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隨著Internet的迅速發(fā)展，信息安全問題面臨新的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)信息安全問題已威脅到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行，影響著“數(shù)字電力系統(tǒng)”的實現(xiàn)進程。開發(fā)相應的應用系統(tǒng)、制定電力系統(tǒng)信息遭受外部攻擊時的防范與系統(tǒng)恢復措施等信息安全戰(zhàn)略是當前信息化工作的重要內(nèi)容。電力系統(tǒng)信息安全已經(jīng)成為電力企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理的重要組成部分，是電力系統(tǒng)安全運行和對社會可靠供電的保障。
電力系統(tǒng)信息安全是一項涉及電網(wǎng)調(diào)度自動化、繼電保護及安自裝置、廠站自動化、配電網(wǎng)自動化、電力負荷控制、電力市場交易、電力營銷、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)等有關生產(chǎn)、經(jīng)營和管理方面復雜的多領域大型系統(tǒng)工程。建立電力系統(tǒng)信息安全體系的一個關鍵問題是怎樣實施實時監(jiān)控系統(tǒng)(簡稱監(jiān)控系統(tǒng))與其它信息系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。針對監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)互聯(lián)而設計的“電力系統(tǒng)專用網(wǎng)絡隔離裝置”，對提高監(jiān)控系統(tǒng)對有可能導致電網(wǎng)安全事故的攻擊、病毒、泄密等的防御水平，消除絕大部分的安全隱患，為電力系統(tǒng)信息安全、電網(wǎng)安全運行把好最重要的關口，具有重大的意義。
1 網(wǎng)絡環(huán)境
1.1 監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的特點
監(jiān)控系統(tǒng)是指電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，它包括各級調(diào)度自動化系統(tǒng)，對水、火電廠機組自動發(fā)電控制的電網(wǎng)AGC系統(tǒng)，繼電保護，故障錄波，安全自動裝置，火電機組DCS系統(tǒng)，水電廠計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)，電力系統(tǒng)光纖、數(shù)字微波、模擬微波等通信系統(tǒng)等。監(jiān)控系統(tǒng)類中的基于TCP/IP的數(shù)據(jù)業(yè)務，速率要求不高，數(shù)據(jù)流基本恒定，但業(yè)務實時性較強，其中遙控遙調(diào)更與電網(wǎng)安全直接相關，可靠性要求較高；從應用范圍來看，生產(chǎn)控制類業(yè)務分布在各網(wǎng)省調(diào)及大量發(fā)電廠和變電站，屬于較特殊的一類窄帶業(yè)務。
其它信息系統(tǒng)是指以電力信息主干網(wǎng)絡為中心，輻射各發(fā)、供電、施工、修造等單位的計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)。其它信息系統(tǒng)類業(yè)務突發(fā)性很強，速率要求較高，實時性不強，保密性要求較高，覆蓋除生產(chǎn)控制類以外的所有數(shù)據(jù)業(yè)務，其網(wǎng)絡布局集中于行政辦公中心，一般要求為寬帶網(wǎng)絡。
1.2 監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)互聯(lián)情況
近年來監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)涵有了較大的延伸，其它信息系統(tǒng)的發(fā)展也很快。系統(tǒng)互聯(lián)是生產(chǎn)管理的必然需要。目前主要有串行口聯(lián)接和網(wǎng)關連接2種方式，按串行口聯(lián)接基本不會帶來攻擊或病毒，但數(shù)據(jù)交互很不方便。因此，當前的監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)大多分不同網(wǎng)段通過網(wǎng)關聯(lián)接，但是其它信息系統(tǒng)安全性不夠，對實時監(jiān)控系統(tǒng)會帶來一些安全隱患(如攻擊、病毒、泄密等)，導致電網(wǎng)安全事故。
2 網(wǎng)絡隔離
2.1 網(wǎng)絡安全
信息系統(tǒng)的安全主要包含5個層面，即物理安全、網(wǎng)絡安全、系統(tǒng)安全、應用安全、人員管理。其中網(wǎng)絡安全即網(wǎng)絡上的信息安全，是指網(wǎng)絡系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護，以免遭到破壞、更改、泄露，使系統(tǒng)連續(xù)可靠地正常運行，網(wǎng)絡服務不中斷。廣義來說，凡是涉及到網(wǎng)絡上信息的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性的相關技術和理論都是網(wǎng)絡安全所要研究的領域。網(wǎng)絡安全涉及的內(nèi)容既有技術方面的問題，也有管理方面的問題，技術方面主要側重于防范外部非法用戶的攻擊，管理方面則側重于內(nèi)部人為因素的管理。
