國家電網陳春霖:智能電網信息安全風險及應對

發(fā)布時間:2016-12-09   來源:中國信息安全

  根據《網絡安全法》中對關鍵信息基礎設施的定義,電力系統(tǒng)是重要行業(yè)之一。國家電網在推動智能電網建設上,落實安全管理要求,積極構建保障防御體系,多舉措做好智能電網關鍵信息基礎設施安全保障工作。

  智能電網內涵及安全挑戰(zhàn)

  1.智能電網內涵及特征

  隨著經濟的發(fā)展、社會的進步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出,依靠現(xiàn)代信息、通信、控制技術構建堅強智能電網,推動全球能源互聯(lián)網建設,形成以電為中心、以清潔能源為主導、能源全球配置的新格局,引領和推動第三次工業(yè)革命已成為電力工業(yè)發(fā)展的選擇。國家電網公司以奉獻清潔能源、促進經濟發(fā)展、服務社會為基本使命,提出了立足自主創(chuàng)新,加快建設以特高壓電網為骨干網架,各級電網協(xié)調發(fā)展,具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一堅強智能電網發(fā)展目標,以滿足經濟社會發(fā)展對電力的需求,應對資源環(huán)境問題帶來的挑戰(zhàn),適應發(fā)用電多樣化的發(fā)展需求,滿足多元化用電服務需求。

  與現(xiàn)有電網相比,智能電網體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務流高度融合的顯著特點,是堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網?!皥詮姟焙汀爸悄堋笔侵悄茈娋W的基本內涵,網絡與信息安全戰(zhàn)略是智能電網發(fā)展過程中的關鍵。

  習近平總書記指出,能源安全是關系國家經濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題,對國家繁榮發(fā)展、人民生活改善、社會長治久安至關重要,要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制四方面的革命,實現(xiàn)開放條件下的能源安全發(fā)展要求,構建堅強智能電網網絡與信息安全保障體系意義重大。

  2.智能電網網絡安全面臨的問題

  智能電網和用戶雙向互動性增強,大量用戶側接入和訪問,智能采集終端和移動作業(yè)終端的廣泛應用和接入,無線公共網絡傳輸通道的應用等對智能電網的發(fā)展提出了新的安全問題。且隨著信息安全形勢日益嚴峻,智能電網信息安全防護難度大大增加。

  問題1:信息通信技術的廣泛應用將網絡信息安全問題傳導到電網系統(tǒng)

  智能電網將先進的信息技術、通信技術、自動控制技術與電網基礎設施有機融合,可獲取電網的全景信息,及時發(fā)現(xiàn)、預見可能發(fā)生的故障,故障發(fā)生時,電網可以快速隔離故障,實現(xiàn)自我恢復,從而避免大面積停電的發(fā)生。但是,大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)和軟件定義網絡、寬帶無線等信息通信技術的應用,也使得智能電網面臨病毒、木馬、系統(tǒng)漏洞、拒絕服務等網絡攻擊,對原先以物理防護為主的電網安全防護體系帶來了挑戰(zhàn)。最近發(fā)生的美國大面積網絡癱瘓事件,為關鍵信息基礎設施的網絡安全防護敲響了警鐘,據安全專家分析,攻擊者利用物聯(lián)網僵尸網絡,向互聯(lián)網服務商DNS(域名解析服務)基礎設施發(fā)起了創(chuàng)紀錄的超大規(guī)模(據說流量超過1Tbps)DDoS攻擊,導致大量網站無法訪問。

  問題2:智能電網互動化發(fā)展帶來了非傳統(tǒng)安全問題

  智能電網與物聯(lián)網、互聯(lián)網等深度融合后,已經成為社會公共平臺,建立電網側與用戶側雙向互動的服務模式,用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息,合理安排用電。同時,使電網運行控制更加靈活、經濟,并能適應大量分布式電源、微電網及電動汽車充放電設施的接入,引入無線公網接入電網主站,造成原有電網封閉隔離的網絡邊界模糊化。攻擊者可以綜合利用電網業(yè)務邏輯等方面的薄弱環(huán)節(jié)進行攻擊,攻擊方式逐漸增多,具有定制化、組織化、長期化特點,潛伏性強,危害巨大,影響電網生產安全和服務質量。據有關機構統(tǒng)計,國際上針對SCADA(數(shù)據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))等工控系統(tǒng)的攻擊數(shù)量年均翻番,網絡安全形勢不容樂觀。

  問題3:行業(yè)開放新形勢使信息安全治理面臨挑戰(zhàn)

