Keamanan Maklumat dalam Sistem Pemantauan Kuasa: Teknologi dan Aplikasi

Sistem pemantauan kuasa mengambil tugas-tugas inti seperti pemantauan grid secara real-time, diagnosis kesalahan, dan pengoptimuman operasi. Keamanannya secara langsung mempengaruhi kestabilan dan kebolehpercayaan sistem kuasa. Dengan semakin mendalamnya penerapan teknologi seperti komputasi awan, Internet of Things (IoT), dan data besar dalam industri kuasa, risiko keselamatan maklumat bagi sistem pemantauan kuasa semakin meningkat.

Sistem-sistem ini menghadapi pelbagai cabaran, termasuk ancaman persisten canggih (APT), serangan penolakan perkhidmatan (DoS), dan infeksi malware. Arsitektur keselamatan tradisional bergantung pada strategi pertahanan berlapis tunggal, yang sukar untuk menentang dengan efektif kaedah serangan yang kompleks. Perlu diadopsi arsitektur pertahanan berkedalaman dan meningkatkan kemampuan anti-serangan sistem melalui mekanisme keselamatan berlapis.

1. Komposisi dan Fungsi Sistem Pemantauan Kuasa

Sistem pemantauan kuasa adalah platform pengurusan otomasi kuasa komprehensif yang utamanya digunakan untuk pemantauan, kawalan, dan pengoptimuman status operasi sistem kuasa secara real-time. Sistem biasanya terdiri dari pusat pemantauan, peranti pengumpulan dan penghantaran data, terminal pintar, rangkaian komunikasi, dan perisian aplikasi. Pusat pemantauan, sebagai hub inti, bertanggungjawab untuk memproses jumlah data kuasa yang besar, menganalisis status operasi, dan menjalankan perintah kawalan.

Peranti pengumpulan data, seperti Unit Terminal Jauh (RTUs) dan IED-Business, memperoleh parameter penting seperti arus, voltan, dan frekuensi melalui sensor dan antara muka komunikasi, dan menghantar data ke sistem kawalan utama. Rangkaian komunikasi biasanya menggunakan protokol seperti IEC 61850, DNP3, dan Modbus untuk memastikan kecekapan dan kebolehpercayaan penghantaran data.

Perisian aplikasi termasuk fungsi-fungsi seperti pengurusan pengagihan, ramalan beban, anggaran keadaan, dan diagnosis kesalahan, menyokong pengoptimuman operasi grid dan peringatan awal keadaan tidak normal. Sistem pemantauan kuasa moden telah meluas mengadopsi teknologi komputasi awan, komputasi pinggir, dan kecerdasan buatan (AI) untuk meningkatkan keupayaan pemprosesan data dan kecekapan pengambilan keputusan. Sistem melibatkan pengagihan kuasa, kawalan peralatan, dan analisis data, dan keselamatannya secara langsung berkaitan dengan kestabilan grid dan keselamatan tenaga nasional.

2. Sistem Perlindungan Keselamatan Maklumat Sistem Pemantauan Kuasa

2.1 Strategi Perlindungan Keselamatan Rangkaian

Strategi perlindungan keselamatan rangkaian untuk sistem pemantauan kuasa perlu membina sistem pertahanan berkedalaman dari pelbagai tahap, termasuk isolasi fizikal, keselamatan protokol, pemantauan trafik, dan pertahanan aktif, untuk menangani risiko serangan jahat dan pencurian data dengan efektif. Pertama, mengenai arsitektur rangkaian sistem pemantauan kuasa, strategi zonasi rangkaian harus diadopsi untuk mengasingkan secara fizikal atau logikal rangkaian kawalan, rangkaian pengurusan, dan rangkaian pejabat untuk mengurangkan permukaan serangan, dan teknologi aliran data unidirectional harus digunakan untuk memastikan bahawa isyarat kawalan inti tidak dapat dimanipulasi.

Kedua, untuk keselamatan protokol komunikasi, teknologi terowong terenkripsi (seperti TLS 1.3) harus digunakan untuk melindungi keselamatan penghantaran data protokol penting seperti IEC 61850 dan DNP3, dan MACsec (IEEE 802.1AE) harus diperkenalkan untuk memberikan enkripsi lapisan tautan, mencegah serangan man-in-the-middle dan pencurian data. Dalam hal pemantauan trafik, sistem pendeteksian trafik abnormal berbasis AI (AI-IDS) harus dikerahkan, menggunakan algoritma pembelajaran mendalam untuk menganalisis ciri-ciri paket dan mendeteksi perilaku abnormal, meningkatkan ketepatan deteksi hingga lebih dari 99%.

