摘要：本文在分析电力信息系统及其安全威胁的基础上，以电力行业需求为导向，总结并评述电力系统信息安全国内外研究现状，并指出未来研究方向，以提升电力系统信息安全整体水平，实现信息化条件下电力系统安全高效运行。
关键词：电力系统；信息安全；防护现状；关键技术
当前社会经济高速发展使得电力资源的需求量不断攀升，作为社会生产的支持和日常生活的保障，电力资源在提高人们生活水平方面发挥着极其重要的作用，而电力信息系统中包含的系统运行参数则对电力系统正常供配电起着关键性作用。互联网时代下的网络环境滋生着越来越多的不安全因素，信息安全防护技术的应用十分必要，这也逐渐成为电力系统信息安全研究的一大重点内容。
1电力信息系统及安全威胁
信息系统是以计算机和数据通信网络为基础，实现信息采集、存储、加工、分析和传输的应用系统。电力信息系统面向电力企业，按照应用领域不同，可以分为三类：生产控制系统、行政管理系统和市场营销系统。
生产控制系统直接服务电力生产，主要包括SCADA/EMS、变电站自动化系统、配电网自动化系统、电厂监控系统、微机保护及安全自动装置、水库调度自动化系统等，可靠性和实时性要求很高，通信平台采用电力调度通信专网。现代电力生产控制已经从现地控制转向以工业网络为基础的集中控制阶段。生产控制系统在可靠性方面已经采取了防电磁干扰、冗余等措施，但是在高频、微波等各种通信链路上仍然存在冒充、篡改、窃收、重放等类型的网络威胁，严重影响到电力生产信息的完整性、真实性和一致性。另外，生产控制系统在调试及维护阶段有设备提供商的工作人员通过笔记本电脑进入电力生产控制系统，出于商业竞争或政治目的会置入逻辑炸弹、蠕虫等恶意代码，破坏电力生产控制系统的正常稳定运行。
行政管理系统用于电力企业内部日常事务管理，典型系统有财务管理系统、人事管理系统，物资管理系统、办公自动化系统以及ERP（EnterpriseResource Plan）系统等。行政管理系统间接服务电力生产，需要从生产控制系统中获取电力生产信息，因此通信也采用专用电力数据网。相比电力生产控制系统，行政管理系统比较开放，使用人员类型众多，存在通过U盘泄露信息的可能。该类系统由于采用UNIX、Windows多种类型的操作系统，系统漏洞较多，如不及时打补丁会造成系统不稳定乃至瘫痪。另外，该类系统同样也存在网络威胁以及编程漏洞，但整体而言信息安全重要等级比生产控制系统要低。
市场营销系统是联系电力企业、电力用户、电力物资供货商等的纽带，典型系统有电力市场运营系统、招投标应用系统等。由于需要和电力企业以外的实体进行信息交换，因此该类系统必须接入Internet。市场营销系统更加开放，威胁呈现多样化，攻击者会在物理、网络、系统程序、应用程序等各个层面破坏信息保密性、信息完整性、信息一致性、不可抵赖性、身份验证、访问控制等。
由于数据交换和协同工作的需要，各类电力信息系统实现了互联，形成开放的电力互联信息系统。电力互联信息系统存取点众多，包含以上三类电力信息系统的所有威胁，且威胁之间存在相互依赖性，对电力互联信息系统的攻击多样化。
因此，如不采取安全措施，非法者可能在电力信息通信、存储、加工过程中采用各种手段对电力信息系统进行攻击，因此必须开展电力系统信息安全研究。我国电力企业已将信息安全作为安全生产的一部分，制定了各种信息安全预案，其重要性可见一斑。
2电力系统信息安全防护的关键技术分析
2.1安全隔离技术
安全隔离技术在电力系统信息安全防护中的应用旨在防范各种各样的攻击对电力信息系统造成的威胁，安全隔离技术的技术类型较多，它们有效保障了电力系统信息的稳定性和安全性。
2.1.1物理隔离技术
系统外部网络倘若与内部网络直接连接，那么就极有可能出现黑客入侵系统的情况，进而引起系统信息丢失或被破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆物理隔离技术的应用是基于物理学方法直接或间接对外部网络和内部网络进行分离，这就需要电力管理人员能够合理划分电力系统的安全区域，根据企业实际情况对划分层次数量进行确定，在实时监控技术的辅助下有效保障电力系统信息安全。
