电力信息网络安全课件

电力信息网络安全课件全面解析电力系统网络安全架构、威胁与防护体系，深入探讨最新政策法规与技术实践本课程涵盖从安全分区设计到应急响应的完整知识体系，助力构建坚实的电力网络安全防线课程内容导览0102电力网络安全架构与防护原则典型安全威胁与防护技术应急响应与未来发展趋势深入剖析安全分区体系、纵横向隔离机制、等级聚焦物联网终端安全、风电场监控系统防护、常保护制度及双平面设计理念见攻击类型及创新防护技术第一章电力网络安全架构与防护原则电力二次系统是保障电力系统安全稳定运行的核心支撑，其网络安全架构设计遵循严格的分区防护理念本章将系统介绍安全分区原则、纵横向隔离技术以及等级保护体系，为构建立体化防御体系奠定理论基础电力二次系统安全分区原则安全分区网络专用根据业务重要性和安全需求，将电力系统划分为不同安全等级的独立各安全区采用专用网络设备和通信线路，避免与公共网络混用，确保区域，实现分级分类防护通信通道的安全可控横向隔离纵向认证不同安全区之间采用物理隔离或逻辑隔离技术，防止威胁在区域间横上下级调度系统间数据传输必须经过严格的身份认证和加密处理，保向传播障纵向通信安全四个安全区划分体系安全区Ⅰ作为电力系统的核心控制层承载着调度自动化、继电保护等关,键业务，其安全性直接关系到电网的稳定运行和社会经济的正常运转控制区Ⅰ实时控制系统，安全等级最高因此，该区域采用最严格的安全防护措施，包括物理隔离、访问控制和非控制区Ⅱ非实时生产系统实时监测等多重防护手段生产管理区Ⅲ生产辅助管理系统管理信息区Ⅳ企业管理与办公系统电力系统安全分区结构示意生产控制大区网络隔离边界管理信息大区包含安全区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，负责电力生产调度与采用安全隔离装置实现大区间的物理或逻辑隔安全区Ⅳ，承载企业管理与办公业务监控离生产控制大区与管理信息大区之间必须实现清晰的边界划分和严格的访问控制实时控制区与非实时区之间通过单向数据传输技术，确保核心控制系统免受外部威胁侵扰，同时满足数据共享的业务需求典型安全区系统分类示例12安全区Ⅰ-实时控制系统安全区Ⅱ-非实时生产系统调度自动化系统（）水库调度自动化系统•SCADA/EMS•继电保护及故障信息系统电能量计量系统••稳定控制系统负荷管理系统••调度数据网络配电自动化系统••34安全区Ⅲ-生产管理系统安全区Ⅳ-管理信息系统调度生产管理系统办公自动化系统（）••OA雷电监测与定位系统客户服务与营销系统••电力市场技术支持系统企业资源规划系统（）••ERP培训仿真系统互联网门户网站••调度双平面架构设计双平面冗余机制关键特性调度系统采用网和网双平面设负载均衡关键数据通过不同等级路由器分A B计，两个平面互为主备，任一平面流传输，优化网络性能故障时另一平面可立即接管，确保故障隔离单一平面故障不影响整体业务运调度通信的高可用性和业务连续行性快速切换支持毫秒级主备切换，保障实时业务不中断这种设计极大提升了系统的容错能力和抗毁性，是电力调度系统可靠独立维护可在不影响生产的情况下对单一运行的关键保障措施平面进行维护升级纵向加密与横向隔离的技术差异纵向加密认证装置应用场景上下级调度中心之间的数据传输通道技术原理采用加密隧道技术，支持、等国密算法，建立安全的点对VPN