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基于EPON 的配电网自动化通信系统及其安全机制孙中伟1,马亚宁1,王一蓉2,霍司天1,徐光年3(1.华北电力大学电气与电子工程学院,北京市102206;2.国网信息通信有限公司,北京市100761;3.浙江海盐县供电局,浙江省海盐县314300)摘要:结合以太网无源光网络(EPON )的技术特点及配电网自动化对通信系统的要求,设计了一种基于EPON 的配电网自动化通信系统;针对该系统存在的安全威胁,利用对称密码算法及询问—应答机制,同时遵循EPON 系统多点控制协议(MPCP )子层基于询问的发现过程,提出了满足系统认证和加密需求的安全通信方案,并给出了该方案的实现方法。
关键词:配电网自动化;以太网无源光网络(EPON );安全机制收稿日期:2009-08-29;修回日期:2010-01-06。
国家电网公司科技项目“新一代电力信息通信(IC T )网络模式研究”。
0 引言配电网自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,将配电网的在线数据和离线数据、用户数据、电网结构和地理图形信息进行集成,构成完整的自动化系统。
要实现配电网自动化,通信是一个关键环节。
经过近年来的快速发展,电力行业已逐步形成一个以光纤通信为主的庞大核心主干通信网络。
然而,该通信网的主要覆盖对象是变电站、发电厂等。
总体来说,电力通信呈现“骨干网强、接入网弱”的态势。
配电、用电环节的通信水平相对输电网而言差距较大。
目前有些学者尝试应用新的通信技术解决这个问题,但主要工作仍集中在无线通信技术上[1-4]。
配电网信息数据的重要性在建设智能电网中日渐显露,并且将日益突出。
以太网无源光网络(EPON )技术结合了以太网和无源光网络2种技术的优点,被普遍认为是下一代宽带接入网的主流技术,并被应用于馈线自动化[5-7]。
本文结合EPON 的技术特点以及配电网自动化对通信系统的要求,研究基于EPON 的配电网自动化系统体系结构,并对其安全问题展开分析,在此基础上提出相应的解决方案。
电力系统2019.4 电力系统装备丨21Electric System2019年第4期2019 No.4电力系统装备Electric Power System Equipment 1 引言互联网技术与信息技术的不断成熟与发展为人们的生活带来了众多的便利，同时也推动了社会的变革。
在这样的发展背景下，各行各业都在深入地推进信息化建设与网络化建设，电力企业也不例外。
这不仅可以推动电力企业运营与管理方式的转变，同时可以有效地提升工作效率，增强电力企业的市场竞争力，为电力企业的稳定、健康发展创造良好的环境。
信息网络技术为电力企业带来众多便利的同时，还面临着来自方方面的威胁。
为了保障电力企业的正常运营以及保证社会与人民的正常用电，构建电力系统网络安全体系的重要性也日益凸显出来，但是，在现阶段，电力企业在网络安全体系构建中还存在着众多的不合理之处，在一定程度上影响着电力系统的信息网络安全。
本文在对当前电力系统网络安全体系构建的现状进行分析的基础上，从物理层建设、安全防护层建设、应用层建设、管理层建设以及网络安全管理制度建设5个方面对电力系统网络安全体系构建的具体方法进行了详细的介绍。
2 电力系统信息网络安全体系构建的现状在当前阶段，电力企业在进行电力系统网络安全体系构建取得了一定的成绩，与此同时，还存在着一些不合理之处。
一方面，电力企业在对员工的信息网络安全管理上还存在着一定的欠缺。
有些工作人员会将工作账号与密码告诉他人，甚至会将一些企业中的核心资料与他人进行共享，使得电力企业的重要数据信息泄露。
另一方面，电力企业的信息网络安全防范于抵御能力上还有待提升。
互联网技术在为电力企业的运营与管理带来众多便利的同时，也为一些不法分子入侵也创造了条件。
一些不法份子在没有获得访问权限的情况下，通过安全漏洞进入系统，并对系统进行破坏，并对重要信息进行修改、删除或窃取。
3 电力系统网络安全体系分层建设方法构建有效的电力系统网络安全体系不仅是电力企业信息化建设于网络化建设的重要内容之一，同时，为保障电力企业的正常运营与管理管理创造良好的环境。
第４６卷第１期２０２４年１月沈 阳 工 业 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ４６Ｎｏ １Ｊａｎ ２０２４收稿日期：２０２１－１２－１７基金项目：广东省科技研发基础研究项目（ＪＣＹＪ２０１９０３０５１２５２１９７８９）。
作者简介：曹小明（１９８７—），男，广东湛江人，高级工程师，硕士，主要从事电力监控和自动化运维等方面的研究。
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏殏殏殏电气工程 ＤＯＩ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０２４．０１．１１结合ＥＣＣ算法的电力监控网络智能接入协议曹小明，张华兵，叶思斯，石宏宇，魏理豪（南方电网数字电网研究院有限公司运维服务事业部，广东广州５１００６２）摘 要：为了进一步降低电力监控网络遭受攻击的风险，基于ＥＣＣ公钥加密算法，提出了具有较高安全性能的智能接入协议。
