Էներգետիկական Մոնիթորինգ Սիստեմներում Ապահովագրության Պաշտպանությունը. Տեխնոլոգիաներ և Լավագույն プラクティス
Որքան էլեկտրոնային համակարգերը շարունակում են զգալ և ինֆորմացիոն դիմել, էլեկտրոսիստեմների վերլուծական համակարգերը դարձել են գրիդի դիսպեչինգի, սարքավորումների կառավարման և տվյալների հավաքագրման կենտրոնական հոբ։ Այնուամենայնիվ, ավելորդ բացությունները և միջավայրի միջոցով կապը այդ համակարգերը ներկայացնում են ավելի անվտանգ հարազատության նախապայմաններին, ինչպիսիք են կիբերական հարավարումները, տվյալների կանխատեսելիությունը և ոչ հաստատուն հասանելությունը։ Անվտանգության պաշտպանության վերաբերյալ հայտարարությունը կարող է առաջացնել գրիդի աննորմալ գործողություններ կամ նույնիսկ լայն մասշտաբի էլեկտրաէներգիայի պարամուտը։ Այսպիսով, գիտական և արդյունավետ անվտանգության պաշտպանական համակարգի հիմնադրումը դարձել է էլեկտրոսիստեմների համար կրիտիկական אתגר։
1. Էլեկտրոսիստեմների վերլուծական համակարգերում անվտանգության պաշտպանության տեխնոլոգիաների ակնարկ
Էլեկտրոսիստեմների վերլուծական համակարգերի անվտանգության պաշտպանության տեխնոլոգիաները անհրաժեշտ են էլեկտրոսիստեմների անվտանգ և կայուն գործողության համար։ Նրանց հիմնական նպատակներն են կիբերական հարավարումների դիմադրումը, տվյալների կանխատեսելիության կանխարգելումը, ոչ հաստատուն հասանելության բլոկադարձումը և էլեկտրոսիստեմների ամբողջ առաջարկության, փոխանցման և բաշխման շղթայի կառավարելիության պահպանումը։
Տեխնոլոգիական համակարգը ներառում է երեք հիմնական չափումները.
Ցանցային անվտանգություն
Տվյալների անվտանգություն
Հաստատուն հասանելության ստուգում
Ցանցային անվտանգության տեխնոլոգիաները, ներառյալ վերջապահները, ներմուծումների հայտարարում/կանխարգելման համակարգերը (IDS/IPS) և վիրտուալ կանխապայմանային ցանցերը (VPNs), հիմնում են բազմաշերտ պաշտպանական դիմադրումներ մի քանի չափումներով անվտանգության համար անվտանգության համար հարավարումները դիմադրելու համար։
Տվյալների անվտանգության տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են կոդավորման ալգորիթմները, ամբողջականության ստուգումը և տվյալների մասնագիտացումը, պահպանում են համատեղ և ամբողջական տվյալները նրանց կառացման և փոխանցման, պահպանման և հեռացման ընթացքում։
Հաստատուն հասանելության ստուգումը օգտագործում է բազմաշերտ հաստատուն հասանելության ստուգում (MFA), デジタル証明書および生体認証を通じてユーザーとデバイスの信頼性を確認し、アカウントの盗難や権限の乱用を防止します。
さらに、「技術+管理」統合防御システムには以下が含まれます。
物理的安全（例如，环境监测、电磁屏蔽）
操作安全（例如，系统加固、安全审计）
应急响应机制（例如，灾难恢复、漏洞管理）
随着新型电力系统的演进，保护技术也必须相应发展——结合人工智能驱动的威胁检测和零信任架构以及动态访问控制，以应对高级持续性威胁（APT）并提供全面的多维安全。
