電力系統(tǒng)橫向來(lái)看是一個(gè)有機(jī)整體,通過(guò)參與電能分配的一次設(shè)備將整個(gè)電力系統(tǒng)串接在一起,電力系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)來(lái)分,一般分為發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度,發(fā)電廠發(fā)出的電能需要經(jīng)過(guò)高壓變電后由輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送,包含了從發(fā)電廠到供電公司配電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移過(guò)程,配電通過(guò)將電力送達(dá)消費(fèi)者完成電力系統(tǒng)的全部功能。此過(guò)程分一次、二次系統(tǒng),一次系統(tǒng)直接參與電能的發(fā)輸、分配、使用,二次系統(tǒng)對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)控、保護(hù)、調(diào)節(jié),而電力調(diào)度一定層度上保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)外可靠供電,使電力生產(chǎn)有序進(jìn)行采取的管理手段。
2009年5月21日,我國(guó)公布了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”計(jì)劃,隨著新技術(shù)的應(yīng)用和更容易獲取的能源數(shù)據(jù)及設(shè)備的使用,越來(lái)越多的互通設(shè)備,電力系統(tǒng)面臨的信息和生產(chǎn)安全威脅和影響也日益擴(kuò)大。下面分別從電力系統(tǒng)安全威脅與影響,電力系統(tǒng)攻擊場(chǎng)景分析,第三方服務(wù)給電力系統(tǒng)帶來(lái)的安全隱患以及移動(dòng)應(yīng)用程序和移動(dòng)設(shè)備在電力系統(tǒng)中安全說(shuō)明。
威脅:
消費(fèi)者可能成為電力公司的威脅來(lái)源,也可能是威脅的受害者。
盜竊:智能跟蹤者能夠利用電力公司對(duì)智能終端的訪問(wèn)監(jiān)測(cè)信息完成惡意的行為,智能跟蹤者能夠根據(jù)電能的使用情況,分析出用戶的行為,生活習(xí)慣等。
黑客:出于智力挑戰(zhàn)、安全測(cè)試、惡作劇、好奇心、金錢(qián)交易、權(quán)利、恐怖主義等動(dòng)機(jī)入侵電力系統(tǒng)。
金錢(qián)交易:出于金錢(qián)利益,利用惡意程序隱蔽植入電力系統(tǒng),進(jìn)行贖回勒索。
恐怖主義:通過(guò)攻擊電力系統(tǒng),恐怖分子能夠利用物理攻擊,如爆炸,也可以利用智能控制的數(shù)字化方式攻擊,以此來(lái)引起關(guān)注或達(dá)到他們攻擊的目的。
電力公司:來(lái)自電力公司內(nèi)部員工造成的電力干擾、隱私泄露、錯(cuò)誤賬單等。
第三方服務(wù):電力系統(tǒng)中會(huì)依靠大量的第三方提供能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)效率和功能的核心服務(wù)及附加服務(wù)。但是這些第三方也給電力系統(tǒng)帶來(lái)一些新的威脅和攻擊途徑。有決心的攻擊者在直接攻擊目標(biāo)失敗后,可能會(huì)轉(zhuǎn)而攻擊第三方再達(dá)到訪問(wèn)原本目標(biāo)的目的。
從提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制到運(yùn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制,移動(dòng)應(yīng)用程序?qū)⒃陔娏ο到y(tǒng)中發(fā)揮重要作用,隨著移動(dòng)設(shè)備的繼續(xù)普及,消費(fèi)者和電力公司職員都將更多的把移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用到他們的日常生活中,并將移動(dòng)設(shè)備和電力系統(tǒng)進(jìn)行交互。因此,攻擊者會(huì)認(rèn)為移動(dòng)設(shè)備是更有攻擊價(jià)值的目標(biāo)。
移動(dòng)設(shè)備通過(guò)專(zhuān)門(mén)為設(shè)備設(shè)計(jì)的移動(dòng)應(yīng)用程序訪問(wèn)電力系統(tǒng)資源。然而,移動(dòng)應(yīng)用程序會(huì)被各種可以訪問(wèn)這些程序的設(shè)備攻擊。由于大多數(shù)的移動(dòng)應(yīng)用程序可以訪問(wèn)因特網(wǎng),攻擊者可以使用各種設(shè)備攻擊這些應(yīng)用。
如極端天氣和自然災(zāi)害是接近50%的電力擾動(dòng)事件的產(chǎn)生原因,盡管可以通過(guò)在大部分電力系統(tǒng)區(qū)域構(gòu)造冗余減小威脅,對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)還是會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)失效的問(wèn)題,而自然威脅是不可能消除的。
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影響:
場(chǎng)景1
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場(chǎng)景2
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場(chǎng)景3
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場(chǎng)景4
以烏克蘭電網(wǎng)安全事件為例,烏克蘭首都基輔的部分地區(qū)和烏克蘭西部的 140 萬(wàn)名居民突然遭遇了一次長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的大規(guī)模停電,事件證明信息安全對(duì)生產(chǎn)安全的影響。
再以Slammer蠕蟲(chóng)病毒入侵了俄亥俄州Davis-Besse核電站,導(dǎo)致安全監(jiān)控系統(tǒng)崩潰為例。保護(hù)電廠的防火墻封鎖了Slammer傳播使用的端口,但是,連接Davis-Besse公司網(wǎng)絡(luò)和其承包商的一根T1線開(kāi)放的。Slammer蠕蟲(chóng)先感染承包商網(wǎng)絡(luò),然后通過(guò)T1線路旁路防火墻傳播給Davis-Besse公司的網(wǎng)絡(luò)。Davis-Besse公司再傳給電廠網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)核心溫度傳感器以及外部輻射傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)崩潰。
對(duì)于漏洞的利用能夠產(chǎn)生很多結(jié)果,包括拒絕服務(wù)、信息泄露、遠(yuǎn)程代碼執(zhí)行等。遠(yuǎn)程代碼執(zhí)行通常通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)允許攻擊者在目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行操作系統(tǒng)命令的遠(yuǎn)程命令shell來(lái)完成,然后配合上傳腳本,竊取密碼文件和本地緩沖區(qū)中的網(wǎng)絡(luò)域名憑證等。電力系統(tǒng)中,SCADA系統(tǒng)、測(cè)控、保護(hù)裝置等使用通用的協(xié)議,存在大量的漏洞,這些漏洞或許是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的,通過(guò)很多開(kāi)源的漏洞掃描器如OpenVAS等都能夠掃出一些漏洞,也有未知的漏洞,對(duì)電網(wǎng)工控協(xié)議,設(shè)備自身等進(jìn)行fuzzing,能夠發(fā)現(xiàn)不少未知的漏洞。
另外,對(duì)應(yīng)用程序的攻擊,如CRSF,在客戶端自動(dòng)地將用戶會(huì)話身份標(biāo)識(shí)附加在請(qǐng)求里面,CSRF負(fù)載包含一個(gè)或更多的偽造用戶賬戶簽名的請(qǐng)求等。對(duì)電力系統(tǒng)中WIFI、藍(lán)牙、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、RFID等無(wú)線攻擊從而旁路邊界安全控制。利用社工及物理等攻擊都會(huì)給電力生產(chǎn)系統(tǒng)造成直接或間接的破壞。
對(duì)于電力系統(tǒng)面臨的安全威脅,提供以下建議:
建立和發(fā)展一個(gè)信息安全方案是電力系統(tǒng)安全的基礎(chǔ),不能按照一個(gè)特定的模式來(lái)實(shí)施,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要,建立一套安全可行的安全防御體系和方案。