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智能电网环境下电网企业信息安全关键技术

文档作者：马彪，颜佳，许劭庆文档来源：吉林省电力有限公司通信分公司		点击数：	更新时间： 2024年07月26日
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上一篇：智能电网信息安全风险评估

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2012年04月
第4O巷 第2期(总第219期)
Apr．2012
Vo1．40 No．2 (Ser．No．219)
智能电网环境下电网企业信息安全关键技术
Key Technology for Information Safety in Grid Related Enterprises
Under the Environment of Smart Grid
马 彪，颜 佳，许劭庆
(吉林省电力有限公司通信分公司，长春130021)
摘要：通过对智能电网环境中电网企业信息系统应用特点的分析，参照国家对信息系统安全等级保护的相关要
求，对电网企业中信息系统安全防护技术进行了研究与探索，并结合智能电网环境中电网企业信息系统安全防护
需求，重点对网络安全域划分、逻辑强隔离、网络防火墙和入侵检测系统等关键技术进行了研究与应用，从而进一
步明确了在智能电网建设过程中安全防护的重点。
关键词：电网企业；信息安全；网络防火墙；逻辑强隔离
中图分类号：TP393．08；TM727 文献标志码：B 文章编号：1009—5306(2012)02—0030 03
作为世界电网发展的新趋势，智能电网在国内
外均受到了极大关注。国家电网公司率先提出以特
高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电
网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建
以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领
先、自主创新、中国特色的坚强的智能化电网。
建设智能电网的首要任务是推动其核心技术的
发展，作为核心技术之一的信息和通信技术(ICT)
实现“智能”的基础，贯穿发电、线路、变电、配电、用
户服务、调度六大应用环节。智能电网的“智能”就体
现在可观测、可控制、分布式智能、高级分析、自适
应、自愈等方面，而各方面的实现都依赖ICT技术。
随着智能电网的快速发展，电网企业对信息系
统的依赖程序日益增加，如何加强智能电网中信息
安全问题已经成为了一个热点问题。
1 电力企业信息系统发展现状
1．1 国外发展现状
国外电力公司信息化建设经历了从分散到集中
的建设过程，多采用SOA(面向服务架构)，通过数
据中心对信息系统进行有效的整合，构建了包括信
息网络、数据交换、数掘中心、应用集成和企业门户
收稿日期：2012—12-12
作者简介：马 彪(1962一)，男，工程师，从事信息技术专业工作。
·30 ·
的一体化企业信息集成平台，为各类其他业务应用
提供支撑。值得关注的是，国外电力公司在信息化发
展过程中特别重视信息网络等基础设施建设，欧美
的电力公司一般都有属于自己的比较强大的专有信
息网络，并通过建设备用通道确保信息网络的高可
用性。借助于自有信息网络资源，许多美国和日本的
电力公司也经营IP网络接入服务。
1．2 国内发展现状
以国家电网公司为代表的电力企业信息化主要
经历了三个主要的发展阶段：第一个阶段是以调度
生产自动化和各自独立的管理信息系统为重点的起
步阶段；第二个阶段是以企业信息化为核心的快速
发展阶段；第三个阶段是全面构建信息化企业阶段。
自2006年以来，国家电网公司以构建一体化企业级
信息平台为核心，通过SG186工程的建设提升了企
业的整体信息化水平。随着SG186工程的完成和
SG—ERP建设的全面推进，信息系统已经在电网生