RSASM2点通信链路防护目标防止数据在传输过程中被窃听、篡改或伪造，确保调度指令的完整性和真实性横向安全隔离装置应用场景不同安全区之间的边界防护技术原理采用物理隔离或专用硬件架构，通过安全隔离网闸实现单向或受控2+1双向数据摆渡防护目标阻断网络协议连接，防止威胁跨区传播，同时满足必要的数据交换需求重要提示防火墙与安全隔离网闸的功能定位完全不同防火墙工作在网络层，通过规则过滤实现逻辑隔离；而网闸通过物理断开实现真正的隔离，安全等级更高两者不能互相替代，应根据安全需求合理选择部署电力网络安全等级保护管理办法根据2023年最新修订的《电力监控系统安全防护规定》和《网络安全等级保护条例》，电力信息系统实行分等级保护制度第一级一般损害第二级严重损害第三级特别严重损害第四级极其严重损害第五级影响国家安全核心原则动态管理持续改进分等级保护、突出重点、综合防范，根据系统重要性采取相应定期开展等级测评与风险评估，及时发现安全隐患并实施整改建立安全体系动态完善机制，适应技术发展和威胁演变的新要求的安全措施闭环管理第二章典型安全威胁与防护技术随着电力物联网、新能源接入等新技术的广泛应用，电力信息系统面临的安全威胁日趋复杂多样本章将重点分析物联网终端、风电场监控系统等典型场景的安全风险，并介绍相应的防护技术与最佳实践电力物联网终端安全挑战终端种类繁多资源严重受限包括配变终端、馈线终端、集中器、终端设备计算能力弱、存储空间小、采集器、智能电表、智能家居终端等功耗要求严格，传统安全防护软件难数千万级规模设备以部署运行攻击入口风险大量分散部署的终端成为攻击者的首选突破口，一旦被控制可作为跳板渗透至生产控制核心区域电力物联网终端分布广泛、数量庞大，且多数部署在无人值守的现场环境，物理安全防护薄弱这些特点使得终端安全成为整个电力网络安全体系中的薄弱环节，需要采取针对性的防护策略物联网终端典型安全风险加密认证缺失时间同步攻击无线通信威胁部分终端采用明文通信或弱加密算法，缺乏攻击者通过伪造时间同步报文，使终端电力无线专网（如频段）面临信号NTP230MHz有效的身份认证机制，导致通信数据容易被时间发生偏差，影响继电保护装置、故障录干扰、阻塞攻击和非法链路接入等风险窃听、篡改或伪造波等时间敏感型业务的准确性通信阻塞导致业务中断•用户用电数据隐私泄露保护装置误动或拒动••非法终端恶意接入专网•计量数据被恶意篡改故障定位分析失准••无线信号被监听或干扰•非法设备冒充合法终端接入事件序列记录错乱••案例某地区曾发生无线专网遭受恶意阻塞攻击事件，导致配电自动化终端通信中断长达数小时，严重影响了配网故障的快速定位与隔230MHz离物联网终端安全防护机制多层次防护体系0102安全接入区建设轻量级加密认证在物联网终端与生产控制区之间设置专用采用国密、等轻量级算法，在保SM4SM9安全接入区，部署访问控制、异常流量检证安全强度的同时降低计算开销，适配资测等安全设备，防止终端侧威胁向核心区源受限终端设备的性能要求域扩散03智能异常检测利用深度学习技术建立终端行为基线模型，实时监测异常通信模式、非法访问尝试等可疑行为，实现主动防御风电场电力监控系统网络安全风险随着新能源大规模并网，风电场电力监控系统成为电网安全的重要组成部分然而，由于历史原因和管理疏漏，风电场监控系统普遍存在较多安全隐患非法接入与跨区互联部分风电场监控系统违规与互联网连接，或与办公网络、第三方运维网络未做有效隔离，导致系统暴露在公网环境下，极易被黑客入侵利用远程运维管理隐患设备厂商通过远程运维软件访问监控系统进行维护，但往往缺乏严格的身份认证和加密措施，存在越权访问、数据泄露等风险边界防护配置不当防火墙、隔离装置等边界安全设备配置过于宽松，安全策略缺乏细化管理，大量不必要的端口和服务对外开放，扩大了攻击面风电场安全防护体系四