2. 电力监控系统中的关键安全保护技术
2.1 网络安全保护
网络安全是电力监控系统稳定性的基石。技术框架包括防火墙、IDS/IPS 和 VPN。
防火墙作为第一道防线，使用包过滤和状态检查来深入分析进出流量。状态防火墙跟踪会话状态，仅允许合法数据包通过，有效缓解端口扫描和SYN Flood攻击等威胁。
IDS/IPS 实时监控网络流量，使用基于签名的检测和异常分析来识别和阻止入侵。定期更新签名数据库对于应对新出现的威胁至关重要。
VPN 通过加密隧道实现安全远程访问。例如，IPSec VPN 使用AH和ESP协议提供身份验证、加密和完整性验证——非常适合地理分布的电力监控系统之间的安全互连。
网络分段通过将系统划分为隔离的安全区域来限制攻击的传播。在生产控制区和管理信息区之间部署专用的横向隔离设备，阻止未经授权的访问并保护核心控制网络。
2.2 数据安全保护
电力监控系统中的数据安全必须从三个维度进行处理：加密、完整性验证和存储安全。
数据加密：结合对称（如AES）和非对称（如RSA）加密的混合方法确保机密性。例如，在纵向加密装置中使用SM2/SM4国家标准密码算法来保护调度数据网的数据包，防止数据泄露。
完整性验证：基于SHA-256的数字签名确保数据未被篡改。在变电站自动化系统中，SCADA数据包被签名，接收者可以实时验证其完整性。
存储安全：
备份与恢复：“本地+异地”双活备份策略，结合快照和增量备份技术，实现快速恢复。例如，省级调度中心使用NAS阵列进行同步复制到灾难恢复站点，实现分钟级的RPO（恢复点目标）。
访问控制：基于角色的访问控制（RBAC）模型限制权限——例如，调度员可以查看实时数据，而维护人员只能访问日志。
数据脱敏：通过替换或遮掩敏感信息（如用户账号、位置）来防止暴露。
2.3 身份认证和访问控制
身份认证和访问控制必须满足高安全性和可审计性的标准。
多因素认证（MFA）通过结合密码、数字证书和生物特征（如指纹、虹膜）增强安全性。例如，当调度员登录EMS系统时，他们必须输入一次性密码、插入USB令牌并验证指纹。
基于PKI（公钥基础设施）的数字证书实现安全的设备认证和密钥分发。在变电站纵向加密装置中，SM2国家标准证书确保双向认证和可信通信。
细粒度访问控制：
基于属性的访问控制（ABAC）根据用户属性（角色、部门）、资源属性（设备类型、敏感性）和环境因素（时间、地点）动态分配权限。例如，值班调度员可以在工作时间内访问实时数据，但不能修改设备参数。
使用软件定义边界（SDP）和零信任架构的微分割在细粒度级别上隔离系统。在云部署的监控系统中，SDP在用户认证后动态打开访问通道，最小化攻击面。
审计与追溯：所有认证和访问事件都被记录下来用于取证分析。4A平台（账户、认证、授权、审计）集中用户行为日志。SIEM（安全信息和事件管理）系统执行跨系统日志关联，为事件调查提供证据链。
3. 安全保护措施的实际实施
3.1 物理安全措施
物理安全是系统可靠性的基础，需要多层次、综合的方法。
环境监测：温度、湿度、烟雾和水传感器实时检测异常。在省级调度中心，自动化的HVAC系统响应阈值突破，保持最佳运行条件。
门禁与视频监控：集成的门禁和CCTV系统全天候监控出入，防止未经授权的访问。
电磁屏蔽：在关键区域使用导电材料（如铜网、导电漆）。变电站控制室中的法拉第笼设计有效阻挡雷电引起的电磁脉冲（LEMP）和无线电干扰，防止SCADA故障。
设备冗余：双电源和网络链路确保连续性。调度系统中的核心交换机使用热备模式，实现秒级RTO（恢复时间目标）。
环境韧性：户外RTU（远程终端单元）设计具有防爆、防水和防腐蚀外壳，符合IP67标准。
周界保护：电子围栏和红外光束传感器保护变电站和控制中心等关键场所。
3.2 运行安全措施
运行安全侧重于系统加固、安全审计和漏洞管理。
系统加固：禁用不必要的服务，强制执行最小权限，并启用安全策略。例如，Linux服务器禁用远程root登录并使用SSH密钥认证。防火墙限制端口访问，并对操作系统和数据库应用基线配置（如禁用来宾账户）。
安全审计：SIEM平台实时监控系统操作、网络流量和应用程序行为。通过对登录日志、设备操作和网络访问进行关联，检测异常活动（如下班后登录、跨区域访问）。行为建模建立正常基线，在发生偏差时触发警报。
漏洞管理：建立一个闭环过程，即检测→评估→修复→验证。使用Nessus或OpenVAS等工具扫描漏洞。优先处理高风险问题（如SQL注入、RCE）。修复后，渗透测试验证修复效果。
3.3 应急响应和灾难恢复
预防→检测→响应→恢复的全生命周期机制是必不可少的。
风险评估：识别潜在威胁（如自然灾害、勒索软件）并制定针对性的应急预案。对于勒索软件，计划包括隔离受感染设备、恢复备份和重建系统。定期演练验证计划的有效性。
响应团队：建立一支有明确角色（指挥、技术、后勤）的专门团队，以便快速响应事件。
灾难恢复：
数据备份：“本地+异地”双活策略结合快照和增量备份，确保快速恢复（RPO在几分钟内）。
系统恢复：自动化工具（如Ansible、Puppet）实现操作系统和应用程序的快速重新部署，最大限度地减少RTO。
4. 结论
总之，安全保护技术和措施对于电力监控系统的稳定运行至关重要。通过在网络、数据和身份安全方面建立技术防御，并整合物理、操作和应急响应措施，电力系统可以有效抵御内部和外部威胁。
未来，防御框架必须不断演进——结合智能分析、零信任架构和自动响应——以满足新型电力系统的需求，并支持电力行业的安全数字化转型。
