隨著新一代國網(wǎng)加強新能源吸納的改造，越來越多的新能源分布式電站接入國網(wǎng)，分布式電站一般都需要數(shù)字化、智能化，接受業(yè)主和智能運維方的隨時查控，也需要接受遠程主站的電力調(diào)度的動態(tài)指令、電能質(zhì)量監(jiān)測的動態(tài)報告等。這里面涉及不同的網(wǎng)絡系統(tǒng)，業(yè)主端一般是開放的互聯(lián)網(wǎng)，光伏運維也一般是專線外網(wǎng)或VPN加密的外網(wǎng)，而電站內(nèi)部生產(chǎn)控制與電力調(diào)度屬于國網(wǎng)生產(chǎn)控制，具有不同的安全等級，因此需要在不同安全區(qū)之間進行物理隔離。安全分區(qū)及定義詳見文后附錄1。物理隔離定義詳見附錄2。
國家能源局14號令配套文件（國能安全36號文）提出加強電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護工作。調(diào)安網(wǎng)[2018]10號文《并網(wǎng)新能源場站電力監(jiān)控系統(tǒng)涉網(wǎng)安全防護補充方案》，場站必須加強戶外就地采集終端的物理防護，強化就地采集終端的通信安全；站控系統(tǒng)與終端之間網(wǎng)絡通信部署加密認證裝置，實現(xiàn)身份認證、數(shù)據(jù)加密、訪問控制等安全措施，從而強化站控系統(tǒng)與風機、光伏發(fā)電單元的就地控制終端之間的通信安全。
如圖所示，分布式光伏風電電廠（子站）接入國網(wǎng)（主站）時的組網(wǎng)架構圖。
杭州領祺通訊管理機適配安全隔離組網(wǎng)方案
橫向隔離裝置分為正向隔離裝置及反向隔離裝置。針對的是電力系統(tǒng)安全安全區(qū)Ⅰ、Ⅱ與安全區(qū)Ⅲ之間傳輸間才用到的，橫向隔離裝置相當于是安全網(wǎng)閘，數(shù)據(jù)只能單向傳輸，不能雙向。橫向隔離，正向隔離和反向隔離什么區(qū)別？詳見附錄3。
比如Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)的業(yè)務需要訪問Ⅲ區(qū)外網(wǎng)的話那就加正向隔離裝置，如果反過來Ⅲ區(qū)外網(wǎng)業(yè)務需要訪問Ⅰ區(qū)Ⅱ區(qū)內(nèi)網(wǎng)業(yè)務的話那就用反向隔離裝置，這樣黑客即便入侵也沒有反回的數(shù)據(jù)，所以無法進行竊取數(shù)據(jù)，在一定程度上保護了電力網(wǎng)絡的網(wǎng)絡安全。
發(fā)電廠數(shù)據(jù)通訊在使用電力專線或電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互的場合外，需要在主站和子站設置安全接入?yún)^(qū)。安全接入?yún)^(qū)的實施方案，由用戶對通訊內(nèi)容、主站安全要求、子站安全要求決定。
只上傳數(shù)據(jù)到主站的廠站（主站不對子站進行參數(shù)設置、遙控下發(fā)等命令），廠站內(nèi)需要設立安全接入?yún)^(qū)，并在安全接入?yún)^(qū)內(nèi)加裝正向隔離裝置。
廠站內(nèi)的縱向加密裝置、主站側反向隔離裝置、主站側縱向加密裝置，根據(jù)用戶對主站的安全等級要求，做相應設備的增加。
根據(jù)電力二次系統(tǒng)的特點，劃分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)。生產(chǎn)控制大區(qū)分為控制區(qū)（安全區(qū)Ⅰ）和非控制區(qū)（安全區(qū)Ⅱ）。信息管理大區(qū)分為生產(chǎn)管理區(qū)（安全區(qū)Ⅲ）和管理信息區(qū)（安全區(qū)Ⅳ）。不同安全區(qū)確定不同安全防護要求，其中安全區(qū)Ⅰ安全等級最高，安全區(qū)Ⅱ次之，其余依次類推。
風電場安全分區(qū)示意圖
安全區(qū)Ⅰ典型系統(tǒng):調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、繼電保護、安全自動控制系統(tǒng)等。
安全區(qū)Ⅱ典型系統(tǒng):電力調(diào)度自動化系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)、繼保及故障錄波信息管理系統(tǒng)等。
