信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的安全范文

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1電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的加密需求

由于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)極為復雜，所以應加以考慮的加密的信息主要有:（1）上傳數(shù)據(jù)。主要是重要遙測、遙信、以及相關的事件順序記錄(SOE)數(shù)據(jù)等。此類數(shù)據(jù)是判斷電網(wǎng)是否穩(wěn)定運行的依據(jù)，同時也是決策調度的根據(jù)，要求具有很高的實用性。（2）下行數(shù)據(jù)。主要是保護裝置、遙調、遙控、以及相關自動裝置的整定值數(shù)據(jù)等。此類數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)關系密切，對電網(wǎng)的正常運行有著直接影響，要求具有其很高的安全性以及實用性。（3）經(jīng)濟數(shù)據(jù)。主要是電力市場電能計費信息、交易數(shù)據(jù)、運行報價等。此類數(shù)據(jù)共同組成電力系統(tǒng)物資數(shù)據(jù)流，對資金以及電能在電力市場流向的平衡產生很大的影響，要求具有很高的保密性。（4）管理數(shù)據(jù)。主要是負荷管理、停電計劃等管理信息系統(tǒng)(MIS)管理數(shù)據(jù)。要求具有很高的保密性。并依照此類加密數(shù)據(jù)的加密要求、價值以及防御成功付出的代價大小，從而可以采用適合的各種機密方式。EMS中的實時控制信息數(shù)據(jù)流量穩(wěn)定而且時效性較快。但他要求具有很高的可靠性與實時性，而對保密性以及完整性同樣有很高的要求，所以對實時數(shù)據(jù)加密需進行充分考慮，謹慎行事。

2電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)加密的過程和方法

2.1加密的算法從原理上劃分，加密方式主要有2類：非對稱密碼體制以及對稱密碼體制。非對稱加密(公鑰體制)在進行加密處理時一般使用一對密鑰，一般向外公開，稱之為公鑰，另一半則進行隱私保護，稱之為私鑰。公鑰能夠對外傳播，私鑰一般需用戶嚴格保護，防止泄漏。在計算上利用公鑰破解私鑰，一般無法實現(xiàn)。如果用戶擁有公鑰可以對數(shù)據(jù)進行加密，但不能做解密處理，只有當用戶擁有相應的私鑰，才能很好地對信息作解密處理。非對稱密碼體制主要是公開密鑰密碼體制（RSA）。而對于對稱加密(或稱單密鑰加密)，則只用一個密鑰對相應數(shù)據(jù)進行加密處理。當前，最常用的對稱加密算法是數(shù)據(jù)加密算法（DataEncryptionAlgorithm，DEA），3DES（即TripleDES）和IDEA（IntelliJIDEA），密鑰的安全性往往決定加密系統(tǒng)的安全性。由于對稱加密開銷較小，所以一般不會對生產控制類數(shù)據(jù)的實時性產生影響。而非對稱加密則要求大數(shù)的模運算，時間消耗較多，但其公用體制能夠防止密鑰傳輸出現(xiàn)問題，一次能夠用于對數(shù)據(jù)量較小而且要求具有較高安全性的數(shù)據(jù)加密，例如認證、握手以及加密傳輸對稱密碼密鑰等。

2.2網(wǎng)絡環(huán)境下的電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)加密方式對于主站前置機與遠程終端(RTU)之間的數(shù)據(jù)加密傳輸，可以使用端對端的數(shù)據(jù)加密，數(shù)據(jù)在交換節(jié)點與相關信道上都存在于密文中。實時數(shù)據(jù)加密對硬件以及網(wǎng)絡結構的要求主要由以下幾點。（1）RTU的CPU單元必須有符合要求的運算力，確保加、解密較快進行。（2）網(wǎng)絡通信的信道應具有符合要求的可靠性以及實時性，較低的網(wǎng)絡延遲，較低的誤碼率。（3）主站前置機可以對多個進程的加密/解密同時進行處理，并在主站端設置服務器，用來管理相應的密鑰。在電力信息系統(tǒng)中，實時數(shù)據(jù)通信加密能采取的方式有以下兩種。（1）一時一密方式。密鑰一般不分配到終端，也不在服務器保存。服務器依照系統(tǒng)具體的安全情況，以設定時間參數(shù)，手動或自動地、定時或不定時地向KDC請求相關的密鑰。并由KDC生成一個隨機的臨時密鑰，并由安全信道發(fā)送至終端，雙方可以利用隨機密鑰加密通信。（2）固定密鑰方式。每一個用戶終端都配置有一個由密鑰分配中心(Keydistributioncenter,簡稱KDC)分配的密鑰，主站則列表儲存所有終端的密鑰。建立安全信道(我們假定在沒有認證通信雙方身份之前所有建立的信道都不安全)之后，主站端與終端可以利用協(xié)商好的密鑰通信。密鑰的初始化、泄漏后更新及其銷毀工作都是由主站端手動或自動設定，可以由另外的安全信道實現(xiàn)。如果使用固定密鑰，一般不需要生成眾多的臨時密鑰，密鑰不會在不用通過信道傳輸，節(jié)省加密時間；而使用一時一密方式，主站端與終端密鑰一般不用保存，只需于KDC增加密鑰生成器。因密鑰的存活期較短，所以一時一密具有更好的安全性。

2.3密鑰的管理

2.3.1密鑰分配的基本模式為分配給主機、節(jié)點以及用戶終端足夠的密鑰，加密傳輸過程中，往往需很多密鑰。因此，加密通信過程中，密鑰的安全管理極為重要。為降低系統(tǒng)的繁瑣性，一般采取中心化密鑰管理。KDC主要負責密鑰的生成、分發(fā)、更新以及銷毀過程。KDC能分配于主站端，也可以與相應的服務器處于同一邏輯(或物理)服務器(集中式密鑰分配)，如圖1(a)所示；也能分配于同RTU、主站對等的服務器(對等式密鑰分配)，如圖1(b)所示。如果KDC單獨為一個主站端分配密鑰，則可以采取集中式分配；如果KDC同時為幾個同級主站分配密鑰，一般采取對等式。

2.3.2密鑰的分發(fā)過程想要安全進行加密通信，首先應建立相應的安全信道，相互交換一對只有對方知道的共享密鑰作為加密數(shù)據(jù)。通過對權威機構簽發(fā)的證書進行相應的認證處理，對通信雙方的身份進行認證，并通過雙方的證書作端點認證。主站和每個終端都有相應的證書，證書主要包括用戶的基本信息以及用戶的公鑰。如果需要對通信的對方進行認證，需發(fā)送對方一個隨機數(shù)據(jù)，對方將接收到的數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)摘要，并用自己的私鑰加密后及時返回。發(fā)送方利用公鑰(通過對方證書獲得)對數(shù)據(jù)進行解密之后，與發(fā)出數(shù)據(jù)的摘要作對比，從而對對方的身份進行認證。相互進行身份認證之后，也就實現(xiàn)了端點認證。再將通信加密密鑰發(fā)送至相應的RTU(固定密鑰方式?jīng)]有這個問題)就可以完成加密通信。

3結束語

加密技術作為一種最簡便、最安全、最經(jīng)濟的信息安全技術，其使用可以有效保證電力信息系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信安全，適合在各種電力信息通信安全應用中使用，在未來值得大力推廣使用。

作者：文中華單位：國網(wǎng)湖南省電力公司鳳灘水力發(fā)電廠