區塊鏈技術在電力物聯網安全體系設計中的使用

國網伊犁伊河供電有限責任公司 劉小龍

隨著我國近年來社會經濟不斷的發展,信息技術以及網絡的發展速度是極快的,但是目前我國電網在實際運用過程中往往會遇到一定的問題,使得安全性得不到有效的保障。在以往的電網工作過程中,一般是通過內部系統的下屬單位將所遇到的安全問題以及漏洞及時匯報上傳,經過統一的審查檢驗后再予以進行修復。但是我國信息技術的發展,電力物聯網得到了充分的應用,而一些安全問題在這個過程中逐漸凸顯出來。對于這種情況來說,往往會因為傳統審查檢驗時間較長而使得無法切實有效的將安全問題予以解決。而區塊鏈技術由于自身的無法偽造的特性,能夠將電力物聯網的安全體系進行充分完善,切實提升電力物聯網在實際運行中的安全性。基于此本文重點分析區塊鏈技術在電力物聯網安全體系設計中的使用情況與使用策略。

0 引言

國家電網公司在發展的過程中,越來越重視互網聯信息技術的重要性,并逐漸朝著能源互聯網企業發展,以此來保障電網公司在未來的發展過程中能夠充分體現出自身的發展優勢。智能電網的發展距今已經經過了十余年時間,當下的智能電網建設主要是通過特高壓所組成的多級電網協調網架來進行實現,發展至今已經相對完善。但是對于電力物聯網的發展而言,卻較為困難與復雜。首先是電力物聯網的發展時間較短,目前正處于初步發展階段,其次是在發展過程中需要利用多方面的各類技術來進行協同發展。目前我國電力物聯網的發展已經初具規模,物聯網終端也已經突破到了數億臺以上,為將近5億電力用戶提供用電服務。但是也就是在這種發展基礎上,物聯網設備很容易受到網絡攻擊,造成電力物聯網的癱瘓,因此本文將以區塊鏈技術融入到電力互聯網的安全體系的使用設計。

1 區塊鏈在電力物聯網安全體系中的結構形式

區塊鏈技術是一種新型的信息技術,在這種技術下的儲存結構更加安全合理,是一種鏈條形式的儲存方式,它能夠將存在于網絡中的信息儲存在節點之中,并且以節點中實際的儲存內容來形成新的儲存區塊。在不同區塊中有著明顯的差異性,首先是區塊主要由兩個部分所構成,首先是區塊體,這部分主要是通過樹狀圖的形式來儲存信息,而區塊頭的哈希值則在信息構成的跟目中?；谶@種區塊鏈在電路物聯網安全體系中的結構形式我們可以明確,區塊鏈是一種高效保障電力物聯網安全性的技術之一[1]。

2 區塊鏈技術在電力物聯網安全體系中的作用

區塊鏈技術最早的應用是在虛擬貨幣——比特幣中首次出現的,這種虛擬貨幣主要通過數據代碼來跳過認證機構與管理系統進行交易,這種虛擬貨幣正式通過區塊鏈技術得以發展的。但是在介紹比特幣的相關書籍中往往缺乏對區塊鏈技術的介紹,在從比特幣的實際發展方式來說,比特幣的交易方式就完全取決于區塊鏈的本質特征,由客戶重點提出交易申請,此后通過信息傳播經過節點將交易事項進行容納,同時各節點開始通過不同的數值來進行實驗,直到出現合法數值并針對該節點進行檢驗,最終完成交易。上述內容均為分析區塊鏈技術的舉例內容,也正是虛擬貨幣導致人們對于區塊鏈的印象僅僅停留于此,但是總的來說,區塊鏈也正是由于自身的儲存形式以及認證模式的安全性才對電力物聯網安全體系有著促進作用。

2.1 區塊鏈技術能夠保障數據安全

區塊鏈的數據儲存結構較為特殊,是一種鏈條形式的儲存方式,這種儲存方式有若干個新區塊,其中每個區塊都會包含前者的相關信息,以此來構成一個完整的鏈條式儲存結構,這種鏈條式儲存結構會隨著信息的增多不斷延伸自身的長度,在鏈條變長的同時,各個節點中的安全性也會變得更高。若想修改任一節點內的數據信息,不僅需要將整個鏈條式儲存結構中的信息內容都進行修改,而且偽造難度成倍增加。在電力物聯網的運行中,會將各個節點中的信息都進行如實記錄,并針對威脅信息數據安全的漏洞進行修補,切實保障數據安全[2]。

2.2 區塊鏈技術加密服務能夠認證身份安全

區塊鏈技術中包含著大量的密碼學內容,這也是保障信息數據安全的憑借之一。在區塊鏈技術中,有各類安全學與密碼學的高級技術,能夠充分保障用戶的使用安全。區塊鏈中儲存信息的各個節點,其主要憑借著加密機制的算法來完成認證身份安全的工作。在這個基礎上,通過加密服務能夠將節點中信息數據的安全性進行充分保障,而加密服務中的密鑰功能,更是深層次加強了信息數據的安全程度,在電力物聯網的運行中,通過區塊鏈技術能夠保障節點安全性,使得不法分子無法偽造自身的身份來侵入節點竊取信息數據。