通过研究电力监控网络的基本架构和安全体系，总结了电力监控终端所面临的多种攻击方式。
并在此基础上，利用ＥＣＣ公钥加密算法，深度改进适用于电力监控网络的智能接入协议，进而优化协议的加密耗时、解密耗时及安全强度等多项参数。
仿真结果表明，与基于ＲＳＡ算法的协议相比，基于ＥＣＣ算法的智能接入协议具备更高的安全强度。
关 键 词：电力信息网络；输电线路；实时监控；安全接入；椭圆曲线算法；身份验证；安全协议；ＥＣＣ公钥算法中图分类号：ＴＭ７３；ＴＮ９１８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２４）０１－００６０－０６ＳｅｃｕｒｉｔｙａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎＥＣＣａｌｇｏｒｉｔｈｍＣＡＯＸｉａｏｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＨｕａｂｉｎｇ，ＹＥＳｉｓｉ，ＳＨＩＨｏｎｇｙｕ，ＷＥＩＬｉｈａｏ（ＯｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＳｅｒｖｉｃｅＤｉｖｉｓｉｏｎ，ＤｉｇｉｔａｌＰｏｗｅｒＧｒｉｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣｈｉｎａＳｏｕｔｈｅｒｎＰｏｗｅｒＧｒｉｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１００６２，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆａｔｔａｃｋｏｎｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ，ａｓｅｃｕｒｅａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎＥＣＣｐｕｂｌｉｃｋｅｙｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｈｉｇｈｓｅｃｕｒｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｂａｓｉｃａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙｓｙｓｔｅｍｏｆｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ，ａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｔｔａｃｋｍｅｔｈｏｄｓｆａｃｅｄｂｙｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｒｍｉｎａｌｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｄｅｅｐｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇＥＣＣｐｕｂｌｉｃｋｅｙｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄｔｈｅｎｍａｎｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｃｕｒｅａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎＥＣＣａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｈｉｇｈｅｒｓｅｃｕｒｉｔｙｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌＲＳＡｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ；ｒｅａｌｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｓｅｃｕｒｅａｃｃｅｓｓ；ｅｌｌｉｐｔｉｃｃｕｒｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ；ｓｅｃｕｒｉｔｙａｇｒｅｅｍｅｎｔ；ＥＣＣｐｕｂｌｉｃｋｅｙａｌｇｏｒｉｔｈｍ 随着社会经济的快速发展，基于传感、测量、控制与通信等多种技术的智能电网也逐渐得到了广泛的推广和普及。
配电自动化专业知识技能竞赛题库汇总（二）在配电自动化通信方式中，属于串口通信方式的为（）。
A、配电载波B、GPRS C、GSM D、RS-232 答案：D 解析：《配电自动化专业技能题库》数据通信系统的传输方式，按照信息传输的方向和时间可分为（）（）A、单工通信B、半双工通信C、全双工通信D、以上三项都是答案：D 解析：配电自动化运维技术P126心跳测试过程中配电主站发送功能码“发送/确认（）链路测试功能”，配电终端回复“认可确认”（）。
