【安当产品应用案例100集】021- 针对电网接入设备的控制指令安全解决方案

一、电网对接入设备的控制指令安全体现在哪些方面

电网接入设备的控制指令安全必要性不言而喻。为了保障电网的稳定运行、防止恶意攻击和破坏、提升电网智能化水平、满足法律法规和监管要求以及提升用户满意度和社会形象，必须加强电网接入设备的控制指令安全管理。这包括采用先进的加密技术、建立完善的安全防护体系、加强人员培训和管理等措施，以确保控制指令的安全传输和执行。其必要性主要体现在以下几个方面：

1、保障电网稳定运行

电网的稳定运行依赖于各个设备的正常工作和协调配合。控制指令作为对电网接入设备进行远程操作和管理的关键手段，其安全性直接关系到电网的稳定性和可靠性。如果控制指令被篡改或伪造，可能导致设备误操作、电网负荷失衡、甚至引发大规模停电等严重后果。因此，确保控制指令的安全是保障电网稳定运行的基础。

2、防止恶意攻击和破坏

随着网络技术的不断发展，电网系统也面临着越来越多的网络安全威胁。黑客和恶意用户可能会通过网络攻击手段，窃取、篡改或伪造电网接入设备的控制指令，以达到破坏电网运行、窃取电力资源或进行其他非法活动的目的。因此，加强控制指令的安全防护，是防止恶意攻击和破坏的重要手段。

3、提升电网智能化水平

智能电网是未来发展的趋势，它能够实现电网的自动化、智能化管理。在智能电网中，控制指令的安全更是至关重要。只有确保控制指令的安全传输和执行，才能实现电网的智能化调度和远程控制，提高电网的运行效率和可靠性。

4、满足法律法规和监管要求

电网作为重要的基础设施，其运行和管理受到国家和政府的严格监管。相关法律法规和监管要求明确规定了电网接入设备的控制指令安全标准和要求。因此，加强控制指令的安全管理，不仅是企业自身发展的需要，也是遵守法律法规和监管要求的必要举措。

5、提升用户满意度和社会形象

电网的稳定运行和优质服务是提升用户满意度和社会形象的关键因素。如果电网接入设备的控制指令安全得不到保障，可能导致电网故障频发、服务质量下降等问题，进而影响用户满意度和社会形象。因此，加强控制指令的安全管理，对于提升用户满意度和社会形象具有重要意义。

二、电网对终端设备接入及控制指令存在哪些要求

国家电网对终端设备接入以及控制指令的安全要求十分严格，这些要求旨在确保电力系统的安全稳定运行，防止未经授权的访问和控制，从而保障电力供应的连续性和可靠性。以下是对这些安全要求的归纳：

1、终端设备接入安全要求

身份认证与授权：

所有终端设备在接入国家电网系统前，必须经过严格的身份认证，确保设备的合法性和可信度。
根据设备的类型和用途，对其进行授权，明确其可以访问的系统资源和操作权限。

数据加密与传输安全：

终端设备与电网系统之间的数据传输必须采用加密技术，确保数据的机密性和完整性。
采用安全的通信协议和传输通道，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。

安全接入平台：

利用电力专用安全接入平台，对终端设备提供统一的接入、认证、加密、交换、访控和代理过滤等安全服务。
确保终端设备在接入电网系统时，能够遵守相关的安全标准和规范。

终端分类管理：

根据终端设备的特性和用途，将其分为不同的类别，如非涉控终端和涉控终端。
对不同类型的终端设备采取不同的安全策略和管理措施，确保其接入电网系统的安全性和可靠性。

2、控制指令安全要求

指令完整性与验证：

所有控制指令在发送前必须进行完整性验证，确保指令在传输过程中没有被篡改或损坏。
接收端在接收到控制指令后，应进行验证和确认，确保指令的合法性和有效性。

访问控制与权限管理：

对控制指令的发送和接收进行严格的访问控制，确保只有授权的用户或系统才能发送和接收指令。
根据用户的角色和权限，对其可以发送的控制指令进行限制和管理。

日志记录与审计：

对所有控制指令的发送、接收和执行过程进行日志记录，以便进行后续的安全审计和故障排查。
定期对日志进行分析和审查，发现潜在的安全问题和漏洞。

应急响应与恢复：

建立健全的应急响应机制，对控制指令引发的安全事件进行快速响应和处理。
制定详细的恢复计划，确保在发生安全事件后能够迅速恢复系统的正常运行。

综上所述，电网对终端设备接入以及控制指令的安全要求涵盖了身份认证、数据加密、安全接入平台、终端分类管理、指令完整性验证、访问控制与权限管理、日志记录与审计以及应急响应与恢复等多个方面。这些要求旨在确保电力系统的安全稳定运行，保障电力供应的连续性和可靠性。