2.1.2协议隔离技术
利用协议隔离器对电力信息系统内部网络与外部网络完全分离采用的就是协议隔离技术，这对于内部系统安全的保证。这主要是由于电力信息内部系统可以借助接口方式与外部系统网络相连接，而协议隔离技术的应用正是保证了内部网络和外部网络之间合理连接机制的存在，在出现通信需要时只有输入专属密码才能产生有效的内外部连接，便于信息传输。而在内外部网络没有通信需求的情况下二者之间的连接就会自动断开，通过这样的方式保证系统信息运行安全。
2.1.3身份认证技术
通常而言身份认证技术的认证方式主要有四种，即口令、指纹、密钥和智能卡。技术实施过程需要在主机或终端上登录特定的用户信息，在后续操作进行时借助信息认证的途径进入到内部信息系统当中。而广义的网络登录所采用的通常是证书授权的方式，所有用户在得到中心授权后可通过签名的途径得到密钥，进而获得加密的系统信息。
2.1.4防火墙技术
电力系统信息安全防护中的防火墙技术其技术构成包括电流层网关、应用层网关和包过滤路由器等，相较于其他技术而言防火墙技术在保障电力系统信息安全方面发挥着极为重要的作用。但防火墙系统本身比较复杂，它在内部网络和外部网络之间建立了一个无形的屏障，而这一屏障是由各种软硬件所组成的，进而确保电力系统信息的内外部网络处于相对安全的沟通环境之中。
2.2加密技术
2.2.1 DES加密技术
DES加密技术有着使用简便和加密速度快的优势，DES加密技术在电力系统信息安全防护领域的应用只需较低的成本投入就可获得相对高效的加密信息系统，现阶段电力企业信息管理系统中这一技术的应用十分广泛，同时它所发挥的作用也非常明显。然而，DES加密技术本身也存在着一些缺陷，例如对密钥的分发和管理较为复杂，此外要想全面利用这一加密技术需要更多的成本资金投入，这势必会加大电力企业的管理压力和难度。
2.2.2 RSA数字签名技术
RSA数字签名技术相较于DES加密技术而言在密钥分发与管理方面应用优势显著，并且兼具使用便捷和成本投入少的优点。由于具备公开密钥，这就有效解决了密钥分配与保存等问题。RSA数字签名技术在电力系统信息安全防护中的应用稳定性较强，并且数字签名本身也十分方便。
2.2.3两种技术的混合使用
上述提及的DES加密技术和RSA数字签名技术各具优势，它们在电力系统信息安全防护中的应用也都较为先进，为了充分发挥两种技术的作用，很多企业选择对DES加密技术和RSA数字签名技术混合使用，并且建立了混合技术下的系统加密新模式。新模式的出现使得密钥的分配和管理过程更加科学与合理，同时系统运算速度也得到有效提升，电力信息系统安全性全面提高。需要注意，除了发挥技术应用的优势之外，电力企业在系统信息安全防护方面需要做的事情还有很多，比如提高人员安全防护意识、完善安全防范培训体系、优化信息安全管理系统等等，如此才能最大限度配合防护技术的实施，收获最佳的安全防护效果。
3结束语
综上所述，持续提高的电力自动化程度使得电力系统应用计算机网络的频率也逐渐增加，电力系统信息安全防护关键技术的应用对于电力系统信息安全而言是不可缺少的技术保障。无论是安全隔离技术还是加密技术，它们的有效应用都使得网络攻击和系统入侵等问题大大减少，系统运行参数被窃取或被篡改的情况也得到有效控制，电力系统信息安全真正得到保证。
参考文献：
[1]李文武，王先培，孟波，等.电力行业信息安全体系结构初探[J].中国电力，2012，35（5）：76-79.
[2]胡朝龙.浅谈计算机网络安全对策及其纵深防御思想[J].科技创新导报,2017,(35).
论文作者:高青
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
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