Pada masa yang sama, bersama dengan sistem perlindungan DDoS, melalui mekanisme pembatasan kadar dan failover otomatis, dampak serangan trafik terhadap pusat pengagihan kuasa dapat dikurangi. Akhirnya, dalam hal pertahanan aktif, Arsitektur Zero Trust (ZTA) dapat diadopsi untuk mengautentikasi dan mengawal akses semua trafik secara berterusan, mencegah penyebaran ancaman internal, sehingga meningkatkan keselamatan rangkaian sistem pemantauan kuasa.

2.2 Pengesahan Identiti dan Kawalan Akses

Sistem pengesahan identiti dan kawalan akses sistem pemantauan kuasa harus memastikan legitimasi pengguna, peranti, dan aplikasi, mencegah akses tidak sah dan penyalahgunaan hak akses. Di satu sisi, mengenai pengesahan identiti, mekanisme pengesahan sertifikat digital berbasis Infrastruktur Kunci Awam (PKI) harus diadopsi, memberikan pengecam identiti unik kepada personel operasi dan pemeliharaan, komponen sistem SCADA, dan peranti terminal pintar.

Melalui pengesahan dua faktor (2FA), kata laluan sekali guna (OTP), dan teknologi pengenalan biometrik (seperti sidik jari atau pengenalan iris), keamanan pengesahan identiti dapat ditingkatkan. Dalam skenario akses jarak jauh, protokol FIDO2 dapat diadopsi untuk menyokong pengesahan tanpa kata laluan, mengurangi risiko pencurian kredensial. Di sisi lain, mengenai kawalan akses, mekanisme gabungan Berdasarkan Peranan (RBAC) dan Berdasarkan Atribut (ABAC) harus diimplementasikan untuk memastikan bahwa hak akses pengguna sesuai dengan tanggung jawab mereka, mencegah akses tidak sah.

Misalnya, personel operasi dan pemeliharaan stesen hanya boleh mengakses peralatan tertentu, sementara pengatur hanya dibatasi pada pemantauan data dan penerbitan perintah. Untuk lebih memperhalusi strategi akses, mekanisme penyesuaian hak akses dinamis dapat diadopsi, menyesuaikan hak akses secara real-time berdasarkan pola perilaku pengguna dan variabel lingkungan (seperti lokasi geografis, jenis peranti, dll.). Sistem audit log akses (SIEM) harus digunakan untuk merekod semua permintaan akses dan menggabungkan teknik pembelajaran mesin untuk menganalisis perilaku akses abnormal, meningkatkan kemampuan deteksi ancaman keselamatan internal, memastikan operasi sistem pemantauan kuasa yang aman dan stabil.

2.3 Keselamatan Data dan Teknologi Enkripsi

Keselamatan data sistem pemantauan kuasa melibatkan tahap-tahap seperti penyimpanan, penghantaran, pemrosesan, dan pencadangan data. Algoritma enkripsi berkekuatan tinggi dan mekanisme kawalan akses harus diadopsi untuk memastikan kerahsiaan, integritas, dan ketersediaan data.

Pertama, pada fase penyimpanan data, AES-256 harus digunakan untuk mengenkripsi data sensitif yang berada dalam keadaan diam, dan metode Pembagian Rahsia Shamir (SSS) harus dikombinasikan untuk membagi dan menyimpan kunci, mencegah kebocoran titik tunggal. Kedua, dalam proses penghantaran data, protokol TLS 1.3 harus digunakan untuk melakukan enkripsi end-to-end untuk komunikasi antara sistem SCADA dan terminal pintar, dan Kriptografi Kurva Elips (ECC) harus diadopsi untuk meningkatkan efisiensi enkripsi dan mengurangi konsumsi sumber daya komputasi.