  隨著智能電網、全球能源互聯(lián)網、“互聯(lián)網+電力”、新電改的全面實施,分布式能源、新能源、電力交易、智能用電等新型業(yè)務不斷涌現(xiàn),運營模式、用戶群體都將發(fā)生較大變化,電力市場由相對專業(yè)向廣域競爭轉變,民營等各種主體也參與到電力市場,使得智能電網系統(tǒng)的標準、開放、互聯(lián)特性進一步增強,同時也使得智能電網網絡安全、業(yè)務安全和數(shù)據安全防護戰(zhàn)線不斷延伸,給安全防護帶來新壓力,增加了“一點突破,影響全網”的風險。在本年度國家電網公司組織的專項檢查中發(fā)現(xiàn),部分電廠生產監(jiān)控網絡和互聯(lián)網相連,極大增加了系統(tǒng)安全風險。

  電網安全防護的發(fā)展歷程

  國家、行業(yè)主管部門及國家電網公司一直以來高度重視網絡與信息安全工作。自2002年以來,公安部、國家能源局、發(fā)改委,以及原國家電力監(jiān)管委員會等國家和行業(yè)主管部門陸續(xù)頒布實施了《計算機信息系統(tǒng)安全保護等級劃分準則》(GB17859-1999)、《信息安全等級保護管理辦法》(公通字[2007]43號)、《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》([2004]電監(jiān)會5號令)等規(guī)章制度,構建了較完整的電力行業(yè)網絡與信息安全法規(guī)體系。自2014年起,國家網信辦、發(fā)改委、公安部、國家能源局等主管部門加大對電力信息安全的重點監(jiān)督管控,相繼頒布了《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》(2014第14號令)等一系列法令、制度和標準,進一步明確了電網信息安全的重要性。

  自2005年起國家電網公司啟動電力二次系統(tǒng)安全防護工作,率先構建了主網柵格狀縱深安全防護體系?!笆濉逼陂g,針對智能電網安全防護需求,國家電網公司開展了具有“分區(qū)分域、安全接入、動態(tài)感知、全面防護”特點的網絡與信息安全主動防御體系建設,確保了智能電網系統(tǒng)安全運行。自2015年底烏克蘭事件后,國家進一步強化了對金融、能源、電力、通信、交通等領域的關鍵信息基礎設施的安全防護要求,網信辦要求“實施電力行業(yè)安全防護提升重大工程”,公安部將國家電網公司列為國家“網絡安全重點保衛(wèi)單位”。隨著國家對網絡安全的重視程度日益提高,智能電網安全保障壓力持續(xù)增加。

  智能電網信息安全風險及應對

  1.安全風險分析

  智能電網建設使得電網發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度各環(huán)節(jié)更為開放,帶來大量業(yè)務結構的變化,基于互聯(lián)網的社會服務和公眾參與度更高,多種基于互聯(lián)網的互動化業(yè)務應用發(fā)展迫切,電網側、用戶側交互與應用更為頻繁,同時,新技術的應用引入新的風險,對傳統(tǒng)防護結構帶來沖擊,具體體現(xiàn)在以下方面:

  智能化業(yè)務面臨停電破壞威脅

  電力監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展使得停電風險進一步顯現(xiàn),智能變電站系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)等電力監(jiān)控系統(tǒng)控制功能更加依賴網絡通信技術,易遭受控制指令篡改、業(yè)務邏輯破壞等網絡與信息安全攻擊,引發(fā)業(yè)務故障或是控制指令設置異常,導致停電風險加大。2012年,一家工業(yè)控制網絡交換機廠商的網絡“后門”曝光,利用此“后門”,攻擊者不僅可以“監(jiān)聽”,更可以“劫持”工業(yè)控制系統(tǒng)的控制權,網絡技術的應用成為一面“雙刃劍”。

  網絡安全邊界面臨模糊化不可控風險

  無線局域網、移動通信網絡、衛(wèi)星通信等多種通信方式、多種網絡協(xié)議并存,電力通信網絡更加復雜。無線通信技術和智能傳感技術信息傳輸過程中存在被非法竊聽、篡改和破壞的風險,網絡邊界變得模糊,由于業(yè)務發(fā)展需要和地理位置限制,部分電力終端采用無線網絡連接上級系統(tǒng),使得網絡攻擊途徑有所增加。因此迫切需要正確梳理防護需求,提出適應性更強的網絡邊界安全防護架構。

  海量異構終端存在安全接入風險

  現(xiàn)代電網比傳統(tǒng)電網具有數(shù)量更龐大的異構智能化交互終端、更泛在的網絡安全防護邊界、更靈活多樣的業(yè)務安全接入需求,用戶終端存在信息泄露、非法接入、被控制的風險,這對電網異構終端自身完整性保護、攻擊防御、漏洞挖掘等各方面都提出了更高的挑戰(zhàn),也對不同種類智能、移動終端的安全控制、安全接入提出了更高的要求。在國家電網公司安全檢查中發(fā)現(xiàn),部分電力終端仍存在弱口令、遠程服務防護策略不足等問題,終端安全防護亟待增強。