三、通过签名验签方式实现电网设备控制指令安全是一种有效的技术手段

1、签名过程

生成报文摘要：

发送方（如电网调度中心）首先使用哈希函数对电网设备控制指令的报文文本进行处理，生成报文摘要。哈希函数能够将任意长度的报文文本转换为固定长度的摘要值，且不同的报文文本生成的摘要值几乎不可能相同。

加密报文摘要：

发送方利用自己的私钥对生成的报文摘要进行加密，得到数字签名。由于私钥是唯一的且保密的，因此只有发送方能够生成有效的数字签名。

发送报文和数字签名：

发送方将电网设备控制指令的报文原文和数字签名一并发送给接收方（如电网接入设备）。

2、验签过程

接收报文和数字签名：

接收方接收到报文原文和数字签名后，开始进行验签过程。

解密数字签名：

接收方利用发送方的公钥对数字签名进行解密，得到报文摘要A。由于公钥是公开的且与私钥配对使用，因此只有正确的公钥才能解密由对应私钥生成的数字签名。

生成报文摘要B：

接收方同时使用与发送方相同的哈希函数对报文原文进行hash处理，得到报文摘要B。

对比报文摘要：

接收方将解密得到的报文摘要A与自己生成的报文摘要B进行对比。如果两者相同，则说明报文在传输过程中没有被篡改，且确实是由发送方发送的；如果两者不同，则说明报文在传输过程中可能被篡改或不是由发送方发送的。

3、安全性分析

防止篡改：

由于数字签名是由发送方的私钥加密生成的，且只有正确的公钥才能解密得到报文摘要，因此任何对报文原文的篡改都会导致解密后的报文摘要与原始报文摘要不匹配，从而被接收方发现。

身份认证：

数字签名还能够实现发送方的身份认证。由于只有发送方拥有私钥并能够生成有效的数字签名，因此接收方可以通过验证数字签名的有效性来确认发送方的身份。

防止伪造：

由于私钥的保密性和唯一性，任何试图伪造发送方数字签名的行为都会被接收方通过验签过程发现。

4、实际应用

在电网系统中，可以将签名验签技术应用于电网设备控制指令的传输过程中。通过为每条控制指令生成数字签名，并在接收端进行验签，可以确保控制指令的安全性和完整性。同时，还可以结合其他安全措施（如加密传输、访问控制等）来进一步提升电网系统的安全性。

综上所述，通过签名验签方式实现电网设备控制指令安全是一种可行且有效的技术手段。它能够防止报文在传输过程中被篡改、伪造或冒充发送方等行为的发生，从而确保电网系统的稳定运行和安全性。

四、安当解决方案USBkey（智能密码钥匙）+KSP（密钥管理系统）

USBkey：存储密钥和证书，提供加解密接口

KSP密钥管理系统：密钥管理能力和轻量级CA证书签发

证书生命周期管理：支持证书的签发、导出、停用和吊销等操作，全面管理证书的生命周期，确保证书的有效性和安全性。
多级CA体系结构管理：支持建立和管理多级CA体系结构，使企业可以实现复杂的信任链和灵活的证书管理策略，适应各种复杂的安全需求。
OCSP和CRL支持：支持OCSP（在线证书状态协议）和CRL（证书吊销列表），确保证书的状态实时可用和吊销状态的更新。
国密（SM2）和非国密证书签发：支持国密算法（SM2）以及非国密算法（RSA），可以根据不同的需求签发符合相应算法标准的证书。
与UKey配合的身份鉴别：可与UKey配合使用，满足等保密评中对身份鉴别的要求。通过结合UKey和我们的CA证书签发系统，企业可以实现更加安全和可靠的身份验证机制。
硬件级密钥保护：可以与硬件加密机进行对接，以提升私钥的安全性。