Akhirnya, untuk memastikan integritas data, fungsi hash SHA-512 harus digunakan untuk menghasilkan nilai hash, dan HMAC harus dikombinasikan untuk verifikasi data, mencegah serangan manipulasi. Untuk keamanan penyimpanan data, teknologi penyimpanan log tidak dapat diubah berbasis blockchain dapat diterapkan, menggunakan kontrak cerdas untuk mengimplementasikan kawalan akses secara otomatis dan meningkatkan kredibilitas data. Dalam hal pencadangan data, strategi 3-2-1 harus diadopsi: menyimpan setidaknya tiga salinan data, pada dua media yang berbeda, dengan satu salinan disimpan di pusat pemulihan bencana off-site, untuk meningkatkan kemampuan pemulihan data dan memastikan sistem kuasa dapat kembali ke operasi normal dengan cepat setelah mengalami serangan.

2.4 Pemantauan Keselamatan dan Deteksi Intrusi

Pemantauan keselamatan dan deteksi intrusi adalah komponen kunci sistem pertahanan sistem pemantauan kuasa, mengidentifikasi perilaku serangan jahat dengan menganalisis trafik jaringan dan log sistem secara real-time, meningkatkan keamanan grid.

Pertama, pada tingkat jaringan, sistem deteksi intrusi (IDS) berbasis Inspeksi Paket Mendalam (DPI) harus dikerahkan, dikombinasikan dengan model analisis anomali trafik (seperti klasterisasi K-Means atau jaringan saraf berulang LSTM), untuk mendeteksi serangan seperti DDoS dan keracunan data, mengendalikan tingkat false positive di bawah 5%.

Kedua, pada tingkat pemantauan keamanan host, sistem Deteksi dan Respon Endpoint (EDR) berbasis analisis perilaku harus diadopsi, menggunakan Analisis Perilaku Pengguna dan Entitas (UEBA) untuk menganalisis pola perilaku pengguna dan perangkat, mendeteksi login tidak normal, penyalahgunaan hak istimewa, dan implantasi malware.

Akhirnya, untuk sistem SCADA, teknologi deteksi anomali protokol industri dapat diperkenalkan, menggunakan Mesin Status Hingga (FSM) untuk menganalisis legitimasi perintah dari protokol seperti Modbus dan IEC 104, mencegah serangan penyalahgunaan protokol. Dalam hal audit log dan analisis korelasi, sistem Manajemen Informasi dan Kejadian Keamanan (SIEM) harus diadopsi untuk mengagregasi data log dan melakukan analisis real-time melalui arsitektur ELK, meningkatkan kemampuan visualisasi keamanan.

2.5 Tanggap Darurat dan Manajemen Insiden Keamanan

Tanggap darurat dan manajemen insiden keamanan untuk sistem pemantauan kuasa perlu mencakup identifikasi ancaman, penanganan insiden, analisis pelacakan, dan mekanisme pemulihan untuk mengurangi dampak insiden keamanan terhadap operasi sistem kuasa. Pertama, pada fase identifikasi ancaman, berdasarkan platform SOAR, peristiwa alarm harus dianalisis secara otomatis, dan jenis serangan dievaluasi dengan menggabungkan intelijen ancaman, meningkatkan akurasi klasifikasi peristiwa.

Kedua, pada fase penanganan insiden, mekanisme respon bertingkat harus diadopsi, mengklasifikasikan insiden keamanan menjadi level I hingga IV, dan mengambil tindakan sesuai dengan tingkat insiden, seperti mengisolasi terminal yang terinfeksi, memblokir alamat IP jahat, atau beralih ke pusat kendali cadangan. Untuk ancaman persisten lanjutan (APT), strategi pertahanan aktif berbasis hunting ancaman dapat diadopsi, menggunakan aturan YARA untuk mendeteksi backdoor tersembunyi dan meningkatkan tingkat deteksi serangan. Akhirnya, pada fase analisis pelacakan, melalui retrospeksi peristiwa dan analisis forensik, dikombinasikan dengan grafik serangan Cyber Kill Chain, jalur serangan harus direkonstruksi, mengidentifikasi taktik, teknik, dan prosedur (TTP) penyerang, memberikan dasar untuk penguatan keamanan selanjutnya.

3. Aplikasi Teknologi Keselamatan Maklumat Utama

3.1 Solusi Pelacakan Data Kuasa Berbasis Blockchain

Teknologi blockchain, dengan karakteristik desentralisasi, tidak dapat diubah, dan dapat dilacak, menyediakan solusi pelacakan data yang sangat dapat dipercaya untuk sistem pemantauan kuasa. Dalam pengurusan data kuasa, integritas dan kredibilitas data adalah isu-isu kunci. Basis data sentralisasi tradisional memiliki risiko kegagalan titik tunggal dan manipulasi. Blockchain menggunakan teknologi buku besar terdistribusi untuk memastikan keamanan penyimpanan data.

