面向云計算的智能電網數(shù)據(jù)安全策略探析論文
構建集良好的交互性、先進的信息技術及高質量電能輸送于一身的智能電網乃未來電網建設大勢所趨，全電網隨時產生的海量重要數(shù)據(jù)會被集中到遠程終端統(tǒng)一管理，大量數(shù)據(jù)頻繁采集、傳輸帶來網絡堵塞的同時更對電網通信的實時性、準確性及安全性提出了新要求，因此，如何確保用戶敏感信息不被泄漏、重要信息不被篡改成為目前云安全學術界研究的熱點。
1智能電網的特征
電網的智能化體現(xiàn)為：能夠全面、及時地掌握電網運行的信息，綜合各自動化功能系統(tǒng)對信息分析結果做出最優(yōu)的反應。智能電網在大量交互式數(shù)據(jù)的基礎上實現(xiàn)精細化、智能化的管理，貫穿了發(fā)電、輸電、配電、用電的全過程，它通過智能終端將用戶之間、用戶和電力部門之間形成即時連接的網絡，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的實時、高速和雙向，從整體上提高電網的綜合運行效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。智能電網的特征概括起來主要有如下幾點：(1)自愈智能電網發(fā)生故障時，設備應根據(jù)故障類型及時發(fā)出信息并采取正確的措施，實現(xiàn)問題部件的隔離或恢復正常運行，最小化或避免用戶的供電中斷。智能電網通過實時地評估和自測，可以檢測、分析、響應、恢復電力元件或局部網絡的異常運行。(2)安全當物理系統(tǒng)或計算機遭到外部攻擊時，智能電網能有效抵御由此造成的對電力系統(tǒng)本身和對其他領域形成的傷害。一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復運行。(3)兼容智能電網中不僅包括常規(guī)的遠端集中式大型電廠，還有大量的分布式電源、電力電子元件和儲能設備，這些分布式電源通常是新能源發(fā)電。通過在電源互聯(lián)領域引入類似于計算機中“即插即用”技術(尤其是分布式發(fā)電資源)，智能電網可以兼容包括集中式發(fā)電在內的多種不同的發(fā)電類型，甚至是儲能裝置。(4)交互傳統(tǒng)電網中用戶不參與電力系統(tǒng)管理，而智能電網中用戶可根據(jù)電價高低選擇性地用電。電網運行中與之交互的用戶設備和行為被視為電力系統(tǒng)的完整組成部分之一，可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實現(xiàn)電力運行和環(huán)境保護等多方面收益。(5)協(xié)調智能電網應擁有成熟、完整的電力市場運行模式，以減小輸電阻塞和其他限制，從而與電力批發(fā)和零售市場實現(xiàn)無縫銜接。(6)高效引入最先進的IT和監(jiān)控技術優(yōu)化設備和資源的使用效益，提高單個資產的利用效率，從整體上實現(xiàn)網絡運行和擴容的優(yōu)化，降低運行維護成本和投資。由智能電網的特征可以看出：精確、快速、開放、共享的信息系統(tǒng)是智能電網的基礎，也是智能電網與傳統(tǒng)電網的最大區(qū)別。
2云計算技術
云計算是通過把大量高度虛擬化的資源管理起來，組成一個龐大的資源池，用來統(tǒng)一為云租戶提供快速部署、易于管理、按需分配的云服務。目前，Amazon、Google、IBM、Microsoft、Sun等公司已紛紛建立并對外提供各種云服務。根據(jù)美國國家標準與技術研究院(NIST)的定義，當前云服務可分為3個層次，分別是：基礎設施即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)、軟件即服務(SaaS)。典型的云計算架構由3個層次構成：物理層、虛擬層和云服務層。其中物理層提供最基本的存儲介質和計算能力，是云計算中心的根基;虛擬層通過對物理層設備的虛擬化，將物理層的計算和存儲能力進行了分割，為按需分配的云服務提供了基礎;云服務層通過對虛擬層設備的統(tǒng)一管理和調度，為用戶提供IaaS、PaaS、SaaS的服務。在云計算模式下，客戶通過互聯(lián)網對數(shù)據(jù)資產進行訪問和使用，也就是說，客戶數(shù)據(jù)資產的所有權和管理權已經分離，數(shù)據(jù)資產統(tǒng)一由云服務器進行管理。某個客戶對具體數(shù)據(jù)資產的訪問受到訪問控制服務器的約束，數(shù)據(jù)搜索服務器提供搜索服務，使得客戶可以得到相應的數(shù)據(jù)資產。基于第三方審計服務器，云存儲系統(tǒng)可以向客戶提供數(shù)據(jù)資產的完整性驗證。可見，云計算是一種基于網絡的超級計算模式。本質上，云計算就是將數(shù)據(jù)、應用和服務存儲在云端，充分利用一組內部互連的虛擬機組成具有強大計算能力的并行和分布式計算系統(tǒng)，以實現(xiàn)用戶業(yè)務系統(tǒng)的自適應性。
