Cybersecurity-Schutz und Implementierungsroadmap für Windpark-Überwachungssysteme

Mit der rasanten Entwicklung der Windkraftindustrie sind die Stromüberwachungssysteme in Windparks zu einem kritischen Bestandteil der Netzwerkbetriebe geworden. Allerdings werden mit zunehmender Informatisierung und Intelligenz die Bedrohungen durch Cybersicherheit immer schwerwiegender, insbesondere in den Sektoren der kritischen Infrastrukturen, wo die Anforderungen an die Cybersicherheit strenger als je zuvor sind.

1. Hauptausforderungen für die Stromüberwachungssysteme in Windparks

• Wachsende Bedrohungen der Cybersicherheit: Bösartige Angriffe wie Viren, Trojaner und Ransomware nehmen zu.

• Unzureichende Zoneneinschränkung: Unzureichende Trennung und Zugriffskontrolle zwischen der Produktionssteuerungszone und der Verwaltungsinformationszone können zur lateralen Ausbreitung von Bedrohungen führen.

• Unzureichende Sicherheit der Datenübertragung: Die Datenübertragung innerhalb des Überwachungssystems und mit oberen Leitstellen erfordert stärkere Verschlüsselung und Sicherheitsmechanismen.

• Fehlender Endpunktenschutz: Ingenieurarbeitstationen, Bedienerarbeitsplätze und andere Endgeräte sind anfällig und dienen oft als Einstiegspunkte für Cyberangriffe.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, setzt dieses Projekt das Schutzprinzip der Cybersicherheit „Sicherheitszonen, dediziertes Netzwerk, horizontale Isolation, vertikale Authentifizierung“ um, kombiniert mit dem Rahmen „Ein Zentrum, drei Schutzebenen“, um eine umfassende Architektur für den Schutz der Cybersicherheit aufzubauen.

2. Anwendung und Bereitstellung intelligenter Netzwerkgeräte

In diesem Projekt dienen intelligente Netzwerkgeräte als zentrale Komponente. Ihre hohe Leistung, flexible Netzwerkfähigkeiten und industrielle Konstruktion bieten robusten Schutz für die Stromüberwachungssysteme in Windparks.

Kerntechnische Merkmale intelligenter Netzwerkgeräte

• Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung: Unterstützt 5G- und Wi-Fi-6-Technologien, mit maximalen Übertragungsraten von bis zu 1800 Mbps, was den hohen Bandbreiten- und niedrigen Latenzanforderungen der Windparks entspricht.

• Industrielle Konstruktion: Betreibt bei Temperaturen von -20°C bis 70°C, geeignet für harte Umgebungen in Windparks.

• Flexible Netzwerkkonfiguration: Unterstützt verteiltes drahtloses Netzwerken und VLAN-Funktionalität, ermöglicht sichere Zoneneinteilung und logische Isolation.

• Erweiterbarkeit und Kompatibilität: Ausgestattet mit USB, M.2-Schnittstellen und mehreren Netzwerkports, unterstützt zukünftige Geräteerweiterungen und -aktualisierungen.

• Sichere Datenübertragung: Integrierte Verschlüsselungsmodule garantieren die Sicherheit der Kommunikationsverbindungen.

Bereitstellungsstrategie

• Produktionssteuerungszone: Im Steuerzentrum des Windparks bereitgestellt, bietet Hochgeschwindigkeitsverbindung und wird mit anderen Sicherheitsgeräten (z.B. industriellen Firewalls) integriert, um das Produktionssteuerungsnetzwerk zu schützen.

• Verwaltungsinformationszone: Nutzt VLAN- und logische Isolierungsfunktionen, um sicher von der Produktionssteuerungszone getrennt zu sein und die Ausbreitung von Bedrohungen über Zonen hinweg zu verhindern.

• Unterstützung der Fernüberwachung: Ermöglicht sichere Kommunikation mit dem oberen Leitsystem über 5G-Netze, wodurch eine stabile und zuverlässige Datenübertragung gewährleistet wird.

3. Design eines integrierten Systems für den Schutz der Cybersicherheit

Durch die Integration intelligenter Netzwerkgeräte mit anderen Sicherheitskomponenten wurde der folgende Schutzrahmen entworfen:

3.1 Sicheres Kommunikationsnetzwerk

Die Nutzung der hochgeschwindigkeitsfähigen 5G- und Wi-Fi-6-Technologien, die von den Netzwerkgeräten bereitgestellt werden, macht die interne und externe Datenübertragung sicher und zuverlässig. Kombiniert mit VPN-Technologie wird ein dedizierter Kanal für die ferne Wartung eingerichtet, um Datenlecks zu verhindern.

3.2 Sichere Zonengrenzen

Industrielle Firewalls und Sicherheitstrenngateways werden zwischen der Produktionssteuerungszone und der Verwaltungsinformationszone bereitgestellt. Kombiniert mit den VLAN-Fähigkeiten der Netzwerkgeräte erreicht dies einen hybriden Ansatz aus physischer und logischer Isolation für einen robusten Schutz der Zonengrenzen.

3.3 Sichere Rechenumgebung

Industrielle Hostschutzsoftware wird auf Ingenieur- und Bedienerarbeitsplätzen installiert, um Whitelist-Richtlinien und die Kontrolle von Peripheriegeräten zu ermöglichen, um die Eindringung von Malware zu verhindern.

3.4 Sicherheitsmanagementzentrum

Ein System zur Überwachung der Cybersicherheit analysiert fortlaufend den Netzwerkverkehr und Sicherheitsereignisse, führt Log-Analysen und Ereigniskorrelationen durch, um zentralisiertes, einheitliches Sicherheitsmanagement zu ermöglichen.

4. Effektivitätsbewertung

• Signifikant verbesserte Netzwerksicherheit: Das mehrstufige Verteidigungssystem verhindert wirksam Viren, Trojaner und andere bösartige Angriffe.

• Zuverlässigere Datenübertragung: Die hohe Bandbreite und geringe Latenz der Netzwerkgeräte stellen eine stabile interne und externe Datenübertragung sicher.

• Erfüllung regulatorischer Anforderungen: Erfolgreiche Durchführung der chinesischen Cybersecurity等级 Protection (Level Protection) Bewertung, die den nationalen Anforderungen an die Cybersicherheit entspricht.

5. Fazit und Ausblick

Die Praxis des Schutzes der Cybersicherheit für die Stromüberwachungssysteme in Windparks basierend auf dem AuroWan-B1 intelligenten Netzwerkgerät bietet eine effiziente und praktische Lösung für die Sicherheit von Windparks. Seine modulare Konstruktion und starke Skalierbarkeit erfüllen nicht nur die aktuellen Sicherheitsanforderungen, sondern legen auch einen soliden Grundstein für zukünftige Systemaktualisierungen und -erweiterungen.