网络攻击下电力系统信息安全研究综述

随着信息和通信技术的发展,传统电力系统已经转变成一个具有实时感知、动态控制和信息服务等功能的电力信息物理融合系统。信息系统在优化电力系统功能的同时,网络攻击带来的信息安全问题使电力系统的安稳运行敲响了警钟。文中针对电力信息物理融合系统环境下的网络攻击问题展开讨论,基于攻击目标的差异性对网络攻击进行分类。在研究图论攻击建模方式的基础上,提出网络攻击下实现系统综合安全评估的必要性。最后对电力信息物理融合系统的研究工作进行展望。     

乌克兰停电事件引起的网络攻击与电网信息安全防范思考

正1乌克兰停电事件网络攻击过程及电网薄弱环节分析近两年来,中国提出了能源互联网的发展战略,已开展了许多相关基础性研究。能源互联网可认为是由传统电力系统(一次系统与二次系统)、分布式能源、通信网络等混合组成的具有互动性的电网物理信息系统,其中信息安全是保证能源互联网健康发展的重要基石。     

智能电网信息安全风险分析

针对智能电网中日益突显的信息安全问题,分析了智能电网中信息网络的特点,阐述了信息网络安全对保证智能电网安全高效运行的重要性。同时分析了乌克兰电网遭遇黑客攻击过程以及所暴露的信息安全问题,虽然该攻击事件的入侵方法在国内电网面临多重障碍,但该事件的警示作用不可忽视。最后着重从智能终端、通信协议、业务系统和软硬件设备4个方面分析了当前国内智能电网所面临的安全性挑战,并给予了相应的措施和建议。     

从乌克兰停电事故看电力信息系统安全问题

在1年之内,2015-12-23和2016-12-18,乌克兰电网系统遭受了两起由黑客入侵而引发的严重停电事故,其中,前一起被认为是世界上首起公开的针对电网基础设施的网络信息攻击事件。回顾了2015年停电事故的全过程,推演分析网络攻击的手法和效果,并归纳了网络攻击的通用框架。在2020年初步建设智能电网背景下,考虑到中国电网的信息安全系统也面临严峻的威胁和挑战,提出了包括从信息化战争视角提高对网络安全的思想重视水平、重审物理隔离、协同平衡系统安全与信息开放的几点思考,以及开展有效的安全演习、推进核心设备国产化等关于构建坚强的信息安全防御体系的几点建议。     

电网信息安全有四大核心问题

正对乌克兰停电事件调查结果的分析可以看出,管理及技术上的多个漏洞导致了本次事故的发生,包括电力生产管理人员计算机管理不到位、网络隔离落实不严以及人员安全意识淡薄等,都是漏洞被攻击者利用造成对系统恶意破坏的主要原因。乌克兰电厂遭黑客攻击是世界上第一次经证实的网络恶意攻击导致的停电事件,证明网络攻击是可以实现对工业破坏的。虽然国内目前未发生类似事件,但此事还是给电网安全运营敲响警钟。在网络日益发达的今天,     

面向智能电网的一种新型可信可控网络体系架构

智能电网中信息传输和通信调控的网络攻击在影响智能电网正常运行的同时,也会导致物理设备受到破坏并威胁其附近居民的生命财产安全。针对此问题,提出了一种新型可信可控网络体系架构,创建身份标签与位置标签,提出标签分离、聚类映射网络理论模型,实现身份信息与位置信息分离,研究一套全新的信息网络工作机理、原理以及协议体系,为智能电网高效、可靠和稳定运行奠定技术基础。实验结果表明,所设计网络体系架构对智能电网具有较好的支持,满足其安全可靠、可控可管的需求。     

智能电网环境下电网企业信息安全关键技术

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。     

电力信息物理融合系统环境中的网络攻击研究综述

电力信息物理融合系统(CPS)借助大量传感设备与复杂通信网络使现代电力系统形成一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统。信息流交互使得电网面临更多潜在威胁。近年来频发的网络攻击影响电网稳定运行事件敲响了电力系统安全的警钟。目前,国内对电力CPS网络攻击方面的研究尚处于起步阶段。文中首先提出了电力CPS领域中网络攻击的定义,从通信网络覆盖范围和网络攻击目的对攻击行为进行分类;其次,从发、输、配、用电侧4个环节归纳和分析了电力CPS网络攻击典型场景;最后,对国内电力CPS网络攻击研究现状进行了总结与展望。     