2.2 網(wǎng)絡隔離
國家保密局頒布的“計算機信息系統(tǒng)國際聯(lián)網(wǎng)保密管理規(guī)定”確定，涉及國家秘密的計算機信息系統(tǒng)，不得直接或間接地與國際互聯(lián)網(wǎng)或其它公共信息網(wǎng)絡相聯(lián)接，必須實行物理隔離。電力生產(chǎn)事關國計民生，電力系統(tǒng)的安全非常重要，監(jiān)控系統(tǒng)要求可靠、安全、實時，而其它信息系統(tǒng)要求完整、保密。兩種業(yè)務應該有效安全隔離。
目前各級電力信息系統(tǒng)通常在企業(yè)Internet出口側設普通防火墻，承擔的是普通的網(wǎng)絡隔斷任務。在此基礎上對網(wǎng)絡進行分層，能增強系統(tǒng)的可靠性，具體實施是在監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)唯一接入點設置專用隔離裝置，從物理上分為兩級，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全，結構如圖1所示。
圖1 電力系統(tǒng)專用網(wǎng)絡隔離防火墻接入配置
專用隔離裝置提供了2個網(wǎng)絡接口。除了監(jiān)控系統(tǒng)LAN接口、其它信息系統(tǒng)LAN接口，還專門有一個控制口用來連接一臺專用管理機，用于對裝置進行配置、管理。
監(jiān)控系統(tǒng)LAN區(qū)是不對外開放的區(qū)域，它只對其它信息系統(tǒng)LAN區(qū)提供部分服務，所以外部Internet用戶檢測不到它的IP地址，無法對它進行攻擊。
其它信息系統(tǒng)LAN區(qū)可以對外提供服務，系統(tǒng)開放的信息都放在該區(qū)，由于它的開放性，就有可能成為黑客攻擊的對象，但由于與監(jiān)控系統(tǒng)是隔離開的，即使受到了攻擊也不會危及監(jiān)控系統(tǒng)。
3 技術平臺
網(wǎng)絡隔離裝置的安全等級應高于防火墻，因此應選用目前國內(nèi)通用的Linux為基礎進行大幅整改的專用網(wǎng)絡安全操作系統(tǒng)。
通用的Linux操作系統(tǒng)盡管能提供多種多樣的功能，但由于其開放性和本身含有安全漏洞,因此極易受到攻擊,直接導致了受其保護的網(wǎng)絡的安全危機，而且這種通用操作系統(tǒng)的漏洞是不斷被發(fā)現(xiàn)的，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上就會公布，相應的攻擊辦法也跟著公布，致使最終用戶和制造廠商無法應付。因此對通用Linux應作如下方面的修改：
取消危險的系統(tǒng)調(diào)用或者截獲系統(tǒng)調(diào)用,限制命令執(zhí)行權限,取消IP轉(zhuǎn)發(fā)功能,檢查每個分組的接口,采用隨機連接序號,駐留分組過濾模塊,取消動態(tài)路由功能,采用多個安全內(nèi)核等。
通過以上設計方法和實現(xiàn)技術，基于獨立開發(fā)的專用網(wǎng)絡安全操作系統(tǒng)之上，網(wǎng)絡隔離裝置的運行效率很高，安全性能優(yōu)越。
4 應用介紹
網(wǎng)絡隔離裝置軟件包含如下模塊：內(nèi)核模塊，隔離模塊(含狀態(tài)檢測模塊),NAT模塊,帶寬管理模塊,通信協(xié)議模塊,圖形用戶界面模塊(或者Web界面模塊),透明代理模塊(屬于NAT模塊),透明模式模塊(包括ARP代理子模塊、路由轉(zhuǎn)發(fā)子模塊等),各電力系統(tǒng)應用代理模塊(包括過濾模塊),流量統(tǒng)計模塊, 審計模塊, 其它模塊(如MAC、IP地址綁定模塊、簡單的IDS、自我保護)等。
網(wǎng)絡聯(lián)接要求：監(jiān)控網(wǎng)中主機(地址為10.43.*.*)可以單方向?qū)ζ渌畔⑾到y(tǒng)DMIS前置主機(地址為192.*.3*.*)傳輸層按TCP協(xié)議、端口為9000、應用層為用戶自定義的通訊規(guī)約提供服務，而從管理角度其它所有的服務均不提供。
根據(jù)上述要求擬定網(wǎng)絡隔離規(guī)則，對單個非特權端口、協(xié)議、單方向、監(jiān)視定義幀頭等聯(lián)合安全策略控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡隔離。隔離裝置將監(jiān)控系統(tǒng)的安全性統(tǒng)一到其本身，網(wǎng)絡安全性是在隔離裝置系統(tǒng)上得到加固，而不是分布在監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡的所有節(jié)點上，簡化了監(jiān)控系統(tǒng)安全管理。從而實現(xiàn)網(wǎng)絡隔離裝置的基本目標即作為一個中心“遏制點”，將監(jiān)控系統(tǒng)的安全管理集中起來，屏蔽非法請求，防止跨權限訪問，并產(chǎn)生安全報警。
電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)進行網(wǎng)絡隔離是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的重要核心，使用專用安全操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡隔離裝置已勢在必行，同時也要建立嚴密的安全管理措施相配合，以確保電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的安全。
