电力信息安全概述(ppt 55页)

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安全隔离与信息交换系统
安全隔离与信息交换系统不是要替代防火墙, 入侵检测,漏洞扫描和防病毒系统,相反,它 是用户深度防御的安全策略的一块基石。
安全隔离与信息交换的指导思想与防火墙有很 大的不同:防火墙的思路是在保障互联互通的 前提下尽可能安全,而安全隔离与信息交换的 思路是在保证必须安全的前提下尽可能互联互 通。
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信息安全网络隔离
国家电网公司针对应用的现状,需要在信息内 外网边界部署一套系统,对信息内网进行强隔 离,仅仅允许指定的应用服务器访问其对应的 数据库服务器,并且对通过的数据包进行解析, 分析其SQL语句,对一些非法语句进行相应处 理,从而达到保护数据库的目的。
因此在内外网之间需要一套保护内部数据库的 系统。信息安全网络隔离装置部属在信息内网 数据库服务器和信息外网应用服务器之间。
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讨论
电力信息安全具有何特点? SG186成果(安全) 宏观
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电力系统信息安全来源于通信和信息系统,影响的作 用点在电力一次系统。
电力信息基础架构的分区,可以分为管理信息大区和 生产控制大区.管理信息大区可以通过信息安全领域较 成熟的方法来保障其安全运行。生产控制大区以电力 监控系统为主,分析了电力监控系统信息安全特征后, 常规领域的成熟方法难以完全适用。
电力监控系统是信息基础架构和电力基础架构紧密耦 合的交叉点
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7.2电力安全防护总体策略
为实现电力二次系统的安全防护,总体策略是安全分 区、网络专用、横向隔离、纵向认证(16字方针)。
电力系统信息基础架构的分区结构原则上划分为生产 控制大区和管理信息大区。生产控制大区可以分为控 制区(安全区I)和非控制区(安全区II);管理信息大区 在不影响生产控制大区安全的前提下,可以根据各企 业不同的要求划分安全区,通常划分为生产管理区(安 全区III)和办公管理系统(安全区IV)。(1)安全区I 是实时控制区,安全保护的核心。
7.4电力信息安全等级保护
信息安全等级保护从国家标准的高度强化各类 组织信息安全管理。
信息安全等级保护的实施,实现对重要信息系 统的重点安全保障,推进了信息安全保护工作 的规范化、法制化建设。体现“适度安全、保 护重点”的思想,出台了一系列信息安全管理 标准和技术标准,意义重大,国内的信息安全 工作有据可依,明确了信息安全工作的目标和 重点,信息系统安全与否也有了一个衡量尺度
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电力监控系统的信息安全特征
(1)安全威胁的差异性。在信息安全分析过程中, 要求对威胁进行识别,电力信息安全需要面对客观 和主观两大类威胁,每种威胁的属性及发生频率都 存在差异。公网上常见的病毒和木马未必是影响电 力监控系统的主要威胁,而误操作、恶意破坏则可 能是需要面对的特有威胁。
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电力监控系统的信息安全特征
信息技术在提供便利的同时,也将其不良影响
带入到电力系统中,正如国际电工委员会(IEC)
有关电力系统信息基础架构安全标准的白皮书
中指出“未来电力系统的发展是传统电力基础
架构与信息基础架构共同建设与管理的过程,
信息安全技术是保障电力系统稳定运行的重要
方面”。
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电力系统信息安全从事件发生的 内在机理上可分为客观威胁和主 观威胁两类
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电力信息安全技术应用实例
(5)胖Ⅲ区瘦Ⅱ区分区方案和对应的数据中心 统一支撑平台,为适应电网二次系统应用现状 和发展要求,SCADA/EMS等系统的数据需要在 Ⅲ区重构,以建立适应网络安全要求的电网调 度运行系统数据中心统一支撑平台。
(6)安全区Ⅳ通过防火墙与Internet相连接。
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电力信息安全技术应用实例
(3)横向隔离。安全区Ⅰ和安全区Ⅱ之间采用逻辑 隔离,隔离设备为防火墙,安全区Ⅰ、Ⅱ与安全 区Ⅲ、Ⅳ之间实现(接近于)物理隔离,隔离设 备为正向型和反向型专用安全隔离装置。
(4)纵向认证与防护。安全区Ⅰ、Ⅱ的纵向边界部 署具有认证、加密功能的安全网关(即IP认证加 密装置);安全区Ⅲ、Ⅳ的纵向边界部署硬件防 火墙。
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7.3电力信息安全技术应用实例
通过考察、分析,目前我国电力系统采取了专用网 络 和 公 共 网 络 相 结 合 的 网 络 结 构 。 其 中 , SPDnet (调度信息网)和SPnet(电力信息网)是电力专 用网络。在能保证网络信息安全的前提下,与 Internet连接。为了保障电力系统的安全,根据电 力系统各部分对安全的不同要求程度,将电力网络 信息系统划分为三层四区。
