电力系统自动化 第一次讨论报告 电力系统自动化 第二次讨论报告-一关于互动用电的通信问题和对策 本次组长： 5120309407姚益剑 组员： 5120309357许嘉轩 5120309363黄森 5120309351徐熙林 5120309362杨宇尘 2015.4.30
电力系统自动化 第一次讨论报告 电力系统自动化 第二次讨论报告--关于互动用电的通信问题和对策 本次组长： 5120309407 姚益剑 组员： 5120309357 许嘉轩 5120309363 黄森 5120309351 徐熙林 5120309362 杨宇尘 2015.4.30
电力系统自动化 第一次讨论报告 关于互动用电的通信问题和对策 本次讨论组长：姚益剑 组员：许嘉轩黄森杨宇尘徐熙林 摘要：互动用电是智能电网的基本特征之一，针对因互动用电方式而引入的信息 安全风险和安全需求展开研究。首先，从风险分析的角度，将互动用电方式下的 信息安全与广域环境下的电力信息安全进行定性比较，重点论述了二者在威胁产 生的客观条件、主观动机和事故后果等方面的差异。在此基础上，结合互动用电 的业务流程和高级量测体系的特点，从保密性、完整性和可用性等信息安全需求 出发， 我们小组提炼出可用性评估、密钥管理和异常行为检测等3个方面的难点问题。 关键词：智能电网；互动用电；信息安全；风险；安全需求 问题分析： 我们小组经过两个小时的小组讨论，共总结出三个观点： 观点一：需要从互动用电的保密性出发。 保密性需求可以从互动用电的双方来分析。用户侧存在个人隐私问题，一些 用户不希望公开他们所使用的负荷数量、类型和其他信息，因此，智能电表的 计量数据需要保密，通过网络传输时也需要有合适的保密机制。运营商侧主要从 市场的角度来考虑，一些重要的运行数据需要保密，同时也有责任来保障用户的 用电行为隐私 观点二：需要从互动用电的完整性需求出发。 完整性需求是电力系统中最重要的信息安全需求，互动用电方式下这种需求 同样存在。计量数据和控制指令是AMI系统中传输的2类关键信息，必须防止 它们被篡改或伪造。对于智能电表，首先需要有能力对控制指令进行鉴别，判断 指令是否被篡改、伪造：其次，智能电表的物理保护未必完善，很难阻止对户外 电表的物理攻击，其存储芯片有可能被替换或修改，需要有及时的补救措施，防 止该电表在AMI系统中造成不良影响。用户网关需要传递对智能家电的控制指 令，也存在完整性需求，同时，由于用户网关部署的灵活性，有可能安装在连接 因特网的计算机上，加大了控制命令被篡改、伪造的风险。通信过程将遵循IE C61850体系，基于开放的TCP/IP来构建应用层协议，也需要确保信 息的完整性 观点三：需要从互动用电的可用性需求出发。 过去，自动抄表(AMR)系统的可用性并不是太大的问题，运营商在难以 获取计量数据时可以延迟获取，或通过估算的方法获取。但互动用电方式下， 量测值和控制指令需要实时或准实时地双向传输，对运营商与用户之间信息交换 的可用性提出了很高的要求。需要考虑特定信息不可用时，其对系统究竟有多大 影响，具体多大的延时是可以接受的。智能电表和用户网关的可用性，一方面要 考虑客观因素的影响，如软、硬件故障，另一方面要考虑人为因素，如物理入 侵、网络入侵和拒绝服务攻击等的影响。通信系统的可用性不仅要考虑客观存在
电力系统自动化 第一次讨论报告 关于互动用电的通信问题和对策 本次讨论组长：姚益剑 组员：许嘉轩 黄森 杨宇尘 徐熙林 摘要：互动用电是智能电网的基本特征之一，针对因互动用电方式而引入的信息 安全风险和安全需求展开研究。首先，从风险分析的角度，将互动用电方式下的 信息安全与广域环境下的电力信息安全进行定性比较，重点论述了二者在威胁产 生的客观条件、主观动机和事故后果等方面的差异。在此基础上，结合互动用电 的业务流程和高级量测体系的特点，从保密性、完整性和可用性等信息安全需求 出发， 我们小组提炼出可用性评估、密钥管理和异常行为检测等３个方面的难点问题。 关键词：智能电网；互动用电；信息安全；风险；安全需求 问题分析： 我们小组经过两个小时的小组讨论，共总结出三个观点： 观点一：需要从互动用电的保密性出发。 保密性需求可以从互动用电的双方来分析。用 户侧存在个人隐私问题，一些 用户不希望公开他们 所使用的负荷数量、 类型和其他信息，因此，智能电表的 计量数据需要保密，通过网络传输时也需要有合适的保密机制。运营商侧主要从 市场的角度来考虑，一些重要的运行数据需要保密，同时也有责任来保障用户的 用电行为隐私 观点二：需要从互动用电的完整性需求出发。 完整性需求是电力系统中最重要的信息安全需求,互动用电方式下这种需求 同样存在。计量数据和控制指令是ＡＭＩ系统中传输的２类关键信息，必须防止 它们被篡改或伪造。