智能电网信息安全研究综述

智能电网信息安全是保障智能电网安全、高效、稳健运行的前提。文章立足于智能电网信息系统的特点,比较了智能电网和传统电力系统的异同,从设备安全、网络安全和数据安全3个方面分析和讨论了智能电网信息系统面临的主要威胁;从标准和技术方面总结并评述了国内外智能电网信息安全工作相关的研究进展,重点分析和研究了适用于智能电网信息系统的各种技术及其应用。最后,根据智能电网信息系统的安全需求,指出面临的挑战和进一步的研究方向。     

电力信息物理系统的攻击行为与安全防护

<正>0引言电力信息物理系统(cyber-physical system,CPS)中,电网调度控制和生产管理高度依赖信息与通信系统,信息系统的异常及网络攻击都可能威胁电力系统的安全稳定运行。近期发生的Wanncry等勒索病毒事件表明网络安全领域真实存在能力远超一般个体的"国家队"。作为现代社会的关键性基础设施,电力系统是国家级网络对抗的重点目标[1]。因CPS与普通信息系统在攻击模式、途径和破坏后果上存在显著差异,需要结合这些差异性特征分析潜在的入侵攻击模式,才能有针对性地设计出适合电力CPS的安全防护方法。在网络攻击"国家队"     

基于攻击图的电网信息物理融合系统风险定量评估

由于信息和通信技术的广泛应用,现代电网已成为一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统,即电网信息物理融合系统(电网CPS)。信息系统与电力系统的深度融合使得电网面临更多的网络威胁。在此背景下,本文提出了虚假数据注入攻击下的电网信息物理融合系统风险定量评估方法。针对攻击建立了数据流传递的电力信息安全模型,将攻击分为两个过程:首先选择变电站注入虚假数据,然后基于通信拓扑图构建了流传递路径,采用攻击图量化攻击源信息传递模型,并基于故障下最优负荷削减策略对电力系统潜在后果进行了定量评估。最后通过算例研究,确定考虑网络攻击因素下系统的薄弱节点,验证了所提方法的可行性和有效性。     

电网信息物理系统分析与控制的研究进展与展望

作为未来电网发展的新形态,电网信息物理系统将深刻影响智能电网研究的视角和方向,在能源互联系统构建中不可或缺。该文总结了电网信息物理系统相关领域的研究进展,从4个关键方向进行评述:电网信息物理系统融合建模、结合形式化方法的模型验证、信息-物理交互机理分析及基于融合模型的电网控制。进一步指出电网信息物理系统可为发展更先进的智能电网形态提供理论基础,支持能源互联网、电力物联网等方向的应用研究,改进电网的运行与控制模式。     

电力信息物理融合系统模型与关键技术

利用信息物理融合系统(cyber physical systems,CPS),让信息系统和物理系统准确对应,介绍了典型融合网络和传感系统的电力物理信息融合系统(cyber physical power systems,CPPS)的模型,并给出了为适应于智能电网的目标和要求,给出融合为目标的关键技术,从而实现人的控制在时间、空间等方面的延伸,将物理设备联网,特别是连接到互联网,使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治五大功能。     

基于攻击方视角的电力CPS网络攻击模式分析

电力信息物理系统(cyber-physical system,CPS)中,电力系统的调度控制和生产管理高度依赖于信息系统,是网络攻击的高价值目标。鉴于攻击方选取的攻击模式和对象因目的不同而有明显差异,文章将对电力CPS的网络攻击分为无特定目的、以获取经济利益为目的、以破坏电网稳定为目的 3类,分别进行了讨论。首先结合北美电网信息系统相关大停电分析了无特定目的网络攻击和信息系统自身随机失效与异常对电网的影响;然后综述了谋求经济利益的攻击中窃电行为检测方法;最后,假定以破坏电网稳定为目的的恶意软件能借用震网病毒传播模式侵入实时控制区,结合我国与北美电力企业在SCADA系统和广域保护等系统应用上存在的差异,分析了攻击方可能选择的攻击对象、攻击模式和后果,讨论了智能电表和SCADA中的针对性入侵检测方法。     

