1 引言
随着能源互联网的大力推进,电力信息系统与物联网技术联系愈发紧密,
发展电力系统通过部署大量现场采集部件、智能终端、感知设备等将电力方面
用户及其设备以不同的方式连接起来,形成智能防御、安全互动、可信互联的
电力物联网(electric internet of things,EIoT),通过对电力系统设备进行控
制感知,实现电网的智能化、互动化和信息化,对能源互联网的快速发展起到
重要作用
[1]
。
2014 年中国提出了能源生产与消费革命的长期战略,并以电力系统为核心
试图主导全球能源互联网的布局。至 2017 年,全国首批能源互联网示范项目已
陆续开展。电力物联网作为“新基建”信息支撑设施,更加侧重于突出产业转型升
级的新方向,将与坚强智能电网相互协同并进、相辅相成、融合发展,包含智
慧化、多元化、生态化特征的“另一张网”
[2, 3]
,并不断向用户侧、应用侧、服务侧
延伸。但是,电力物联网具有泛在、开放、互联等特点,使本来相对封锁、专
业和安全的能源安全系统始终保持开通,网络安全漏洞存在于系统各业务环节 。
同时,管理网和控制网的相互间信息交互成为“新常态”,控制权限不停增加,加
大了攻击点、受攻击面和安全的网络边界。黑客可以利用边缘计算网络节点进
行一系列攻击操作,如信息窃听、增添虚假信息、注入木马病毒等攻击,使得
安全威胁向电力系统广泛蔓延,所以电力设备及相关网络的安全也应受到相应
的重视。能源互联网电力信息系统关系到国民生计,若受到入侵或遭到破坏,
会严重威胁到国家的安全及广大人民的利益
[2]
。
2015 年乌克兰国家电网因“暗黑力量”的恶意代码遭受攻击,造成大面积的
停电事故
[4]
。2016 年他国黑客通过非法途径,入侵了美国网络,进而控制大量
物联网终端设备使其发动 DDoS 攻击,致使近一半的美国网络发生异常;2017
年在多个国家发现针对变电站智能终端的恶意软件,可对全球近百个变电站的
智能终端进行控制。2019 年,委内瑞拉发生了有史以来从未有过的大规模停电,
全国仅少部分地区未受到波及。以上事件的攻击者大多以使用错误代码为主要
攻击工具,发送恶意代码直接攻击,暴露出漏洞,通过网络操控令其停电,以
达到摧毁破坏电力系统致其迟滞、致盲的目的
[5,6,7,8, 9,1 0]
。
在电力物联网发展过程中,行业保护范围日益扩大,安全边界逐渐模糊,
将会暴露出更多的攻击面,传统安全体系不能适应新的要求,安全风险日益加
剧。因此,面向能源互联网的电力物联网安全问题,成为研究热点。参考文献
[11-12]对电力网络中数据漏洞挖掘技术提出相应的技术。参考文献[13]介绍电
力入侵检测技术的基本原理,以 BP 神经网络为例进行介绍。参考文献[14-15]
介绍拟态防御技术原理,并说明 IPO 模型。参考文献[16]说明电力行业当前作用
及相关保障。参考文献[17]隔离交换技术原理和主要特性。参考文献[18-19]介
绍身份认证技术和 VPN 技术在电力行业的主要应用和基本原理。参考文献[20-
22]介绍量子通信技术在电力物联网中的特性,且说明其主要特点。参考文献
[23,24,25,26]对电力物联网应用层及数据层中数据隐私防护技术、加/解密技术
和区块链技术等技术原理及相应特点进行说明。
电力物联网的智能终端将成为攻击电网的主要目标和跳板,直接影响能源
互联网的安全稳定运行。如何保护能源互联网及其设备不受网络侵害和干扰,
是当前刻不容缓的任务。本文面向能源互联网,根据电力物联网的基本特征,