对于智能电表，首先需要有能力对控制指令进行鉴别，判断 指令是否被篡改、伪造；其次，智能电表的物理保护未必完善，很难阻止对户外 电表的物理攻击，其存储芯片有可能被替换或修改，需要有及时的补救措施，防 止该电表在ＡＭＩ系统中造成不良影响。用户网关需要传递对智能家电的控制指 令，也存在完整性需求，同时，由于用户网关部署的灵活性，有可能安装在连接 因特网的计算机上，加大了控制命令被篡改、伪造的风险。通信过程将遵循ＩＥ Ｃ６１８５０体系，基于开放的ＴＣＰ／ＩＰ来构建应用层协议，也需要确保信 息的完整性 观点三：需要从互动用电的可用性需求出发。 过去，自动抄表（ＡＭＲ） 系统的可用性并不是太大的问题，运营商在难以 获取计量数据时可以延迟 获取，或通过估算的方法获取 。但互动用电方式下， 量测值和控制指令需要实时或准实时地双向传输，对运营商与用户之间信息交换 的可用性提出了很高的要求。需要考虑特定信息不可用时，其对系统究竟有多大 影响，具体多大的延时是可以接受的。智能电表和用户网关的可用性，一方面要 考虑客观因素的影响，如软、硬件故障，另一方面要考虑人为 因素， 如物理入 侵、网络入侵和拒绝服务攻击等的影响。通信系统的可用性不仅要考虑客观存在
电力系统自动化 第一次讨论报告 的故障因素，还要考虑光纤终端、电磁干扰和流量变化等因素。AMI前端系 统的可用性除考虑软、硬件故障的影响外，还需要考虑拒绝服务攻击的影响。 对解决对策的思考： 观点一：AMI的可用性评估问题 就是检测在规定的时间内，AMI所能处理信息的数量的多少的一个评估方式。 观点二：大规模实时智能设备的密钥管理问题 对于用户的个人密码等等，不仅仅用户自身需要去保护，系统方面也要加强自己 的防侵略功能，最大限度的提升安全性。 如： ①规模大，某些城市电网将需要数以千万的数字证书或密钥，以满足用电需求： ②对象以嵌入式系统为主，计算能力和资源有限； ③密钥更新和分发机制是密钥管理的核心，从信息安全的角度，密钥的生存期越 短，破译的机会越小，但过多的密钥分发又会占用系统的网络带宽，很可能对 信息交换过程的实时性产生影响： ④不同类型的用户对用电的可靠性要求存在差异，对密钥管理也提出不同的要 求。 观点三：互动用电过程的异常行为检测问题 在被攻击时，能够及时检测到危险的能力。在计算机网络中，用户可以通过计算 机的状态或防病毒软件来判断计算机是否被感染，但智能电表如果存在长期潜 伏的病毒或木马，用户和运营商都很难直观地判断出来或察觉到。因此，就引出 了互动用电过程的异常行为检测问题，这是一个未知但又充满风险的领域。 总结： 通过这次小组的讨论，我们能够更深的体会到未来互动用电将成为主流，对于其 的分析和原理需要更深入的去研究，要清楚分析问题并且以此得到更好的解决方 法是十分重要的，这也是我们不得不去面对的问题。 通过需求分析可知，研究难点体现在密钥管理、异常行为检测和可用性评估等3 个方面。如何就这3个方面的难点问题展开应用基础研究，是智能电网建设中亟 需解决的问题
电力系统自动化 第一次讨论报告 的故障 因素，还要考虑光纤终端、电磁干扰和流量变化等因素。ＡＭＩ前端系 统的可用性除考虑软、 硬件故障的影响外， 还需要考虑拒绝服务攻击的影响。 对解决对策的思考： 观点一：ＡＭＩ的可用性评估问题 就是检测在规定的时间内，AMI 所能处理信息的数量的多少的一个评估方式。 观点二：大规模实时智能设备的密钥管理问题 对于用户的个人密码等等，不仅仅用户自身需要去保护，系统方面也要加强自己 的防侵略功能，最大限度的提升安全性。 如： ①规模大，某些城市电网将需要数以千万的数字证书或密钥，以满足用电需求； ②对象以嵌入式系统为主，计算能力和资源有限； ③密钥更新和分发机制是密钥管理的核心，从信息安全的角度，密钥的生存期越 短，破译的机会越小，但过多的密钥分发又会 占用系统的网络带宽， 很可能对 信息交换过程的实时性产生影响； ④不同类型的用户对用电的可靠性要求存在差异，对密钥管理也提出不同的要 求。 观点三：互动用电过程的异常行为检测问题 在被攻击时，能够及时检测到危险的能力。在计算机网络中，用户可以通过计算 机的状态或防病毒软件来判断计算机 是否被感染，但智能电表如果存在长期潜 伏的病毒或木马，用户和运营商都很难直观地判断出来或察觉到。因此，就引出 了互动用电过程的异常行为检测问题，这是一个未知但又充满风险的领域。 总结: 通过这次小组的讨论，我们能够更深的体会到未来互动用电将成为主流，对于其 的分析和原理需要更深入的去研究，要清楚分析问题并且以此得到更好的解决方 法是十分重要的，这也是我们不得不去面对的问题。 通过需求分析可知，研究难点体现在密钥管理、异常行为检测和可用性评估等３ 个方面。如何就这３个方面的难点问题展开应用基础研究，是智能电网建设中亟 需解决的问题