A、FC=1;FC=0 B、FC=2;FC=1 C、FC=2;FC=0 D、FC=3;FC=0 答案：C 解析：运检三〔2017〕6号国网运检部关于做好“十三五”配电自动化建设应用工作的通知（1）正文150页下列传输介质中不受电磁干扰的是（）A、双绞线B、同轴电缆C、光纤D、音频电缆答案：C 解析：配电自动化运维技术P149104规约采用（）方式传输。
A、非平衡方式传输B、平衡方式传输C、都是D、都不是答案：B 解析：6-配电自动化系统应用DLT634.5104-2009实施细则（试行）104规约默认采用端口（）A、2404 B、10001 C、10002 D、1024 答案：A 解析：6-配电自动化系统应用DLT634.5104-2009实施细则（试行）报文格式的控制域定义中，编号的监视功能格式简称（）A、I-格式B、S-格式C、U-格式D、都不是答案：B 解析：6-配电自动化系统应用DLT634.5104-2009实施细则（试行）报文格式的控制域定义中，编号的信息传输格式简称（）A、I-格式B、S-格式C、U-格式D、都不是答案：A 解析：6-配电自动化系统应用DLT634.5104-2009实施细则（试行）报文格式的控制域定义中，不编号的控制功能格式（）简称A、I-格式B、S-格式C、U-格式D、都不是答案：C 解析：6-配电自动化系统应用DLT634.5104-2009实施细则（试行）当配电通信系统发生异常时，应通知（）人员并按照缺陷处理要求时限及时处理。
电力系统信息通信网络安全及防护分析发布时间：2022-07-13T01:36:52.487Z 来源：《中国电业与能源》2022年第5期作者：李增学李欣欣[导读] 电力通信网的建设关系着电力系统的安全稳定运行，它同电力系统的继电保护及安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱李增学李欣欣陕西黄陵发电有限公司陕西延安 727307摘要：电力通信网的建设关系着电力系统的安全稳定运行，它同电力系统的继电保护及安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。
随着电力市场的信息化、商业化发展，电力通讯网同时是电网自动化配电、电力市场信息化运营和电力企业现代化管理的基础。
但随着电力通讯系统的智能化和网络化建设，电力通讯系统比传统系统更加开放，远程接入也更加简单，带来了安全隐患，例如网络病毒、恶意的数据更改等，所以电力企业要重视当前智能电网下的电力系统通讯安全，保障电网安全稳定运行。
关键词：电力系统；通信网络；安全管理1引言随着现代电力事业的发展，需要进一步提高电力系统的运行质量和效率，其中加强对电力信息通信网络安全的防护正是至关重要的一环。
受多方面因素影响，电力信息通信网络面临着不少的安全问题，会对整个网络的稳定与安全造成不同程度的威胁，必须全面加强安全防护。
在准确把握网络安全问题的前提下，针对性采取合理措施加大管理力度，保障安全防护的有效性与可靠性，能够最大程度地维系电力系统长期处于良好运行状态，为社会和谐发展提供助力与保障。
2.电力通讯系统网络安全问题2.1电力信息通信网络模型隐患电力信息通信网络的物理连接结构简单模型主要是以传输系统为核心，包含寻址设备与复用设备，通过数字链路进行连接和传输。
而其安全功能模型主要包含媒体网络与支持网络两部分。
其中媒体网络包含网络层、链路层与物理层，分别对应寻址与交换功能、复用与流控功能、传输与传送功能；支持网络则包含同步网络、信令网络与管理网络[4]。
系统配网自动化通信网络安全管理李春伟
摘要：通信网的建设关系着整个系统的安全稳定运行，它同系统的继电保护及
安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为系统安全稳定运行的三大支柱。
随着市场的信息化、商业化发展，通讯网同时是电网自动化配电、市场信息化运
营和企业现代化管理的基础。
但随着通讯系统的智能化和网络化建设，通讯系统
比传统系统更加开放，远程接入也更加简单，带来了安全隐患，例如网络病毒、
恶意的数据更改等，所以企业要重视当前智能电网下的系统通讯安全，保障电网
安全稳定运行。
关键词：配网自动化；通信网络；安全管理
一、系统配网自动化发展现状
通过合理开展配网的管理和调度工作，可以保证向用户提供其生活生产所必
须的资源，同时保证供电质量，避免用户在用电过程中出现安全问题，对系统的
安全运行也具有重要意义，可以有效延长用电线路的使用寿命。
应用配网自动化
后还可以及时就线路问题展开研究，分析其具体事故的成因，系统也可以自动对
故障采取断电等措施，自主排除故障原因，从而降低因线路故障产生的用电损失。
配网自动化系统一般具备完善的故障隔离自动化处理机制和其它故障解决机制，
可以及时解决系统中存在的问题。
当前电网建设仍不能满足城乡发展的要求，许
多地区的系统在使用过程中存在者不同程度的设备故障现象，使用过程中经常跳闸，导致系统安全性受到限制。
同时，受到供电系统人员配备等的限制，系统维
护工作缺乏充足人手，导致问题不能及时解决，配网自动化存在许多问题。
二、通讯系统网络安全问题
1、对控制性能的威胁
智能电网系统当中，控制系统具有实时通讯性且直接控制着电网运行。
在常