大支柱安全防护安全监测主机安全加固与访问控制实时安全态势感知平台••网络边界防护与流量监控网络流量异常检测分析••应用系统安全配置与漏洞管理入侵检测与预警响应••数据加密存储与传输保护安全日志集中审计••安全管理接入管控完善的组织架构与职责分工严格的身份认证机制••健全的安全管理制度体系细粒度访问权限管理••定期安全培训与演练远程运维安全管控••应急响应预案与演习移动介质使用监管••风电场电力监控系统安全架构风电场监控系统采用分层防护、纵深防御的安全架构设计理念，确保从终端设备到调度中心的全链路安全可控现场设备层1风机控制器、升压站监控设备等，部署在生产控制区最内层现场通信层2场内通信网络，采用工业以太网或光纤专网安全隔离层3部署横向隔离装置、纵向加密装置、防火墙等边界防护设备远程传输层4通过电力专用通信网与调度中心建立加密通道生产控制区与管理信息区之间采用物理隔离或安全隔离网闸进行分层防护关键调度数据通过双通道冗余传输，确保通信可靠性所有远程运维访问必须经过加密认证，并在隔离区进行安全审计VPN电力监控系统安全防护关键技术横向单向隔离装置纵向加密认证装置防火墙与入侵检测采用电力专用横向单向安全隔离装置，基于部署在上下级调度中心之间，采用国密在网络边界部署专业工控防火墙和入侵检测系统专用硬件架构，实现不同安全区之间的物算法建立加密隧道，保障调度数（），采用深度包检测技术识别工控协议异2+1SM2/SM4VPN IDS理隔离内外网主机通过专用隔离芯片进行单向据传输的机密性和完整性支持数字证书双向认常行为与威胁情报平台联动，实现已知威胁的数据摆渡，彻底阻断协议连接，防止攻击证，防止非法设备接入和中间人攻击快速拦截和未知威胁的智能分析TCP/IP渗透电力系统常见网络攻击类型恶意代码感染与勒索软件网络钓鱼与社会工程学攻击通过移动介质、电子邮件附件、软件攻击者伪装成可信实体，通过欺骗手供应链等途径植入恶意代码，加密关段诱使用户点击恶意链接、下载木马键数据进行勒索，或窃取敏感信息、程序或泄露账号密码针对电力企业破坏系统运行典型案例包括员工的定向钓鱼攻击（）日益增APT勒索病毒、震网病多，需加强安全意识培训WannaCry Stuxnet毒等供应链攻击与固件篡改在设备生产、运输、安装环节植入后门或篡改固件代码，使设备出厂即带毒此类攻击隐蔽性强、危害范围广，传统安全检测手段难以发现，需从供应商管理源头加强防控防护技术创新发展趋势人工智能威胁检测零信任架构应用区块链数据保护利用区块链的去中心化、防篡改特性，保障关键数据的完整性和可追溯性可应用于电量数据存证、设备打破传统基于边界的防护理念，采用永不信任、持运行日志审计、供应链安全管理等场景，构建可信的续验证原则每次访问请求都需经过身份认证、设基于深度学习的异常行为分析技术，能够自动学习数据治理体系正常业务模式，快速识别未知威胁和零日攻击备合规检查和动态授权，实现最小权限访问控制，AI驱动的安全运营中心（）可实现威胁情报自动有效防范内部威胁和横向移动攻击SOC关联、安全事件智能研判和响应决策辅助第三章应急响应与未来发展趋势完善的应急响应体系是保障电力网络安全的最后一道防线本章将解读国家电力网络安全事件应急预案，介绍预警监测与响应流程，分析企业网络安全管理要求，并展望新型电力系统安全建设的未来发展方向国家电力网络安全事件应急预案（版）2024特别重大1重大事件2较大事件3一般事件4根据事件造成的危害程度、影响范围和社会影响，将电力网络安全事件划分为四个等级特别重大事件指造成大面积停电、影响国家安全的事件；重大事件指影