  敏感信息面臨更高的泄露風險

  信息系統(tǒng)集成度、融合度更高,系統(tǒng)依賴性更強,業(yè)務系統(tǒng)之間、業(yè)務系統(tǒng)與外界用戶實時交互更加豐富與頻繁,數(shù)據的采集、存儲、傳輸和處理方式發(fā)生了新的變化,暴露面擴大,增加了數(shù)據泄露的安全風險,對數(shù)據安全保護提出了更高要求,一旦數(shù)據訪問權限設置不當,或業(yè)務邏輯設計導致系統(tǒng)缺陷,可能導致用戶個人信息等隱私泄露。

  2.國家電網智能電網信息安全主動防御保障體系建設

  總體防護策略

  國家電網公司貫徹落實國家和行業(yè)網絡安全要求,主動適應“互聯(lián)網+”、新電改等新形勢業(yè)務發(fā)展以及信息化應用需求,推進電力關鍵信息基礎實施安全防護提升,基于“可管、可控、可知、可信”的總體防護策略,打造下一代智能電網安全主動防御保障體系,全面提升信息安全監(jiān)測預警、邊界防護、系統(tǒng)保障和數(shù)據保護能力。

  健全管理機制,加強內控治理

  深入學習網絡安全法,健全公司網絡安全管理機制。進一步加強組織領導,公司舒印彪董事長擔任網絡安全和信息化領導小組組長。強化信息安全“三同步”,以業(yè)務全生命周期安全保障為目標,健全覆蓋規(guī)劃、可研、設計、開發(fā)、測試、實施、運行、下線等各個階段的網絡安全管控工作機制。建立風險報告和情報共享、研判處置和通報應急、網絡安全運行、安全稽查、評價考核等網絡安全工作機制。完善內控監(jiān)督評價,常態(tài)開展內控達標治理工作。強化網絡安全專業(yè)隊伍建設,健全網絡安全人才培訓體系建設,完善網絡安全職業(yè)認證,持續(xù)開展網絡安全意識與能力建設。

  全面加強網絡邊界安全防控

  實施“安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的防護策略,分區(qū)部署、運行和管理各類電力監(jiān)控系統(tǒng),建設專用的電力調度數(shù)據網,生產控制大區(qū)與管理信息大區(qū)采用物理級別的橫向隔離措施,同一級別的安全區(qū)縱向上落實加密認證措施。管理信息大區(qū)內網和外網通過自主研發(fā)的信息網絡隔離裝置進行隔離。深化互聯(lián)網出口統(tǒng)一歸集管理,提升互聯(lián)網邊界防護水平。按照等保要求區(qū)分系統(tǒng)安全域,各安全域的網絡設備按該域所確定的安全域的保護要求,采用訪問控制、安全加固、監(jiān)控審計、身份鑒別、備份恢復、資源控制等措施。

  構建全方位安全態(tài)勢感知體系

  開展基于大數(shù)據的信息安全事件深度分析、安全態(tài)勢感知、智能預警分析、在線實時分析響應等信息安全監(jiān)控預警技術研究與應用。重點從點(安全基線維度)、線(合規(guī)、預警、審計維度)、面(態(tài)勢分析維度)三個功能層次,構建公司統(tǒng)一的網絡與信息安全監(jiān)控預警體系,并充分利用云計算和大數(shù)據分析技術,統(tǒng)籌開展信息安全情報收集、巡檢、監(jiān)測、預警、分析、研判與處置等工作,增強公司資產感知、脆弱性感知、安全事件感知和異常行為感知等網絡與信息安全全景可視能力。

  借鑒可信思想,提升應用保障能力

  基于可信計算思想,加強智能電網主機、終端、應用和數(shù)據安全防護。按照國家信息安全等級保護的要求,采用相應的身份認證、訪問控制等手段阻止未授權訪問,采用主機防火墻、數(shù)據庫審計、可信服務等技術確保主機系統(tǒng)的安全。根據具體電力業(yè)務終端的類型、應用環(huán)境以及通信方式等選擇適宜的防護措施,主要采取接入認證、病毒防護、安全桌面、可信芯片等防護措施保障終端安全。部署應用加密和校驗、應用安全加固、應用安全審計、剩余信息保護、抗抵賴、資源控制、應用數(shù)據備份與恢復、代碼安全管控等應用層安全防護措施,保障業(yè)務應用系統(tǒng)安全。按照涉密數(shù)據、商密數(shù)據、敏感數(shù)據、一般數(shù)據對公司數(shù)據進行分級防護。根據不同的級別,在數(shù)據的生成、傳輸和存儲過程中做好數(shù)據加密和校驗、備份與恢復等方面的數(shù)據安全控制措施。

  結束語

  智能電網信息安全工作離不開國家及行業(yè)主管部門的幫助和指導,離不開中央和行業(yè)單位之間的經驗交流與相互借鑒。隨著智能電網建設的深入推進,國家電網公司將繼續(xù)落實相關安全要求,結合新形勢新要求,加強新業(yè)務新技術安全防護,以“十三五”智能防護體系建設為契機,做好智能電網關鍵信息基礎設施安全保障。

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