产控制和公司日常经营管理中发挥着越来越重要的
作用，并成为国家电网公司El常工作的基础手段 ]。
在大力推进信息化建设的同时，为了确保信息
系统的持续稳定运行，国家电网通过健全信息安全
管理和技术措施，实现了生产控制大区和管理信息
大区的安全隔离，初步形成了信息系统等级保护纵
深防御体系，基本建立了信息化标准规范体系。
2012年O4月
第4O卷 第2期(总第219期)
吉 林 电 力
Jilin Electric Power
Apr．2012
Vo1．40 No．2(Ser．No．219)
2 智能电网中信息安全需求
智能电网的高度自动化、开放性和共享信息的
特点，使得电网企业实现了机构间互动的实时性、市
场化交易的及时性等优化电网运营和管理的目的。
但是，也正是由于智能电网的如上特性为它带来了
信息安全隐患，这些安全问题存在于物理、网络、数
据等多个层面。
依据对目前国内外电力企业信息系统发展现状
的分析，基于对智能电网的发展特点研究，为了在智
能电网环境下确保信息的机密性、完整性、可用性、
可控性和抗抵赖性，应从物理安全、网络安全、应用
安全、数据安全和主机安全等方面进一步加强智能
电网中的信息安全f2]。
3 智能电网中信息安全关键技术
3．1 网络安全域划分
3．1．1 网络安全域划分的目的
为了满足国家对信息系统安全等级保护的要
求，采用网络安全域划分是一项重要技术手段。网络
安全域划分是指在同一信息网络内根据信息网络的
使用性质、承载对象、安全目标等元素的不同而将信
息网络划分为不同的逻辑子网。在整个信息网络中，
同一个逻辑子网采用相同的安全保护措施，具有相
同的安全访问控制和边界控制策略，不同逻辑子网
间的访问需要进行严格的访问控制。
通过应用网络安全域划分技术可以达到以下
目的：
a．将一个庞大的信息网络系统的安全问题转化
为较小区域的更为单纯的安全保护问题，从而更好
地控制网络安全风险，降低信息系统风险；
b．利用安全域划分技术，可以理顺网络架构，
更好地指导信息系统的安全规划和设计、入网和验
收等工作；
C．进一步明确各安全区域的防护重点，将有限
的安全设备投入到最需要保护的信息资产，从而提
升安全设备的有效性；
d．不断简化信息网络安全的运维工作，有的放
矢地部署网络安全审计设备，为检查和审核提供
依据。
3．1．2 网络安全域划分方案设计
目前国内外比较常用的安全域划分方式为按照
业务系统划分、按照防护等级划分和按照系统行为
划分三种。
为了确保电网企业现有业务的正常运行，同时，
考虑到未来信息系统部署的可扩展性，将三种安全
域划分的基本方法进行综合应用，进行了电网企业
网络安全域划分方案的设计。
电网企业网络安全域的划分依据“分区、分级、
分域”的基本方针从3个维度对网络进行了安全域
划分，并将各安全域划分为网络边界、网络环境、主
机系统和应用环境4个层次实施安全措施防护。安
全域划分的总体方案为：首先根据业务类型将整个
信息网络划分为信息内、外网两部分，其目的是有效
地隔离威胁，保障信息内网中核心业务安全运行。
Internet相关业务均部署在信息外网，信息内外网
间只允许特定的业务通过指定的方式进行数据交
换，这样就实现了对内、外服务的分离，规避了来自
Internet的威胁，大大增强了信息内网的安全性。其
次，在进行信息内、外网隔离的基础上，根据业务的
特点及其重要性，依据国家关于信息系统安全等级
定级办法对各信息系统进行安全防护等级的定级工
作，并针对各防护等级制定安全防护策略。最后，根
据定级结果，遵从“三级系统独立成域，二级系统统
一成域”的原则进行安全域的划分。电网企业网络安
全域划分方式见图1。
图1 电网企业网络安全域划分方式
3．2 逻辑强隔离
“分区”是电网企业进行网络安全域划分的基本
· 31 ·
2012年O4月
第40卷 第2期(总第219期)
吉 林 电 力
Jilin Electric Power
Apr．2012
Vo1．40 No．2(Ser．No．219)
方针之一，逻辑强隔离则是实现“分区”的关键技术。
在国家保密局颁布的《计算机信息系统国际联