响区域电网安全稳定运行的事件；较大事件和一般事件依次类推统一指挥分级响应建立国家、行业、企业三级应急指挥体系，明确各级职责根据事件等级启动相应级别应急响应，优化资源配置快速处置协同联动建立小时值守机制，确保第一时间发现、报告和处置强化跨部门、跨单位协同，形成应急处置合力24预警监测与响应流程体系1一级预警（红色）预计发生特别重大网络安全事件，省级以上政府发布，启动最高级别响应2二级预警（橙色）预计发生重大网络安全事件，省级政府或行业主管部门发布3三级预警（黄色）预计发生较大网络安全事件，地市级政府或企业集团发布4四级预警（蓝色）预计发生一般网络安全事件，县级政府或基层单位发布监测信息研判机制预警响应与解除流程多源威胁情报汇聚与关联分析预警信息接收与确认••安全事件趋势预测与风险评估应急资源调度与部署••专家会商与应急决策支持防护措施强化与业务管控••预警信息统一发布与传达事件处置完成后及时解除预警••网络安全事件应急响应措施现场保护与证据保全立即启动应急预案保护事件现场，禁止无关人员进入对受影响的系统、设备、日志进接到事件报告后，立即成立应急指挥部，启动相应级别应急响应流行隔离保护，留存相关电子证据开展现场勘查和技术分析，查明攻程，调动技术专家和应急队伍，快速控制事件态势，防止影响范围进击来源、手段和影响范围一步扩大系统恢复与业务重启事件分析与根因溯源制定系统恢复计划，清除恶意代码，修复受损系统，恢复业务运行组织技术专家开展深度分析，还原攻击过程，识别利用的漏洞和薄弱加强监控，防止事件复发开展应急演练总结完善应急预案和防护措,环节追踪攻击源头，固定违法犯罪证据评估系统受损程度和数据施泄露情况电力企业网络安全管理要求组织机构建设建立健全网络安全领导机构和工作机制，明确网络安全责任部门和责任人设置专职网络安全岗位，配备专业技术人员建立网络安全专家库和应急队伍制度体系完善制定网络安全管理制度、操作规程和应急预案建立安全策略、配置管理、变更管理、漏洞管理等制度规范完善供应商管理、外包服务管理、人员管理等制度定期自查测评开展网络安全自查和风险评估，及时发现和整改安全隐患按照等级保护要求定期开展测评，确保防护措施有效落实建立问题整改台账，实行闭环管理持续改进优化跟踪网络安全技术发展和威胁演变趋势，持续优化安全防护体系开展安全培训和演练，提升人员安全意识和应急能力总结经验教训，不断完善管理机制新型电力系统安全建设趋势数字化转型带来的新挑战攻击面扩大云计算、大数据、物联网等新技术应用增加了系统复杂度和攻击入口数据安全风险海量数据汇聚与共享带来隐私泄露、数据滥用等新型风险供应链威胁软硬件供应链安全问题日益突出，国产化替代任重道远新型攻击手段AI技术被恶意利用，自动化攻击工具降低攻击门槛新型电力系统以新能源为主体，源网荷储高度协同，数字化、智能化水平大幅提升源侧分布式新能源大量接入，网侧柔性互联与智能调度，荷侧需求响应与虚拟电厂，储能侧多类型储能设施协同运行，都对网络安全提出了更高要求未来安全技术发展展望深度学习智能防护可信计算与安全芯片5G/6G通信安全基于深度神经网络的异常行为检测技术将更加成在物联网终端和工控设备中集成可信计算模块和电力专网在智能配电、应急通信等场景广泛5G熟，能够自主学习和适应新型攻击模式驱动国产安全芯片，从硬件层面构建信任根采用可应用，需重点关注空口安全、切片隔离、边缘计AI的自动化威胁狩猎和响应编排技术，将大幅缩短信启动、完整性度量等技术，确保设备运行环境算等新型安全问题面向未来网络，需前瞻6G从检测到响应的时间窗口，实现秒级安全防御