随着电力信息网络系统的广泛应用,既要防止外部 的也要防止内部的各种攻击,电力信息系统信息安 全的问题日益突出,已成为影响电力系统生产和经 营正常运行的重大问题。
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电力信息安全问题的起源
电力系统信息安全问题是通信和信息技术在电 力系统中广泛应用的产物。
各类基于通信和信息技术的电力监控系统,已 成为保障电力系统运行不可或缺的环节。
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安全隔离与信息交换系统
要防止安全隔离与信息交换装置本身被攻击, 安全隔离与信息交换装置一定是双系统,内部 系统和外部系统是隔离无网络通路的。
外部系统可能被入侵,但是从外部系统不能通 过网络协议入侵到内部系统。
内、外系统交换的数据是无协议的纯文本数据 流。隔离,的含义体现在中断网络连接,同时 自身的安全体系也不会被攻破,就是说,要保 护的内网系统是不可能被传统的网络攻击手段 攻击和入侵的。
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7.4电力信息安全等级保护
依据《计算机信息系统安全保护等级划分准则》中 规定将不同的系统进行分级保护(共分五级)。
第一级:用户自主保护级。由用户来决定如何对资 源进行保护,以及采用何种方式进行保护。
第二级:系统审计保护级。它能创建、维护受保护 对象的访问审计跟踪记录,记录与系统安全相关事 件发生的日期、时间、用户和事件类型等信息,所 有和安全相关的操作都能够被记录下来,以便当系 统发生安全问题时,可以根据审记记录,分析追查 事故责任人。
电力市场环境下,信息的保密性又是必须考虑的 主要因素。
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电力监控系统的信息安全特征
(3) 事故后果的严重性。信息基础架构与电力 基础架构是紧密耦合在一起的,信息安全威胁 的作用点在通信和信息系统,破坏却有可能影 响到电力系统的安全稳定运行,甚至导致一次 系统的振荡和大范围停电事故。针对同样的安 全攻击,却可能产生更严重的事故后果,如同 样是通过拒绝服务攻击对可用性的影响,阻止 调度人员控制变电站开关设备造成的影响可能 远远大于阻止合法的用户访问银行账户。
电力系统信息安全来源于通信 和信息系统,影响的作用点在
电力一次系统。
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电力信息安全的分区结构
根据上述电力信息基础架构的分区,管理信息大区 为电力系统的生产管理服务,主体结构和组成对象 属于常规的计算机网络和信息系统,可以通过信息 安全领域较成熟的方法来保障其安全运行(老三样是 基础)。
而生产控制大区以电力监控系统为主,主要包括用 于监测和控制电网及电厂生产运行过程的、基于计 算机及网络技术的业务处理系统及智能设备等。对 于该区域的信息安全问题,可以从两个方面来概况:
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等级保护
第三级:安全标记保护级。具有第二级系统审 计保护级的所有功能,并对访问者及其访问对 象实施强制访问控制。通过对访问者和访问对 象指定不同安全标记,限制访问者的权限。
第四级:结构化保护级。将前三级的安全保护 能力扩展到所有访问者和访问对象,支持形式 化的安全保护策略。其本身构造也是结构化的, 以使之具有相当的抗渗透能力。本级的安全保 护机制能够使信息系统实施一种系统化的安全 保护。
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安全隔离与信息交换技术
安全隔离与信息交换技术,是网络之间隔离的 前提下,在网络之间通过可控通道交换,检查 应用层数据的技术;
网络隔离,是指隔离设备两端的网络之间没有 网络通路,没有网络协议,进行应用数据交换 的通路和应用数据对用户都是可以检查、理解 和控制的;这样就具有对网络攻击的免疫和对 数据内容的检查,防泄密,防病毒等特点。
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内外Байду номын сангаас划分
将内部员工的办公终端与仅仅用于内部办公的 应用系统全部划归在信息内网,信息内网不会 与因特网有任何连接,极大提高信息内网的安 全等级。将纯粹用于对外提供公众服务、不含 涉密信息的应用系统全部放在信息外网,信息 外网通过防火墙与因特网相连。
存在部分应用既要对外面向公众服务,同时含 有一些内部信息或是内部办公需要使用,那么 此类应用系统将要穿过信息内外网的边界。
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电力信息安全技术应用实例
从图中可以看出,电力网络信息安全的体系结构体 现了以下安全策略:
(1)分区安全防护。根据系统中业务的重要性和对 一次系统的影响程度,将电力信息网络系统划分为 四个安全工作区,重点保护在安全区Ⅰ中的实时监 控系统和安全区Ⅱ中的电力交易系统。
(2)网络专用。SPDnet与SPnet通过正向型和反向型 专用安全隔离装置实现(接近于)物理隔离, SPDnet提供二个相互逻辑隔离的MPLS-VPN分别与安 全区Ⅰ和安全区Ⅱ进行通信。
如何解析?