3智能電網中實施云計算的作用
(1)加速系統(tǒng)資源整合、降低成本。通過云計算的數(shù)據(jù)集中存儲，可以實現(xiàn)綠色節(jié)能、服務器整合、機房規(guī)模化，利用虛擬化技術可大大降低維護成本和提高資源的利用率。(2)具有高可靠性及動態(tài)可擴展性。云計算服務器端提供了可靠的數(shù)據(jù)存儲中心，用戶數(shù)據(jù)存儲在服務器端，應用程序也在服務器端運行，計算還是由服務器端來處理，所有的服務分布在不同的服務器上。在云計算體系中，可以將服務器實時加入到現(xiàn)有服務器群中，提高"云"處理能力，如果某計算節(jié)點出現(xiàn)故障，則通過相應策略拋棄掉該節(jié)點，并將其任務交給別的節(jié)點，而在節(jié)點故障排除后可實時加入現(xiàn)有集群中。(3)提高系統(tǒng)的計算和存儲能力。電力系統(tǒng)用戶可以在任何時間、任意地點，采用任何設備登錄到云計算系統(tǒng)后就可以進行計算服務;云計算云端由成千上萬臺甚至更多服務器組成的集群具有大量存儲空間和非常快的處理速度。(4)提高安全威脅及安全事件快速反應能力。云安全體系的安全威脅發(fā)現(xiàn)和響應覆蓋了從網絡層到應用層的各個層次，而防護陣線也貫穿了云端、網關、終端等多個不同的位置和區(qū)域;云安全體系可以提供更加及時有效的威脅識別能力、關聯(lián)分析能力，可以更好地發(fā)現(xiàn)安全威脅和定位威脅位置，更準確地了解全球安全威脅的變化態(tài)勢。
4云計算下智能電網數(shù)據(jù)安全策略
要解決智能電網云計算中的安全問題，可采用如下安全防護措施：(1)堅持“分區(qū)分域、等級防護、多層防御”的安全策略，將智能電網中云計算系統(tǒng)進行等級保護定級，將各系統(tǒng)劃分安全域進行防護，安全防護分域遵照“同級系統(tǒng)統(tǒng)一成域”的原則，即二級系統(tǒng)同一安全域進行防護，三級系統(tǒng)同一安全域進行防護，各系統(tǒng)跨安全域進行數(shù)據(jù)交換時采取強身份認證、權限控制、安全監(jiān)控等安全防護措施以保證所交換數(shù)據(jù)的安全，二級與三級域間邊界按三級要求就高防護，按照國家信息安全等級保護的要求，根據(jù)確定的等級在橫向域間邊界部署網絡訪問控制、信息入侵檢測等安全控制措施;同時在物理、網絡、主機、應用、數(shù)據(jù)等方面進行等級保護縱深防御。(2)云計算服務商通過建立多數(shù)據(jù)副本機制來保證用戶存儲數(shù)據(jù)的高可靠性，同時建立快速的數(shù)據(jù)遷移機制，使得發(fā)生數(shù)據(jù)容災時，能夠快速把用戶遷移到備份數(shù)據(jù)源上。還可以根據(jù)不同用戶的服務質量要求，對于數(shù)據(jù)存放機密性、完整性提供不同保護，同時提高可用性。(3)設計相應的數(shù)據(jù)優(yōu)先權管理權限，這樣即使數(shù)據(jù)存儲在云計算服務商處，沒有相應的權限，云計算服務商是沒有權利使用這些數(shù)據(jù)的，同時又能夠利用權限來遠程管理這些數(shù)據(jù);其次用戶設置相應的監(jiān)控模塊，可以監(jiān)控屬于自我的數(shù)據(jù)流向和存儲服務器的地址。(4)由于云計算平臺數(shù)據(jù)共享的特點，無法把每一個企業(yè)數(shù)據(jù)隔離開，可以通過設置相應的域，來管理屬于同一個域的數(shù)據(jù)源，對于不屬于此域的用戶不可以查看此域中的所有數(shù)據(jù)源，同一個域中的數(shù)據(jù)在實行數(shù)據(jù)加密的同時，還使用強身份認證的方式來使用數(shù)據(jù)。(5)建立高級別的第三方監(jiān)管機構，防止關鍵業(yè)務信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)或信息被竊取或篡改，防止網絡被惡意滲透或監(jiān)聽，以確保智能電網業(yè)務系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和業(yè)務數(shù)據(jù)安全。
結語
總之，在電力系統(tǒng)廣域網絡硬件不變的情況下，最大限度地整合當前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源和處理器資源，可極大地提高電網數(shù)據(jù)的存儲、處理和交互能力。因此，做好云計算下的數(shù)據(jù)安全工作非常重要，可以保障云計算系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，將加速電網智能化的實現(xiàn)進程，提高電力企業(yè)社會效益和經濟效益，更好地為國民經濟高速發(fā)展和滿足人民生活需要服務。
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