面向云計算的智能電網(wǎng)數據安全策略探析論文

　　構建集良好的交互性、先進(jìn)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(lái)電網(wǎng)建設大勢所趨，全電網(wǎng)隨時(shí)產(chǎn)生的海量重要數據會(huì )被集中到遠程終端統一管理，大量數據頻繁采集、傳輸帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )堵塞的同時(shí)更對電網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性、準確性及安全性提出了新要求，因此，如何確保用戶(hù)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(diǎn)。

　　1智能電網(wǎng)的特征

　　電網(wǎng)的智能化體現為：能夠全面、及時(shí)地掌握電網(wǎng)運行的信息，綜合各自動(dòng)化功能系統對信息分析結果做出最優(yōu)的反應。智能電網(wǎng)在大量交互式數據的基礎上實(shí)現精細化、智能化的管理，貫穿了發(fā)電、輸電、配電、用電的全過(guò)程，它通過(guò)智能終端將用戶(hù)之間、用戶(hù)和電力部門(mén)之間形成即時(shí)連接的網(wǎng)絡(luò )，從而實(shí)現數據采集的實(shí)時(shí)、高速和雙向，從整體上提高電網(wǎng)的綜合運行效率，實(shí)現節能減排。智能電網(wǎng)的特征概括起來(lái)主要有如下幾點(diǎn)：(1)自愈智能電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，設備應根據故障類(lèi)型及時(shí)發(fā)出信息并采取正確的措施，實(shí)現問(wèn)題部件的隔離或恢復正常運行，最小化或避免用戶(hù)的供電中斷。智能電網(wǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)地評估和自測，可以檢測、分析、響應、恢復電力元件或局部網(wǎng)絡(luò )的異常運行。(2)安全當物理系統或計算機遭到外部攻擊時(shí)，智能電網(wǎng)能有效抵御由此造成的對電力系統本身和對其他領(lǐng)域形成的傷害。一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復運行。(3)兼容智能電網(wǎng)中不僅包括常規的遠端集中式大型電廠(chǎng)，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(guò)在電源互聯(lián)領(lǐng)域引入類(lèi)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)電在內的多種不同的發(fā)電類(lèi)型，甚至是儲能裝置。(4)交互傳統電網(wǎng)中用戶(hù)不參與電力系統管理，而智能電網(wǎng)中用戶(hù)可根據電價(jià)高低選擇性地用電。電網(wǎng)運行中與之交互的用戶(hù)設備和行為被視為電力系統的完整組成部分之一，可以促使電力用戶(hù)發(fā)揮積極作用，實(shí)現電力運行和環(huán)境保護等多方面收益。(5)協(xié)調智能電網(wǎng)應擁有成熟、完整的電力市場(chǎng)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(chǎng)實(shí)現無(wú)縫銜接。(6)高效引入最先進(jìn)的IT和監控技術(shù)優(yōu)化設備和資源的使用效益，提高單個(gè)資產(chǎn)的利用效率，從整體上實(shí)現網(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(kāi)放、共享的信息系統是智能電網(wǎng)的基礎，也是智能電網(wǎng)與傳統電網(wǎng)的最大區別。

　　2云計算技術(shù)

　　云計算是通過(guò)把大量高度虛擬化的資源管理起來(lái)，組成一個(gè)龐大的資源池，用來(lái)統一為云租戶(hù)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(gè)層次，分別是：基礎設施即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)、軟件即服務(wù)(SaaS)。典型的云計算架構由3個(gè)層次構成：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(guò)對物理層設備的虛擬化，將物理層的計算和存儲能力進(jìn)行了分割，為按需分配的云服務(wù)提供了基礎;云服務(wù)層通過(guò)對虛擬層設備的統一管理和調度，為用戶(hù)提供IaaS、PaaS、SaaS的服務(wù)。在云計算模式下，客戶(hù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對數據資產(chǎn)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和使用，也就是說(shuō)，客戶(hù)數據資產(chǎn)的所有權和管理權已經(jīng)分離，數據資產(chǎn)統一由云服務(wù)器進(jìn)行管理。某個(gè)客戶(hù)對具體數據資產(chǎn)的訪(fǎng)問(wèn)受到訪(fǎng)問(wèn)控制服務(wù)器的約束，數據搜索服務(wù)器提供搜索服務(wù)，使得客戶(hù)可以得到相應的數據資產(chǎn)�；�于第三方審計服務(wù)器，云存儲系統可以向客戶(hù)提供數據資產(chǎn)的完整性驗證�？梢�(jiàn)，云計算是一種基于網(wǎng)絡(luò )的超級計算模式。本質(zhì)上，云計算就是將數據、應用和服務(wù)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，以實(shí)現用戶(hù)業(yè)務(wù)系統的自適應性。