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电力监控系统信息安全特征
(6) 控制流程的协同性。 由于多个单位的协同参与,不同单位可能采用
的不同安全策略,也会对安全措施的执行产生 影响。 根据上述分析,以上六个方面既是电力监控系 统独有的信息安全特征,同时也是电力系统信 息安全区别与常规信息安全问题的主要特点, 这些特点导致常规领域的成熟方法难以完全适 用。
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生产控制大区信息安全问题
一方面,电力监控系统是信息基础架构和电力 基础架构紧密耦合的交叉点,该类系统如果出 现信息安全问题,将导致严重的后果,极有可 能影响电力系统的稳定运行;(项目:电力信息 物理系统(电力CPS ,Cyber Physical System)生存 性研究)
另一方面,该类系统与常规的计算机网络和信 息系统相比,在系统结构和组成对象上,都存 在很多的不同之处。为此,通过比较分析,可 总结电力监控系统的信息安全特征由如下方面 组成。
(2) 安全需求的多样性。这种特性体现在电力系 统运行、管理、控制和市场等方方面面,各环节 的信息安全体现出不同的需求。
如广域测量系统中要求PMU子站能够将数据实时传 递给主站系统,对系统的可用性就提出了很高的 要求;
而变电站自动化系统中,为确保开关设备的远程 操作指令来自合法的发起者,要求通信报文具备 可认证性和完整性;
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电力监控系统的信息安全特征
(5) 信息架构的异构性 信息架构的异构性含义: 厂站端的IED设备在存储空间和计算能力上都
可能存在限制,导致很多常规安全措施无法直 接配置,如密码算法和密钥交换。 同时为提高通信的可靠性,大部分系统存在多 种备用通信连接,这也使得典型的安全措施难 以起到作用。 协议的多样性
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电力监控系统的信息安全特征
(4) 事故样本的缺失性。包括历史数据 和实验采样在内的事故样本是进行评估 量化的基础,尽管电力系统已经发生了 一些信息安全事故,但数量和种类仍不 能满足风险量化分析的需要,而电力系 统的重要性也决定了很难通过对生产控 制区的模拟攻击来获取事故样本。(项目: 发电厂自动化系统信息安全试验验证平 台)
主要内容
7.1 电力信息安全问题的起源 7.2 电力安全防护总体策略 7.3 电力信息安全技术应用实例 7.4 电力信息安全等级保护 7.5 工业控制系统安全
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7.1电力信息安全问题的起源
计算机技术、通信技术为代表的信息技术推动电力 系统进入了数字电力时代,数字电力时代电力系统 的调度运行、生产经营、日常管理和办公越来越依 赖于各种计算机网络信息系统。
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内外网划分
贯彻国网公司安全分区、横向隔离的策略,通 过技术改造将管理信息网划分为信息内网和信 息外网,网间部署自主研发的逻辑隔离设备实 施有效的安全隔离。将信息内网定位为信息化 业务应用承载网络和内部办公网络,并通过相 应边界防御措施实现同生产控制系统的隔离; 信息外网定位为对外业务网络和访问互联网用 户终端网络,内外网的信息传递通过安全策略 或经过认证加密的移动存储介质实现。
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