES（數據加密標準）等，常被用以對電表數據、用戶信息實施加密，確保傳輸過程中數據不被篡改。非對稱加密則使用一對密鑰，即公鑰和私鑰，公鑰用以加密，私鑰則用以解密，提高了密鑰管理的安全性。其常見算法包括RSA（RSA算法）、ECC（橢圓曲線加密），常被用于數字簽名、身份驗證等方面，用以對設備或身份實施驗證，確保合法接入電力通信網絡。此外，電力通信網中還存在哈希函數加密的方式，將任意長度的輸入數據轉換為固定長度的哈希值，具有單向性和抗碰撞性，通常用以對數據完整性進行驗證。其常見算法包括MD5、SHA-256等，用于確保數據在傳輸過程中沒有被篡改，常被用于電力設備控制命令的哈希處理方面，驗證信息的完整性[3]。

（二）防火墻技術

在電力通信網中，防火墻技術是保護網絡安全、阻止未經授權訪問行為以及惡意攻擊的重要手段。防火墻在電力通信網絡中，通常處于網絡的邊界，負責對進入和離開網絡的數據流量進行過濾。其通過定義好的規則，阻止不必要、不可信的流量，確保只有可信、必要的流量進出網絡，從而阻止未經授權的訪問行為，確保電力數據的完整性。防火墻提供基于角色和策略的訪問控制，確保只有經過授權的用戶和設備訪問特定資源，如防火墻可應用于電力通信網絡邊界保護，通過設定好的規則和策略，有效攔截不受信任的IP地址訪問，確保只有經過授權的用戶和設備接入。防火墻在攻擊防御方面也有著極為重要的作用，能夠檢測并阻止各種形式的網絡攻擊，例如DDoS攻擊、人侵嘗試、惡意軟件傳播等，及時發現并應對潛在威脅。這只需要預先配置防火墻規則，系統便能自動篩查異常流量，有效抵御潛在的分布式拒絕服務攻擊。防火墻通常還支持VPN虛擬網絡的接入，允許用戶通過安全通道遠程訪問電力通信網，這對于電力系統的遠程監控與管理而言，極為重要。此外，防火墻還會對網絡流量和安全事件日志進行記錄。這些日志能夠服務于安全審計、問題追蹤等多個環節，有效識別異常訪問行為，從而確保滿足行業要求。

（三）入侵檢測技術

在電力通信網中，人侵檢測技術是確保網絡安全的重要組成部分，其通過監控和分析網絡流量和系統活動及用戶行為，及時發現并響應潛在的安全威脅和入侵行為。入侵檢測技術對于防止黑客攻擊、惡意軟件等有著非常重要的作用。根據人侵方式的不同，可以將其分為網絡入侵檢測系統和主機人侵檢測系統。前者位于網絡邊界，檢測和分析通過網絡傳輸的數據包，以識別潛在的惡意活動；后者則安裝在單個主機和設備上，監控系統日志、文件完整性和用戶行為，以檢測異常行為[4]。入侵檢測技術包括數據收集、數據分析、告警與響應幾部分組成，主要流程為：通過網絡流量分析、日志監控等方式收集數據，運用算法和工具對收集到的數據進行分析，識別潛在的安全事件；一旦檢測到入侵行為，系統會立即生成告警，并根據預設的響應策略迅速采取攻擊阻斷、隔離設備等措施，以確保電力通信網的安全。在電力通信網中，入侵檢測技術通常與其他信息安全技術協同作用，強化整體安全防線。例如，與防火墻聯手，有效阻擋攜帶潛在風險的流量；與漏洞掃描工具結合，及時發現并修補系統漏洞，從而預防潛在攻擊。

