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新能源场站等保2.0 测评实践与关键问题研究

作者

李湘平

武汉安域信息安全技术有限公司 湖北省武汉市 430070

新能源场站是国家能源结构调整的重要基础设施,它的网络安全直接影响着能源供应安全和社会稳定。等保 2.0 通过加入动态防御,可信验证等机制,把传统的信息系统安全防护扩大到云计算,物联网等新技术领域,给新能源场站提供一个更加全方位的安全保障框架。新能源场站由于设备种类繁多、网络架构开放、数据交互频繁等特点,在等保2.0 测评过程中遇到技术适配性、管理协同性等困难。

一、新能源场站等保2.0 测评的核心框架与实践路径

(一)测评对象与范围界定

新能源场站测评对象包括监控系统、能量管理系统 (EMS)、光伏逆变器控制网络等主要系统,要清楚各个系统的功能范围以及数据交换的关系。物理环境包括场站内部机房、配电室等设施,要考量温湿度控制、防雷接地等安全措施;网络架构要理清生产控制大区和管理信息大区的隔离状况,检验纵向加密认证装置、横向隔离装置的配置是否合理;主机设备包含服务器、工作站、工业控制计算机等,要查看操作系统、数据库的补丁更新以及口令策略;应用系统要测验身份认证、访问控制、数据加密的安全功能;数据流要剖析场站同上级调度中心、第三方服务平台的传送协议和加密方法,保证数据完整性和保密性。

(二)测评流程与技术方法

测评准备阶段要完成资产清单梳理工作,明确设备型号、IP 地址、业务功能等信息,做差距分析找到不符合等保 2.0 要求的配置项,制定测评目标、方法、工具等详细方案。现场测评时采用配置检查工具对系统安全配置情况检查,如防火墙规则,账户权限分配等;用漏洞扫描器检查主机,网络设备上已知漏洞;用渗透测试模拟攻击路径,测试系统实际防御能力;对工业控制系统(ICS)使用专用工具检测 PLC,SCADA 等设备的固件漏洞和通信协议安全。

(三)动态防御机制的落地实践

可信计算技术运用上,在新能源场站监控系统里装设可信平台控制模块(TPM),创建从 BIOS、操作系统到应用程序的信任链,利用度量值对比来保证设备的起始过程没被修改。对于实时监控和异常检测系统的部署,于场站核心交换机部署流量分析设备,采集网络流量特点,用机器学习算法造出正常的举动基线,实时检测异常流量模式;在工业控制设备一侧部署主机安全代理,监控进程的制造,文件的访问等行为,及时发觉恶意代码的活动。关于攻防演练组织,每季度开展一次红蓝对抗演练,模拟 APT 攻击,勒索软件感染等,检验动态防御效果,演练后复盘分析攻击路径,防御短板,改善安全策略,应急响应流程。

二、新能源场站等保2.0 测评中的关键问题与应对策略

(一)新兴技术应用适配性问题

新能源场站里的物联网设备(智能电表,环境传感器等)因为资源有限,所以存在身份认证差,数据传输不加密的问题。应该使用轻量级的加密算法(ECC 椭圆曲线加密)、动态令牌等技术,在设备入网的时候用预置的数字证书做双向认证,用 DTLS 协议来加密通信链路,防止数据被窃听或者篡改。云计算平台部署的时候经常会出现云服务提供商和云租户由于责任划分不清楚造成安全漏洞的问题,比如数据隔离不起来或者访问控制权限错乱等。需要以合同的形式界定双方的安全责任边界,提出云服务提供商要提供虚拟化层的隔离证明文件,比如vSphereVLAN 隔离配置,在用户一方部署软件定义边界 SDP 来进行应用层细粒度的访问控制。

(二)多主体协同管理挑战

新能源场站包含业主单位、运营单位、设备供应商、第三方服务商等多个主体,安全责任分散容易造成管理盲区。要建立起“安全责任矩阵”,把各个主体的设备采购、系统搭建、运维管理等环节的责任落实到具体的人身上,比如业主单位负责安全投入和合规监督、运营单位做好日常的安全运维、设备供应商给定固件安全更新及漏洞修复承诺等等。就供应链安全管理而言,要针对设备供应商展开安全资质检查,指定其递交 ISO27001 认证,源代码审查报告和漏洞响应程序,在设备纳入网络之前,用完备性检验手段,像 Tripwire 之类的,来核查设备固件的哈希值,防范被设置预置后门的情况发生。跨部门信息共享要创建一个统一的安全运营中心(SOC),整合日志管理,威胁情报,事件处理等,将监控系统,能量管理系统(EMS)的日志一起接入 SOC,使用 SIEM工具(Splunk)来达成相关性分析,快速找到安全事件的来源。

(三)测评标准与行业特性的结合

等保 2.0 通用要求没有完全覆盖新能源场站特有的业务场景,需要依据行业规范细化测评指标。以风光互补发电系统为例,要增加关于风光互补发电系统的安全问题分析的模型,比如对于模型输入的数据(风速、光照强度)是否篡改和对于模型输出(发电计划)是否影响电网的调度决策等,都需要考虑进去。微电网运行时,要制订分布式能源(DER)接入安全测评方案,查看并网逆变器的防孤岛保护,谐波抑制等是否符合规范,如模拟电网失压情况,检验逆变器是否能在限定时间断开连接,防止孤岛效应导致设备破坏或者人员触电。储能系统测评需要考虑电池管理系统 (BMS) 安全防护,测试它是否有过充 / 过放保护,温度监测,故障隔离等,防止电池出现热失控引起火灾。

(四)测评结果的应用及持续优化

测评发现的问题要纳入安全整改计划,确定整改责任人、时间、标准。对物联网设备没有加密的情况要在 30 天内部署 DTLS 协议,并且要用 Wireshark 等抓包工具去检测加密的效果;对于云计算平台权限混乱的问题要在 15 天之内修改访问控制策略,并且利用 IAM 工具(AzureAD 等)做到按角色给权限。将等保 2.0 测评与日常安全运维相结合,形成测评 - 整改 - 复测的闭环管理机制,做到每季度做一次配置合规性检查,用自动化的工具(Nessus)扫描系统的漏洞,一年做一次系统的全面测评,保证系统的一直满足等保的要求。

(五)测评成本与效益的平衡

改善测评资源调配,关键系统(像监测系统,能量管理系统)的安全投入优先保证,非关键系统用抽样测评或者自动化工具来削减人工花费。如在场站内有较多的智能电表时,可以抽取 10% 做详细的测试,其它的通过自动化脚本来验证基本的安全功能。探寻“以测促建”模式,把测评的成本变成对安全能力的投资。如在测评中找到工业控制系统(ICS)漏洞后立即部署工业防火墙以及入侵检测系统(IDS)来提高整个系统的防护等级;对于云计算平台存在的权限混乱问题,则可以采用零信任架构(ZTA),做到动态的访问控制以及连续的身份验证,减小长时间权限滥用的风险。

三、结束语

新能源场站等保 2.0 测评是保障能源网络安全的重要措施,它要取得良好的效果,必须做到技术可行、管理协同、成本效益。未来随着新能源技术不断进步以及网络安全威胁的不断变化,等保 2.0 测评要不断完善测评方法、健全标准体系、加强动态防御能力,给新能源场站打造一个更安全、更可靠、更高效的网络安全防护环境。

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