　　3智能電網(wǎng)中實(shí)施云計算的作用

　　(1)加速系統資源整合、降低成本。通過(guò)云計算的數據集中存儲，可以實(shí)現綠色節能、服務(wù)器整合、機房規�；�，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(dòng)態(tài)可擴展性。云計算服務(wù)器端提供了可靠的數據存儲中心，用戶(hù)數據存儲在服務(wù)器端，應用程序也在服務(wù)器端運行，計算還是由服務(wù)器端來(lái)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(shí)時(shí)加入到現有服務(wù)器群中，提高"云"處理能力，如果某計算節點(diǎn)出現故障，則通過(guò)相應策略?huà)仐壍粼摴濣c(diǎn)，并將其任務(wù)交給別的節點(diǎn)，而在節點(diǎn)故障排除后可實(shí)時(shí)加入現有集群中。(3)提高系統的計算和存儲能力。電力系統用戶(hù)可以在任何時(shí)間、任意地點(diǎn)，采用任何設備登錄到云計算系統后就可以進(jìn)行計算服務(wù);云計算云端由成千上萬(wàn)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能力。云安全體系的安全威脅發(fā)現和響應覆蓋了從網(wǎng)絡(luò )層到應用層的各個(gè)層次，而防護陣線(xiàn)也貫穿了云端、網(wǎng)關(guān)、終端等多個(gè)不同的位置和區域;云安全體系可以提供更加及時(shí)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)數據安全策略

　　要解決智能電網(wǎng)云計算中的安全問(wèn)題，可采用如下安全防護措施：(1)堅持“分區分域、等級防護、多層防御”的安全策略，將智能電網(wǎng)中云計算系統進(jìn)行等級保護定級，將各系統劃分安全域進(jìn)行防護，安全防護分域遵照“同級系統統一成域”的原則，即二級系統同一安全域進(jìn)行防護，三級系統同一安全域進(jìn)行防護，各系統跨安全域進(jìn)行數據交換時(shí)采取強身份認證、權限控制、安全監控等安全防護措施以保證所交換數據的安全，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，根據確定的等級在橫向域間邊界部署網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)控制、信息入侵檢測等安全控制措施;同時(shí)在物理、網(wǎng)絡(luò )、主機、應用、數據等方面進(jìn)行等級保護縱深防御。(2)云計算服務(wù)商通過(guò)建立多數據副本機制來(lái)保證用戶(hù)存儲數據的高可靠性，同時(shí)建立快速的數據遷移機制，使得發(fā)生數據容災時(shí)，能夠快速把用戶(hù)遷移到備份數據源上。還可以根據不同用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量要求，對于數據存放機密性、完整性提供不同保護，同時(shí)提高可用性。(3)設計相應的數據優(yōu)先權管理權限，這樣即使數據存儲在云計算服務(wù)商處，沒(méi)有相應的權限，云計算服務(wù)商是沒(méi)有權利使用這些數據的，同時(shí)又能夠利用權限來(lái)遠程管理這些數據;其次用戶(hù)設置相應的監控模塊，可以監控屬于自我的數據流向和存儲服務(wù)器的地址。(4)由于云計算平臺數據共享的特點(diǎn)，無(wú)法把每一個(gè)企業(yè)數據隔離開(kāi)，可以通過(guò)設置相應的域，來(lái)管理屬于同一個(gè)域的數據源，對于不屬于此域的用戶(hù)不可以查看此域中的所有數據源，同一個(gè)域中的數據在實(shí)行數據加密的同時(shí)，還使用強身份認證的方式來(lái)使用數據。(5)建立高級別的第三方監管機構，防止關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息系統數據或信息被竊取或篡改，防止網(wǎng)絡(luò )被惡意滲透或監聽(tīng)，以確保智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統安全穩定運行和業(yè)務(wù)數據安全。

　　結語(yǔ)

　　總之，在電力系統廣域網(wǎng)絡(luò )硬件不變的情況下，最大限度地整合當前系統的數據資源和處理器資源，可極大地提高電網(wǎng)數據的存儲、處理和交互能力。因此，做好云計算下的數據安全工作非常重要，可以保障云計算系統的安全穩定運行，將加速電網(wǎng)智能化的實(shí)現進(jìn)程，提高電力企業(yè)社會(huì )效益和經(jīng)濟效益，更好地為國民經(jīng)濟高速發(fā)展和滿(mǎn)足人民生活需要服務(wù)。

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