的可信可控，防范固件级攻击和供应链威胁性研究天地一体化通信、太赫兹频段等新技术的安全防护机制典型安全事件案例分析案例一伊朗震网病毒攻击事件事件概述警示意义2010年，伊朗核设施遭受震网（Stuxnet）病毒攻击，导致大量离心机失控损坏这是人物理隔离不等于绝对安全，供应链、移动介质、内部人员都可能成为突破口工业控制系统面临的威胁已从传统类历史上首个专门针对工业控制系统的网络武器，标志着网络攻击进入针对物理设备的新阶IT网络扩展到OT（运营技术）层面，需要建立IT/OT融合的安全防护体系段防护启示攻击手段•加强移动介质管控和病毒查杀•通过USB移动介质潜入物理隔离网络•及时修补系统和设备漏洞•利用Windows系统4个零日漏洞传播扩散•部署工控入侵检测系统•精确识别西门子PLC控制器并篡改控制逻辑•建立纵深防御的多层防护体系•隐蔽性极强，正常显示虚假运行数据案例二乌克兰电网大停电事件事件经过技术特点2015年12月，乌克兰电力公司遭受BlackEnergy恶意软件攻击，导致约23万用户停电数小时攻击者通过网络钓•针对电力行业IEC60870-5-104等专用协议鱼邮件植入木马，获取系统控制权后远程操作断路器，造成大规模停电•具备擦除设备固件的破坏性功能2016年12月，升级版的Industroyer（又称CrashOverride）病毒再次攻击乌克兰电网，直接控制变电站自动化系•采用多阶段攻击链，潜伏期长达数月统，展现了更强的破坏能力•结合社会工程学与技术手段深远影响首次证实网络攻击可造成大规模物理破坏，促使各国政府高度重视电力关键基础设施安全防护国家电网安全等级保护实践案例1000+95%200+完成等级保护备案测评整改完成率安全演练场次国家电网公司余个重要信息系统完成等级三级及以上系统年度测评整改完成率达以上每年组织各级应急演练余场，参与人员超过100095%200保护定级备案万人次1最佳实践总结多级安全分区与纵横向防护定期测评与闭环整改常态化演练与文化建设严格落实安全分区要求，在关键边界部建立年度测评问题整改复查验收的闭制定年度演练计划覆盖勒索软件、--,APT署专用隔离和加密设备建立覆盖省、环管理机制对测评发现的问题分类分攻击等多种场景开展全员网络安全培地、县三级调度系统的纵向加密认证体级，明确整改责任人和完成时限，确保训营造人人有责、人人参与的安全文化,系，实现调度数据端到端加密传输安全隐患及时消除氛围筑牢电力信息网络安全防线国家能源安全基石技术创新与管理并重电力网络安全直接关系国家安全、经一方面持续跟踪应用、零信任、量AI济发展和社会稳定必须站在国家战子通信等前沿安全技术，提升技术防略高度，将电力网络安全作为关键基护能力；另一方面完善安全管理制度础设施保护的重中之重持续加大投入体系，强化人员培训和意识教育，实,和建设力度现技管结合、人技融合全行业协同共建加强政府、企业、科研机构、产业链上下游的协同合作，构建电力网络安全生态体系推动威胁情报共享、应急协同响应，形成群防群治的安全保障格局网络安全为人民，网络安全靠人民让我们携手并进，共同筑牢电力信息网络安全防线，为构建清洁低碳、安全高效的新型电力系统提供坚实保障！谢谢感谢您的聆听欢迎提问与交流联系方式如果您对电力信息网络安全有任何疑问电子邮箱或想深入探讨相关话题，欢迎随时与我security@powercompany.com们交流我们期待与您共同探索电力网技术支持热线400-XXX-XXXX络安全的创新实践与未来发展微信公众号电力网络安全研究官方网站www.powersecurity.cn。