Pertama, pada lapisan penyimpanan data, rantai hash digunakan untuk mengenkripsi dan menyimpan data pemantauan kuasa, dengan setiap potongan data menghasilkan nilai hash unik yang terhubung dengan blok sebelumnya, memastikan konsistensi temporal dan tidak dapat diubah. Kedua, pada lapisan berbagi data, arsitektur rantai konsorsium digunakan, menetapkan pusat pengaturan grid, substation, dan lembaga regulasi sebagai node konsorsium, memverifikasi keaslian data melalui mekanisme konsensus Toleransi Kesalahan Byzantine, memastikan bahwa data hanya dapat dimodifikasi oleh node yang berwenang, meningkatkan keamanan data.

Akhirnya, dalam hal kontrol akses data, mekanisme manajemen izin berbasis kontrak cerdas dikombinasikan, mendefinisikan aturan akses untuk memastikan bahwa hak akses pengguna dibatasi oleh kebijakan, mencegah panggilan data tidak sah. Misalnya, dengan menerapkan kontrak cerdas melalui kerangka Hyperledger Fabric, personel operasi dan pemeliharaan dibatasi untuk mengquery status operasi peralatan, sementara lembaga regulasi dapat mengakses data historis lengkap, memastikan privasi dan kepatuhan data.

3.2 Perlindungan Keselamatan Maklumat untuk Sistem Kuasa dalam Lingkungan 5G dan Komputasi Pinggir

Aplikasi terintegrasi 5G dan komputasi pinggir dalam sistem pemantauan kuasa meningkatkan efisiensi pemrosesan data dan kemampuan respons real-time tetapi juga memperkenalkan tantangan keselamatan maklumat baru. Pertama, mengenai keamanan komunikasi, karena jaringan 5G menggunakan arsitektur slicing, kebijakan keamanan independen perlu dikonfigurasikan untuk lalu lintas layanan yang berbeda untuk mencegah serangan cross-slice.

Teknologi enkripsi end-to-end (E2EE) harus diadopsi, dikombinasikan dengan Algoritma Tanda Tangan Digital Kurva Eliptik (ECDSA), untuk memastikan bahwa data pengaturan kuasa tidak dimanipulasi atau dicuri selama transmisi. Kedua, mengenai keamanan komputasi pinggir, Lingkungan Eksekusi Terpercaya (TEE) harus diterapkan, seperti Intel SGX atau ARM TrustZone, untuk mengisolasi node pinggir secara aman dan mencegah kode jahat masuk ke logika kontrol kritis.

Mekanisme otentikasi identitas terdesentralisasi (DID) harus diadopsi, mengelola hak akses perangkat pinggir melalui identifikasi terdesentralisasi (Decentralized Identifier) untuk mengurangi risiko kebocoran kredensial. Akhirnya, untuk masalah node komputasi pinggir yang rentan terhadap serangan fisik, teknologi Root of Trust Perangkat Keras (RoT) harus diadopsi untuk melakukan verifikasi integritas jarak jauh firmware perangkat, memastikan bahwa perangkat tidak dimanipulasi secara jahat.

4. Kesimpulan

Teknologi keselamatan maklumat dalam sistem pemantauan kuasa memainkan peran penting dalam memastikan operasi grid yang stabil dan mencegah serangan siber. Dengan membangun sistem perlindungan keamanan berlapis dan mengadopsi teknologi kunci seperti blockchain, 5G, komputasi pinggir, dan algoritma enkripsi, keamanan data, kemampuan pertahanan jaringan, dan akurasi kontrol akses dapat ditingkatkan secara efektif.

Dengan kombinasi mekanisme pemantauan cerdas dan tanggap darurat, deteksi ancaman real-time dan penanganan cepat dapat dicapai, mengurangi risiko keamanan. Dengan perkembangan digitalisasi dan kecerdasan grid, teknologi keselamatan maklumat akan terus berkembang untuk mengatasi metode serangan siber yang semakin kompleks, memastikan sistem pemantauan kuasa beroperasi dengan aman, stabil, dan efisien dalam jangka panjang.