网保密管理规定》中明确规定：“凡涉及国家秘密的
计算机信息系统，不得直接或间接地与国际互联网
或者其他公共信息网络相连接，必须实行物理隔
离”。“物理隔离”的概念在GA 370-2001((端设备隔
离部件安全技术要求》中进行了明确的定义：公共
网和专网在网络物理连线上是完全隔离的，且没有
任何公用的存储信息。在该要求中同时给出了逻辑
隔离的定义，即公共网络和专网在物理上是有连线
的，通过技术手段保证在逻辑上隔离，一般指通过
TCP／IP等常用协议，使用防火墙设备在逻辑上规
范不同的安全区域，并对不同区域的访问进行检查
和验证。
逻辑强隔离则是近年来所提出的新概念，即使
用逻辑强隔离设备(正向、反向或双向网闸等)进行
网络隔离。逻辑强隔离比逻辑隔离安全性更高，同时
与逻辑隔离接近，具有数据交换方便等优点。
基于目前国内网闸等逻辑强隔离技术，结合电
网企业信息系统实际使用情况，在电网企业内所采
用的逻辑强隔离技术是在信息内网和信息外网间部
署逻辑强隔离设备(如网闸)进行连接。之所以采用
此种方式，是由于网闸的技术特性可以较好地提升
信息内网的安全性。同时又可以较好的满足信息内
外网特定信息通过特殊端口交换数据的需要，解决
物理隔离环境下营销系统等业务在信息内外网不能
及时安全交换数据而影响业务的问题。
3．3 网络防火墙及入侵检测
作为网络安全防护的重要手段，网络防火墙和
入侵检测是实现“分级”和“分域”的关键技术 J。
网络防火墙技术属于一种网络逻辑隔离技术，
通过将网络的不同区域进行有效的隔离，借助制定
的安全策略对各安全区域间的流量进行集中管理与
控制。
人侵检测技术则是通过对网络系统运行状态的
监视，发现某种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，
是对网络防火墙技术的一种有效补充。
在对网络进行“分区”后，电网企业信息网络由
逻辑强隔离设备划分为两部分，即信息内网和信息
外网。因此，在进行网络防火墙和入侵检测系统部署
及应用时，需要在信息内外网各部署独立的系统来
完成对不同安全域间网络信息的控制。
·32 ·
在信息内网，按照业务应用安全防护要求的不
同进行定级后，通过vlan划分方式对相同安全级别
的业务应用系统进行分类，其中，三级及以上的系统
分别独占一个vlan，二级系统及以下的系统可以使
用同一个vlan。在完成系统定级后，通过高性能的网
络防火墙进行安全域的划分与访问控制，其中，每个
三级及以上系统均单独使用一个防火墙物理端口，
以确保重要系统在物理层面的安全性，二级及以下
系统根据流量需求共享几个物理端口。每个安全域
间制定严格的访问控制策略，并通过入侵检测系统
对网内所有流量进行实时检测，确保不同安全域的
安全性。
在信息外网，主要为dmz区、信息外网客户端
区和互联网3部分，其中，dmz区内承载着与互联网
业务相关的信息系统。与信息内网防护方式类似，通
过网络防火墙对以上两个安全域间及与互联网之间
进行严格的访问控制，使用入侵检测系统对相关流
量进行入侵检测，从而确保电网企业信息外网业务
的正常运行。
4 结束语
本文通过对智能电网信息安全现状的分析，以
智能电网信息安全防护需求为依据，对智能电网中
信息安全防护的关键技术进行了研究，并以此为基
础，将信息安全的关键技术应用到智能电网信息安
全防护体系建设中，从而为智能电网环境下电网企
业信息安全防护体系的建设进行了有益的探索。但
是，在信息安全防护领域没有绝对的安全，需要根据
智能电网环境中信息系统部署和应用的特点，结合
信息安全防护的新技术不断探索。
参考文献：
[1] 郝悍勇，刘玲．电力央企信息化水平发展评价LJ]．电
力信息化，2011，9(9)：6-13．
[2] 滕文静．智能电网安全建设重点[J]．电力信息化，
2010，(12)：27—29．
E33 谢飞，林文孝，都俊超，等．电力行业防火墙产品选型
模型研究口]．电力信息化，2011，9(6)：89—93．

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