见的智能电网控制系统当中，网络响应时间决定着整个控制系统的性能，局域网
病毒或者网络病毒攻击造成网络堵塞，影响网络反应时间，降低系统控制性能，
甚至造成控制系统瘫痪。
部分网络病毒软件会造成更加严重的破坏，病毒文件对
电网控制软件和电网系统数据库产生破坏，造成不可逆的损失。
更有甚者，病毒
通过系统漏洞操控控制系统，破坏网络，引起较大经济损失。
控制系统的自
动化、网络化发展，导致控制系统面临着商业病毒的威胁，其常见传播途径有：
外部网络对控制系统的直接攻击、工程师U盘接入时传播、维修时外部电脑接入。
为了保障控制系统的安全，需要管理人员从把控传播途径、提高系统防御能力、
降低损失等方面入手，提高控制系统安全性。
2、通信网络安全评估策略缺乏
随着用户日益增多条件下，通信网络后端已堆积了海量数据需要保护和处理，传统模式网管中心监控、处理这类数据，将会加大通信网络的安全管理压力。
由
于数据分析工具不足，导致在通信网络风险评估过程中大多需要依据分析者的个
人经验做出相关判定，这会对评估结果的时效性与准确性有直接影响，导致网络
安全风险评估的准确性、及时性无从保障，缺乏自主分析，自动发现能力。
3、安全风险评估体系不完善
除上述分析的因素之外，通信网络运行安全也会受到外部因素干扰，比如气象、设备环境和施工条件等。
局部通信故障常引发各类网管系统产生程度不一的
告警信息，而在原因未确定时，监控者仅可基于自身的经验做出分析且向维护部
门发出信息，请求后者处理，这类方法不但速度缓慢，而且效率低下，抢修时间
常因此而被延误。
现有风险评估技术没有多维度分析体系是其主要原因。
三、通讯网络安全问题应对措施
1、提高密码技术水平
密码是保障网络通讯安全和信息安全的重要基础，在自动化网络当中，密码
技术要可以分为对称密钥算法和不对称密钥体制。
对称密钥算法是指用相同的密
码完成加密工作和解密工作，通讯双方使用相同的密码展开通讯，双方都具有加密、解密密码。
不对成算法是指加密密码共享，解密密码不公开。
2、管理授权机制
管理授权机制主要针对非法人员入侵的问题，由登录系统和识别系统两个子
系统构成。
登录系统由登录账号和密码构成，要求每一个配电网络在覆盖范围内
选取不超过4名管理员，每名管理员对应一个管理账号，管理员需要登录账号并
输入密码才能实施管理权限。
任何管理员的账号下，密码都不是唯一的，每次登
录需要应用动态口令，避免非法人员窃取账号密码进行破坏。
识别系统包括人脸
识别和指纹识别，管理员在完成登录后，还要满足识别条件，才能进入管理系统
进行操作。
此外，授权机制还包括远程授权管理，在远程授权模式下，所有数据
包进行加密处理，密钥和密码带有唯一性，只有加密端拥有加密特征和密钥特征，换言之，加密端完成加密作业后，有权决定接收端是否具备对应权限查看数据包
信息，
3、建立大数据管理保障
建立大数据安全管理保障制度和规范。
安全策略管控方面做到集中管理、集
中修订、集中更新安全规则，从而实现统一的安全策略实施，安全管理员能够在
中央控制端进行全系统的监控；安全保障要求方面按照规范要求进行数据访问、
应用操作。
相关制度包括对外合作安全管理(外部业务合作和外部代维代建)、内
部安全管理、数据分类分级管理、应急响应机制、资产设施保护和认证授权管理等。
4、人员安全方面
通信安全的内涵广泛，人员安全是其重要构成部分。
《通信建设工程安全生
产管理规定》。
全面深入的介定了通信工程领域内的人员安全管理范围。
人员安
全事故统计数据属于无序数据，规律难以发现，但伴随跨地区、跨年度数据，相
关数据能将群体类比分析特征进行稳定性、关联性、秩序性的体现，即在人们的
眼前呈现出更多的规律。
5、应用入侵监测技术
入侵检测是指通过对行为、安全日志或审计数据或其它网络上可以获得的信
息进行操作，检测到对系统的闯入或闯入的企图，入侵检测技术是防火墙技术的
升级和加强。
入侵监测技术包含：信息收集、信息分析、信息处理三个方面。
首
先监测系统手机系统中用户活动、行为信息、网络信息、系统数据等信息，然后
将其通过处理系统，与预设监测模型匹配，判断其是否为入侵行为，最后采取对
应结果处理措施。
6、主站及信息处理技术维护
为了实现配网稳定运行，提高自动化运行水平，就需要有效结合主站及信息
处理技术。
在配网中会产生很多数据，为了实现对数据的有效提取、分析和处理，采取相应的信息处理技术就可以做到全面、精准。
为了提高数据的处理精度，就
要加强对主站及信息处理技术的有效维护，从而减少不必要的风险，比如，由于
数据精度不足导致的系统误操作，出现不必要的故障。
①注重拓扑结构的设计，
确保结构科学合理，使其能够符合配网自动化建设的需求，实现对信息的有效监测。
②重视对数据的集成与交互标准设置，实现统一设置后，就可以实现对数据的统一管理，加强配网自动化建设，有效发挥自动化技术的功能。
结束语
综上所述，配网的自动化通讯网络虽然显著提升了系统的智能化、信息化、网络化程度，但也由于其网络化特征，引发了网络安全问题，造成整个智能系统的安全威胁。
面对通讯网络中的安全威胁，需要企业提升各类安全技术，并减少人为因素影响，切实保障通讯网络安全。
参考文献
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