2.3 區塊鏈技術認證模式保障工作環境安全

在區塊鏈技術應用過程中,對于一些事務的決策往往需要節點進行投票進行決定,這種決策除了區塊鏈大部分節點被侵入的情況,否則是不會出現安全問題的,且區塊鏈的加密技術極為先進,因此區塊鏈技術下的電力物聯網工作是能夠得到保障的。區塊鏈技術下的信息數據儲存在是極為安全的,也是能夠追溯問題源頭的,因此偽造修改內容是幾乎不可能發生的情況,在這種安全的工作環境下,電力互聯網安全體系中的各個成員可以通過相應算法來解決一些實際問題[3]。

2.4 區塊鏈技術儲存模式能夠自行追溯網絡攻擊行為

區塊鏈技術下的特殊儲存方式不是僅僅將信息數據存放在某一個單獨的節點之上,而是凡是正規節點都是會進行儲存的。因此在這種情況下倘若某一個節點中的信息數據丟失,那么其他節點中同樣存有完整的信息數據,只需要驗證身份,就可以將信息數據進行備份,并在發生丟失數據的節點中將信息數據復原。除此之外,在區塊鏈的儲存模式中,節點與節點之間都是獨立存在的,每個節點上都存在一套完整信息數據,任何節點倘若缺失了一部分信息數據內容也不會對整體造成影響,充分保障電力物聯網業務系統中數據的安全性,還能針對網絡攻擊行為進行準確追溯。

3 區塊鏈技術在電力物聯網安全體系設計中的實際應用

3.1 電力物聯網安全風險模型

在通過區塊鏈技術保障電力物聯網的安全性的過程中。(1)需要建立一個安全風險的模型。根據目前存在的且通過審核的網絡安全漏洞來入侵區塊鏈,在通過區塊鏈中的漏洞掃描技術來進行測試。(2)利用區塊鏈技術探索電力物聯網的安全問題,首先需要對電力物聯網中的漏洞進行挖掘,在一個節點的基礎上去發現節點所出現的安全問題,并將整改操作內容形成一個全面的清單供人使用。同時還要將挖掘效率較高的成員單獨進行分區,以此來保障區塊鏈應用在網絡中的統一性,并將審核效率較低的用戶進行審核。(3)將區塊進行錄入生成加密消息摘要,在獲取到漏洞信息后,首先需要解鎖目標的地址信息,然后將哈希值以及時間戳等信息進行整理,形成信息摘要[4]。

3.2 區塊鏈技術在運用過程中的可行性分析

在電力物聯網安全體系中使用區塊鏈技術,不僅能夠對儲存地址進行加密,而且還能準確追溯到問題出現的源頭,充分保障電力物聯網安全體系的良好運行,這對于我國電網企業未來的發展來說是極具現實意義的[5]。

4 結語

綜上所述,區塊鏈由于自身的安全程度極高,且在電力互聯網安全體系的設計中擁有極大的利用潛力,因此成為了當前國家電網的一個主要利用技術。但是目前從整體利用情況上來看,對于區塊鏈技術的應用還是在金融領域利用程度較高。對于電力物聯網來說,不僅對于國家電網的整個運行系統有著極為重要的意義與性質,還起到了保障安全的作用。倘若電力互聯網出現故障,那么不僅有可能會造成停電事故影響人民群眾的正常用電需求,甚至問題會上升至國家層面。在這個基礎上,將區塊鏈技術充分融入到電力物聯網安全體系的設計中是極為必要的。不僅能夠與保障電力物聯網形成可控的運行環境,還能促進我國未來的電力良好發展。

引用

[1] 趙丙鎮,王棟,錢雪,等.基于區塊鏈的電力物聯網信任網關設計與實現[J].中國電力,2021,54(7):192-197.

[2] 龍玉江,李洵,衛薇,等.區塊鏈與電力物聯網數據檢測技術[J].集成電路應用,2021,38(6):66-67.

[3] 甄自競,劉柱,王利民,等.基于區塊鏈技術的配電網分布式臺區終端系統設計[J].浙江電力,2021,40(5):30-35.

[4] 王丹,趙訓威,王文華.基于區塊鏈和泛在電力物聯網的安全體系[C].中國電機工程學會電力信息化專業委員會.生態互聯 數字電力:2019電力行業信息化年會論文集.中國電機工程學會電力信息化專業委員會:人民郵電出版社電信科學編輯部,2019:192-195.

[5] 王棟,薛真,廖會敏.密碼技術在能源互聯網中的應用及展望[C].中國電機工程學會電力信息化專業委員會.生態互聯 數字電力:2019電力行業信息化年會論文集.中國電機工程學會電力信息化專業委員會:人民郵電出版社電信科學編輯部,2019:259-266.