（四）身份認證和授權技術

在電力通信的信息安全技術中，身份認證和授權技術極為重要。這些技術確保只有經過授權的用戶和設備，才能訪問電力通信網中的資源，從而保護敏感數據和關鍵基礎設施的安全。當前，電力通信網中常用的身份認證技術包括基于密碼的認證、基于證書的認證以及生物特征識別技術認證。其中，基于密碼的認證是應用最為普及，用戶需憑借唯一用戶名和匹配密碼登錄系統。盡管認證流程簡單，但其安全性相對較低，容易受到暴力破解及釣魚攻擊威脅，導致密碼泄露。為此，通常結合硬件令牌、驗證碼等技術手段，進一步提升安全性。基于證書的認證即采用數字證書進行身份驗證，通常使用公共基礎設施，在認證過程中使用公鑰和私鑰進行簽名和認證，確保通信數據的完整性和真實性，被廣泛應用在設備間的通信及VPN連接中。基于生物特征識別的認證技術則主要是通過鑒別用戶的生理特征來驗證用戶身份，如虹膜識別、指紋識別等，主要得益于生物特征的唯一性和不可復制性，能夠極大提高信息技術的安全性。然而，由于技術成熟度等因素的制約，實際應用中經常遇到識別失敗的情況，因此，需要結合其他驗證手段共同使用，以增強整體安全性。

授權技術則是確定經過身份認證的用戶或設備可以訪問哪些資源，或者是執行哪些允許的操作。常用的授權方法根據授權基礎的不同，可以將其分為基于角色、基于屬性、基于策略三種類型。基于角色的訪問控制通過為用戶分配特定角色來管理訪問權限，每個角色對應不同的權限集，用戶根據其角色獲取相應授權，這種授權方式管理便捷且易于擴展，因此在大型電力通信網中得到了廣泛應用；基于屬性的訪問控制根據用戶、資源屬性進行靈活訪問，提供細粒度的訪問控制機制，適合用戶復雜的訪問權限需求；基于策略的訪問控制則是通過制定好的安全策略，動態決定用戶對資源的訪問權限，適合電力通信網特定場景下，需要結合多種因素進行綜合控制的訪問需求。授權技術與身份認證通常緊密結合，構成一個系統性的整體。在成功完成身份認證后，系統會立即執行授權檢查，以核實用戶是否具備訪問所請求資源的權限。

（五）信息安全備份技術

隨著電力通信網的日漸復雜和數據量的持續增加，確保數據的完整性和可用性變得愈發重要。安全備份能夠有效防止數據丟失、系統故障、自然災害或網絡攻擊等因素所造成的服務中斷和經濟損失。安全備份指的是對通信網絡中的關鍵數據或系統進行復制并妥善存儲，一旦數據丟失，即可利用備份迅速恢復業務操作，確保運營的連續性。安全備份根據需求及場景的不同，可以選擇全量備份、增量備份、差異備份、實時備份等方式。全量備份涉及對所有數據的完整復制，確保了數據的全面性，但相應地，它占用的存儲空間較大，且備份過程耗時較長；增量備份只備份上次備份以來發生變更的數據，可以節省存儲空間和備份時間；差異備份只對上次全量備份以來發生變更的數據，兼具全量備份和增量備份的優點，恢復速度較快；實時備份是對所生成的數據進行即時備份，通常用于對數據安全性和可用性要求極高的場景。電力通信網應根據實際允許管理的需求，制訂詳細的備份計劃，包括備份頻率、備份窗口、保留策略等，確保在業務運行不受影響的情況下完成安全備份。并定期對恢復過程進行測試，從備份中恢復數據和系統的過程，以確保在需要時能夠快速有效恢復數據。

五、結束語

綜上所述，隨著電網規模的持續擴大，電力通信網所面臨的網絡環境也日漸復雜，網絡病毒、黑客攻擊等安全問題的存在，為電力通信網的安全帶來極大威脅，保障電力通信網的安全已經成為一項迫在眉睫的任務。信息安全技術不僅要涵蓋數據加密、身份認證、安全備份等多個方面的措施，還要不斷優化和升級，以應對未來可能存在的信息安全威脅。

作者單位：肖飛中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司

參考文獻

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[4]鈕彬.淺談電力通信網風險評估與電網安全運行融合技術[J].通訊世界，2016，（23）：111-112.

[5]邢寧哲，徐鑫.電力通信網安全防護體系架構模型研究[J].信息安全與通信保密，2014，（09）：191-194.