智能电网中网络安全的关键技术与应用

2020-11-29刘世民

科技与创新 2020年23期

刘世民

（青海省电力信通公司，青海西宁 810000）

当前随着中国各项科技技术不断向前发展，智能电网已经融入到了人们日常生活和工作的方方面面，有效提高老年人的日常生活质量，并且推动着中国社会经济的快速向前发展。所谓智能电网，主要指的是供应商和消费者相互之间，形成一种双向通信结构的升级电网，智能化电网的功能相对较多，不但具备了智能测量功能，同时还具有监视系统的功能效果，在实际的供电工作中，可以根据用户的电力消耗状况，实现对电力资源的自动化分配。

1 智能电网中网络安全问题分析

当前智能电网作为中国互联网发展背景下重要的产物之一，给人们的日常生活和工作带来了诸多方便，同时也推动整个城市经济快速向前发展。但是由于智能电网的整体结构过程具有较强的复杂性，在使用过程中不可避免会出现各种安全风险问题，相关工作人员对多年的智能电网工作经验进行了总结和分析，认为智能电网在运行工作当中产生的安全问题，主要表现为以下几个方面。

1.1 物理安全问题

物理安全问题主要指智能电网在运营和工作过程中，各种硬件设施产生安全问题，这一问题的形成原因主要表现在设备的硬件设施产生安全故障。比如，电脑终端设备损坏、网络设备故障以及各种存储设备等产生故障问题，都会对整个智能电网的正常运行产生不同程度的影响。物理安全问题是智能电网安全控制工作中非常重要的工作环节，必须要充分做好相关的安全防护工作，有效避免人为性因素破坏业务系统的外部硬件设施，进而对整个智能电网供电系统产生严重的影响。在具体的防范工作中，需要重点针对接触智能电网硬件设施的人员进行严格的审查和追踪[1]。

1.2 通信安全问题

通信安全问题主要指智能化通信网络架构的运行安全问题，通信安全问题主要发生在通讯网络，原因多为没有具备多次系统的安全防护工作方案，应在网络运行工作当中合理运用各种安全技术来保障整个网络运行的安全性和稳定性。

1.3 数据和备份安全问题

在智能电网的工作过程中，数据的安全性对保证数据电网的工作质量有着重要的意义，主要表现在数据本身的安全性，可以直接通过系统数据加密的方法，保证数据不会受到外部黑客的侵犯。同时要保证数据防护工作的安全性，可以通过使用信息储存的方法对数据进行主动性防护处理。比如，通过云储存的方法来保证智能电网运行工作数据的安全性。

智能电网运行过程中，除了上述所阐述的几种安全问题，还有其他一些影响因素。比如，感知测量节点的本地安全问题以及感知网络传输过程中的安全问题等。在实际的工作当中也需要引起相关工作单位和工作人员的充分重视，全面保证智能电网的运行安全[2]。

2 防范智能电网中网络安全问题产生关键性技术

2.1 信息采集安全关键性技术

在智能电网工作运行当中，信息采集安全关键性技术是其中非常重要的构成部分。由于在信息收集工作当中，需要和外部环境之间形成关联，进而会造成整个信息收集过程存在一定的安全风险。因此，在进行信息收集工作时，需要合理选择信息收集方法，比如可以选择无线传感器安全技术、短距离超宽带通信安全技术以及射频识别安全控制技术等。

无线传感器网络安全技术中比较典型的代表为Zig Bee技术。Zig Bee 技术在智能电网当中应用效果非常明显，可以在智能电网的设备制造和安装工作中进行合理使用。网络密匙可以通过信息任务中心系统直接进行控制，可以将其合理运用在数据链的断层网络层以及应用层结构当中，以此来充分保证数据信息得到实时性监测和收集，保证传感器、数据网络可以对智能网络运行工作中产生的各种数据进行及时处理，充分保证智能电网运行安全性和稳定性。

使用短距离超宽带通信安全控制技术时，需要根据智能电网当中的主密匙和认证过程中所形成的临时密匙来进行综合判定，可以直接用于设备工作中的单独加密处理。通过技术认证之后，该设备还可以直接使用PTK 分发组临时密匙，实现多种数据的同步传输。

射频识别安全技术在应用过程中对整个成本控制非常严格，因此在安全算法运行工作效率方面也相对较高。现阶段，射频识别安全技术的有效认证方式为HB 协议或者是与其相关的一系列改进协议等[3]。

2.2 通信信息传输安全关键性技术

在信息传输时，必须充分保证各个网络节点运行的安全性和稳定性，需要对节点安全传输技术加以合理应用，有效保证信息传输工作的安全性和稳定性。从整个信息传输工作情况来看，其中重点包含了有线无线以及移动通信网络通信等几种重要的信息传输方式，并且与其相对应的关键性技术应用，也需要充分围绕这几个重要的传输工作路径来加以开展。

无线网络安全控制技术的应用主要是根据802.11 与Wi-Fi 保护接入协议，802.11i 协议以及无限传输安全协议等作为基础。有线网络安全技术主要包含了防火墙控制技术、虚拟专用网络技术以及安全套接层技术等。移动通信网络安全技术的应用重点包含GSM 网络安全系统、5G 网络安全系统以及LTE 安全控制系统等。

2.3 数据及处理安全关键性技术

在使用数据和数据处理安全关键性技术过程中，首先需要保证数据储存的安全性，在云计算发展背景下，数据储存工作可以将其分为本地数据储存和网络数据储存两种形式，为了有效保证网络储存工作的安全性，在本地储存工作中需要对每一个用户的信息读取权限进行有效划分；其次是容灾备份，在智能电网业务发展过程中，对于信息要求的实施性相对较强，因此在开展各种业务工作过程中，需要充分做好容灾备份工作，比如，可以建立一种集中式的容灾备份工作系统，对各个不同区域的运营工作单位，提供必要的异地备份工作环境，同时还需要充分保证整个网络结构具有较强的自愈能力；最后是访问控制与信息授权管理技术，在智能电网的运行工作当中必须要根据用户的具体需求，对所处区域的角色进行有效访问，并且要做好相关的技术控制工作。

3 智能电网网络安全问题方案措施

3.1 完善计算机网络物理设施

一方面在电力基础设施的建设工作中，必须考虑到安全方面的问题，在整个网络设备的配置、电脑配置以及机房配置等各个方面充分做好安全防护工作；另一方面，必须要对工作人员的日常工作行为进行有效约束，不管是从技术的应用还是整个流程的管理与组织工作方面，必须要充分落实，要严格保证各个层级工作人员可以落实好自己的本身工作，避免因为人为性疏忽造成整个电网系统运行工作出现安全隐患问题。

3.2 建立监视日志文件制度

通过编辑日常监视日志文件，对电网系统工作过程中的相关信息进行有效掌握，对智能电网运行工作中的安全控制问题，以及关键性技术进行有效掌握，有效避免系统受外部环境因素的影响，或者受到不法黑客的攻击，提高系统运行的整体安全性和稳定性。通过日志文件信息的应用，可以对一些失败攻击的有价值信息进行实时性收集和处理，以此来为后续设计更加高级的防护网络打下良好的基础。