數字電網信息安全面臨的問題與挑戰

陳少青

（廣東電網有限責任公司汕頭金平供電局，廣東 汕頭 515000）

0 引 言

近年來，我國各大型電網企業逐漸開始重視網絡信息安全問題，不斷加強網絡安全防御體系建設。現有的防御體系以攻擊發生后再采取措施為主，暫時不能做到提前預測、預警或將威脅消除，已經不能滿足人們對電網信息安全的需求。在面對數字電網信息安全問題時，企業需要提前對其安全運行態勢進行預測，準確把握其中容易出現的安全因素，化被動為主動，提前解決潛在風險。除此之外，企業還應該借助技術手段設置相關安全運維模塊，在評估安全風險后保障數字電網信息安全，主動防御外來攻擊。

1 數字電網信息安全面臨的問題

1.1 防御水平不足

目前，數字電網中的大量智能電表部署在較為先進的量測系統中，能夠滿足信息的雙向通信。作為數字電網數據采集的基本設備之一，智能電表以原始電能數據采集、計量與傳輸作為主要任務，是實現數字電網信息集成、分析優化的基礎[1]。受到資金與設備等問題的影響，智能電表只能進行輕量級的安全防御，其安全防御制度較為簡單，容易受到不法分子攻擊。尤其是對電力資源的盜取，會使數字電網系統遭受較大的經濟損失。數字電網本身防御水平不足，亟需建立相關防御機制。

1.2 數據篡改與隱私泄露

不同于現有的電力系統，數字電網能夠進行更高頻率的基礎數據采集。數據信息傳輸過程中，部分不法分子會趁機截獲明文數據并對其進行篡改等操作，這就會影響到用戶的隱私信息安全，使用戶隱私出現泄露的情況[2]。除此之外，不法分子會對數字電網中的通信協議進行破解，隨后對其中儲存的數據和通信報文進行惡意修改，嚴重影響數字電網中數據的完整性，最終導致電力系統癱瘓。信息時代背景下，相關工作人員對數字電網中的信息安全需要更加重視，一旦信息數據出現泄露的情況，可能會導致一系列的危機[3]。

1.3 虛假數據注入

虛假數據注入是不法分子攻擊手段的一種，同時也是威脅數字電網運行效率及其可靠性的重要因素之一。虛假數據注入攻擊主要通過向控制中心的定期報告中注入錯誤測量值來發起攻擊，其針對的主要是數字電網的基礎設施[4]。通過狀態估計器測試并避免警報是虛假數據注入攻擊成功的必要條件，虛假數據注入攻擊會誤導控制中心做出錯誤決策，對數字電網的整體性能產生不良影響，最終導致大面積停電、系統紊亂等。

1.4 智能終端設備安全漏洞

隨著科學技術的不斷發展，智能終端設備已經滲透到人們生活的方方面面，給人們的日常生活和工作帶來極大的便利，人們對其依賴性也在逐漸上升[5]。部分智能終端設備在設計之初考慮問題不夠全面，導致存在諸多安全隱患，這些安全隱患容易導致用戶個人信息泄露。部分不法分子可以繞過諸多防護機制利用安全漏洞控制智能終端設備，在其與數字電網連接時趁機入侵數字電網，對數字電網展開攻擊，導致更大安全事故的發生。

2 數字電網信息安全問題解決對策

2.1 實時網絡安全態勢預測

為了減少數字電網信息安全問題，需要進行網絡安全態勢預測。信息運維工作人員在日常工作中可以建立一個安全評估模型，對數字電網系統中存在的外部攻擊信息、節點內部脆弱性、攻擊自身威脅性以及運行異常日志等信息進行綜合分析，評估數字電網網絡安全態勢[6]。根據分析結果，采取有效的針對性措施在關鍵網絡節點處檢測、防止或限制從內部或外部發起的網絡攻擊行為，實現對數字電網信息安全的全面防御。

2.2 用戶身份認證

數字電網智能終端使用過程中存在諸多安全隱患。不法分子會通過智能移動終端對用戶信息進行修改或注入，從而控制移動終端對數字電網展開攻擊。基于此，需要加強對用戶身份的認證，避免用戶身份信息被盜用[7]。在連接數字電網時，可以使用聲紋識別、指紋識別或面部識別等方式驗證用戶身份，有效保護數字電網的信息安全。

2.3 設置安全運維模塊

數字電網安全運維系統的核心是安全運維模塊，該模塊的功能較為強大，能夠對數字電網中出現的故障進行及時檢測，同時對數字電網的日常運行情況進行監測，在出現安全問題時及時進行預警，提醒相關工作人員及時采取運維措施[8]。安全運維模塊對數字電網故障的檢測主要針對數字電網運行所依托的設備，一旦設備運行出現異常情況，安全運維模塊可以提前進行預警，將故障影響降到最低，避免出現更大的安全事故。安全運維模塊對數字電網日常運行情況的監測主要是針對電網內部，尤其是對客戶端的運行情況進行監測。利用安全運維模塊監測客戶端運行時，在客戶端試圖訪問數字電網時對其進行身份驗證，驗證通過才能訪問，否則拒絕其訪問請求，從而防止出現信息泄露或被惡意篡改的現象。在客戶端連接數字電網后，安全運維管理系統會嚴格控制客戶端服務器的開啟，確保其完成用戶指令的同時，監測其在系統內部的操作，防止不法分子盜取用戶信息或利用客戶端連接數字電網進行惡意攻擊等行為。安全運維模塊一旦檢測出客戶端存在違法操作，會立刻切斷其與數字電網的聯系，同時發出警報并生成相應的異常日志，提醒相關工作人員及時核實異常情況，避免數字電網受到不法攻擊，有效保護數字電網的信息安全，避免出現更大的安全事故[9]。

2.4 建立數字電網智能安全監控程序

為了減少數字電網的信息安全問題，需要建立數字電網智能安全監控程序。數字電網智能安全監控是數字化和信息化時代發展的產物，基于計算機高速雙向通信網絡對整個變配電系統進行集中管控，自動化進行數據采集與分析是電力市場發展的新趨勢[10]。基于數字電網各項數據調用傳輸過程進行監控數據采集，實現數字電網數據的高效采集與分析。數字電網智能安全監控程序也能實現對電網狀態的監測與預警，在出現故障時確保能夠迅速隔離故障。

2.5 數字電網運行環境安全

運行環境與運行設備是數字電網安全管理中最為基礎的部分，數字電網的正常運行依靠的是運行環境的穩定性和技術設備的先進性。首先，需要保證數字電網設備運行環境的安全，應當避免出現電壓不穩、溫度過高或環境潮濕等情況。其次，應該不斷更新和完善數字電網運行所依托的軟硬件基礎，保證設備的先進性，防止安全問題的出現。最后，需要確保數字電網所處網絡環境的安全，可以建立相關智能防火墻，避免出現攻擊者入侵的情況。

3 結 論

我國數字電網處于初級發展階段，仍存在諸多安全隱患與安全漏洞，相關工作人員和研究人員需要及時分析安全問題成因，并進行有針對性的解決。同時，需要加強用戶的安全防范意識，使用戶意識到信息安全的重要性和信息泄露產生的危害，從多個角度保障數字電網信息安全。