面向云計算的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全策略探析論文
構(gòu)建集良好的交互性、先進的信息技術(shù)及高質(zhì)量電能輸送于一身的智能電網(wǎng)乃未來電網(wǎng)建設(shè)大勢所趨，全電網(wǎng)隨時產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)堵塞的同時更對電網(wǎng)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(xué)術(shù)界研究的熱點。
1智能電網(wǎng)的特征
電網(wǎng)的智能化體現(xiàn)為：能夠全面、及時地掌握電網(wǎng)運行的信息，綜合各自動化功能系統(tǒng)對信息分析結(jié)果做出最優(yōu)的反應(yīng)。智能電網(wǎng)在大量交互式數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)的綜合運行效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。智能電網(wǎng)的特征概括起來主要有如下幾點：(1)自愈智能電網(wǎng)發(fā)生故障時，設(shè)備應(yīng)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(fù)正常運行，最小化或避免用戶的供電中斷。智能電網(wǎng)通過實時地評估和自測，可以檢測、分析、響應(yīng)、恢復(fù)電力元件或局部網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)能有效抵御由此造成的對電力系統(tǒng)本身和對其他領(lǐng)域形成的傷害。一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復(fù)運行。(3)兼容智能電網(wǎng)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(shè)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(lǐng)域引入類似于計算機中“即插即用”技術(shù)(尤其是分布式發(fā)電資源)，智能電網(wǎng)可以兼容包括集中式發(fā)電在內(nèi)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(wǎng)中用戶不參與電力系統(tǒng)管理，而智能電網(wǎng)中用戶可根據(jù)電價高低選擇性地用電。電網(wǎng)運行中與之交互的用戶設(shè)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(diào)智能電網(wǎng)應(yīng)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(shù)優(yōu)化設(shè)備和資源的使用效益，提高單個資產(chǎn)的利用效率，從整體上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)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(wǎng)的基礎(chǔ)，也是智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的最大區(qū)別。
2云計算技術(shù)
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(wù)。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(wù)。根據(jù)美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)的定義，當前云服務(wù)可分為3個層次，分別是：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)、軟件即服務(wù)(SaaS)。典型的云計算架構(gòu)由3個層次構(gòu)成：物理層、虛擬層和云服務(wù)層。其中物理層提供最基本的存儲介質(zhì)和計算能力，是云計算中心的根基;虛擬層通過對物理層設(shè)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(wù)提供了基礎(chǔ);云服務(wù)層通過對虛擬層設(shè)備的統(tǒng)一管理和調(diào)度，為用戶提供IaaS、PaaS、SaaS的服務(wù)。在云計算模式下，客戶通過互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行訪問和使用，也就是說，客戶數(shù)據(jù)資產(chǎn)的所有權(quán)和管理權(quán)已經(jīng)分離，數(shù)據(jù)資產(chǎn)統(tǒng)一由云服務(wù)器進行管理。某個客戶對具體數(shù)據(jù)資產(chǎn)的訪問受到訪問控制服務(wù)器的約束，數(shù)據(jù)搜索服務(wù)器提供搜索服務(wù)，使得客戶可以得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)�；诘谌綄徲嫹⻊�(wù)器，云存儲系統(tǒng)可以向客戶提供數(shù)據(jù)資產(chǎn)的完整性驗證。可見，云計算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的超級計算模式。本質(zhì)上，云計算就是將數(shù)據(jù)、應(yīng)用和服務(wù)存儲在云端，充分利用一組內(nèi)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(wù)系統(tǒng)的自適應(yīng)性。
3智能電網(wǎng)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(wù)器整合、機房規(guī)�；�，利用虛擬化技術(shù)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(wù)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(wù)器端，應(yīng)用程序也在服務(wù)器端運行，計算還是由服務(wù)器端來處理，所有的服務(wù)分布在不同的服務(wù)器上。在云計算體系中，可以將服務(wù)器實時加入到現(xiàn)有服務(wù)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(yīng)策略拋棄掉該節(jié)點，并將其任務(wù)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(shè)備登錄到云計算系統(tǒng)后就可以進行計算服務(wù);云計算云端由成千上萬臺甚至更多服務(wù)器組成的集群具有大量存儲空間和非�？斓奶幚硭俣�。(4)提高安全威脅及安全事件快速反應(yīng)能力。云安全體系的安全威脅發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)覆蓋了從網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的各個層次，而防護陣線也貫穿了云端、網(wǎng)關(guān)、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(guān)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(wǎng)數(shù)據(jù)安全策略
要解決智能電網(wǎng)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(wǎng)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(quán)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(wǎng)絡(luò)訪問控制、信息入侵檢測等安全控制措施;同時在物理、網(wǎng)絡(luò)、主機、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等方面進行等級保護縱深防御。(2)云計算服務(wù)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(zāi)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(wù)質(zhì)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(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)優(yōu)先權(quán)管理權(quán)限，這樣即使數(shù)據(jù)存儲在云計算服務(wù)商處，沒有相應(yīng)的權(quán)限，云計算服務(wù)商是沒有權(quán)利使用這些數(shù)據(jù)的，同時又能夠利用權(quán)限來遠程管理這些數(shù)據(jù);其次用戶設(shè)置相應(yīng)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(wù)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(shè)置相應(yīng)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(gòu)，防止關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)或信息被竊取或篡改，防止網(wǎng)絡(luò)被惡意滲透或監(jiān)聽，以確保智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全。
結(jié)語
總之，在電力系統(tǒng)廣域網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)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(wǎng)智能化的實現(xiàn)進程，提高電力企業(yè)社會效益和經(jīng)濟效益，更好地為國民經(jīng)濟高速發(fā)展和滿足人民生活需要服務(wù)。
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