电力系统信息物理融合建模与综合安全评估:驱动力与研究构想

智能电网与能源互联网都是典型的信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS),信息环节的可靠性问题可能导致物理系统的运行风险。为了对其系统及信息故障进行分析评估,文中在分析了对电力系统进行信息物理融合建模与评估的必要性去驱动力后,提出了一种CPS融合建模构想。该方法将CPS系统抽象为一个有向拓扑图,模型将物理系统和信息系统中的状态量统一抽象为"数据节点",将信息处理、信息传输等环节抽象为"信息支路"。在此基础上,系统的信息-能量流可通过矩阵运算的方式快速简单地进行量化计算,与一般的迭代计算和仿真方法相比,该方法可有效提升计算速率。最后,对信息物理系统的综合安全评估技术体系进行了展望。     

电力信息物理融合系统的建模分析与控制研究框架

传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响。实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧密而有机地结合起来,而信息物理融合系统（CPS）的目标正是将物理系统和信息系统融合为新型工业系统。在此背...     

考虑监视与控制功能的电网信息物理系统可靠性评估

电网信息物理系统的最主要特征是信息系统与物理系统的深度融合与相互影响。针对电网信息物理系统中信息系统主要的监视与控制两类功能,建立功能失效模型,研究每类功能对电网信息物理系统可靠性评估影响的表征方式,建立考虑控制功能作用后的断路器的设备可靠性模型。在此基础上,分析监视功能失效所导致的电网事故蔓延状况,提出考虑信息–电力作用的电网信息物理系统可靠性评估方法。最后,对测试系统进行仿真测试,分析信息系统故障发生位置对电网信息物理系统可靠性的影响,验证了所提算法的可行性、必要性与有效性。     

集成防危性与安全性的电力CPS风险分析 研究综述

智能电网深度融合电力系统和信息系统,是一种典型的信息物理融合系统（Cyber-physical system,CPS）。针对电力CPS的网络安全攻击不仅会破坏电力系统的完整性、机密性和可用性,也可能影响电力系统的稳定运行甚至发生停电事故。集成防危性和安全性的电力CPS风险分析方法可以有效地建模和分析由于网络攻击导致电力系统失效的安全威胁场景。本文针对当前主流的集成防危性与安全性的电力CPS风险建模及分析方法进行了综述。首先针对防危性和安全性的联系与区别进行了分析,其次给出了集成防危性与安全性的电力CPS建模及分析框架。根据该框架,从电力CPS风险建模、定性分析、定量分析三个方面对现有的研究工作进行了综述。最后对现有的研究工作中的问题进行了总结并给出了未来的研究方向。本文可以为电力CPS的风险建模与分析提供参考。     

计及网络信息安全的配电网CPS故障仿真

配电网信息物理系统的发展使得信息系统与物理系统相互融合,两者之间相互影响,网络信息安全给配电网安全稳定运行带来很大隐患.为研究信息系统对配电网物理系统的影响,首先搭建配电网信息物理系统(cyber physical system, CPS)仿真平台,在此基础上,建立配电网CPS终端仿真模型,具有恒功率控制和下垂控制2种...     

信息安全网络建设四大原则

<正>信息安全化是实现坚强智能电网的重要环节,坚持以"系统分级、防护分域、积极管控、充分灾备"为原则构建的数据信息网络,可以更好地保证电网的安全运行,为实现智能电网的宏伟目标打好坚实基础。随着信息化建设工作由全面向纵深发展,国家电网公司对信息系统的依赖程度不断加深,对确保信息系统安全稳定运行的要求越来越高。加强信息安全网络架构的建设,是智能电网信息化深入推进的重要保障,对加强企业安全生产、经营管理工作有着极为重要的意义。智能电网的信息安全网络,应