安全區(qū)Ⅲ典型系統(tǒng):調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)（DMIS）、雷電監(jiān)測系統(tǒng)、統(tǒng)計報表系統(tǒng)等。
安全區(qū)Ⅳ典型系統(tǒng):管理信息系統(tǒng)（MIS）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、客戶服務系統(tǒng)等。
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物理隔離指內(nèi)部網(wǎng)不直接或間接地連接公共網(wǎng)。物理隔離的目的是保護網(wǎng)絡設備及計算機等硬件實體和通信鏈路免受自然災害、人為破壞和搭線竊聽攻擊。只有使內(nèi)部網(wǎng)和公共網(wǎng)物理隔離，才能真正保證內(nèi)部信息網(wǎng)絡不受來自互聯(lián)網(wǎng)的黑客攻擊。同時，物理隔離也為內(nèi)部網(wǎng)劃定了明確的安全邊界，使得網(wǎng)絡的可控性增強，便于內(nèi)部管理。
在物理隔離技術出現(xiàn)之前，對網(wǎng)絡的信息安全采取了許多措施，如在網(wǎng)絡中增加防火墻、防病毒系統(tǒng)，對網(wǎng)絡進行入侵檢測、漏洞掃描等。由于這些技術的極端復雜性，安全控制十分有限性，這些在線分析技術無法提供涉密機構提出的高度數(shù)據(jù)安全要求。而且，此類軟件的保護是一種邏輯機制，對于邏輯實體而言極易被操縱。因此，必須有一道絕對安全的大門，保證涉密網(wǎng)的信息不被泄露和破壞，這就是物理隔離所起的作用。
電力系統(tǒng)按照安全等級的要求把計算機系統(tǒng)分為了I、II、III等。I和II之間要有防火墻，I/II區(qū)與III區(qū)之間則要在物理上做隔離。即I/II發(fā)到III區(qū)的數(shù)據(jù)要經(jīng)過正向隔離裝置，III區(qū)發(fā)到I/II區(qū)的數(shù)據(jù)要經(jīng)過反向隔離裝置。
杭州領祺通訊網(wǎng)關支持電力E文件標準支持不同廠商的隔離裝置混合方案
正向隔離裝置不接受III區(qū)的數(shù)據(jù)(最多只能過正反向一個字節(jié)的數(shù)據(jù))，反向隔離裝置只能容許III區(qū)的文件穿透到I區(qū)。
1.兩個安全區(qū)之間的非網(wǎng)絡方式的安全的數(shù)據(jù)交換，并且保證安全隔離裝置內(nèi)外兩個處理系統(tǒng)不同時連通;
2.表示層與應用層數(shù)據(jù)完全單向傳輸，即從安全區(qū)III到安全區(qū)I/II的TCP應答禁止攜帶應用數(shù)據(jù);
3.透明工作方式:虛擬主機IP地址、隱藏MAC地址
4.基于MAC、IP、傳輸協(xié)議、傳輸端口以及通信方向的綜合報文過濾與訪問控制;
5.支持NAT;
6.防止穿透性TCP聯(lián)接:禁止兩個應用網(wǎng)關之間直接建立TCP聯(lián)接，將內(nèi)外兩個應用網(wǎng)關之間的TCP聯(lián)接分解成內(nèi)外兩個應用網(wǎng)關分別到隔離裝置內(nèi)外兩個網(wǎng)卡的兩個TCP虛擬聯(lián)接。隔離裝置內(nèi)外兩個網(wǎng)卡在裝置內(nèi)部是非網(wǎng)絡連接，且只允許數(shù)據(jù)單向傳輸;
7.具有可定制的應用層解析功能，支持應用層特殊標記識別;
8.安全、方便的維護管理方式:基于證書的管理人員認證，使用圖形化的管理界面。
反向隔離裝置用于從安全區(qū)III到安全區(qū)I/II傳遞數(shù)據(jù)，是安全區(qū)III到安全區(qū)I/II的唯一一個數(shù)據(jù)傳遞途徑。反向隔離裝置集中接收安全區(qū)III發(fā)向安全區(qū)I/II的數(shù)據(jù)，進行簽名驗證、內(nèi)容過濾、有效性檢查等處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給安全區(qū)I/II內(nèi)部的接收程序具體過程如下：
1.全區(qū)III內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送端首先對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)簽名，然后發(fā)給反向隔離裝置；
2.反向隔離裝置接收數(shù)據(jù)后，進行簽名驗證，并對數(shù)據(jù)進行內(nèi)容過濾、有效性檢查等處理。
C.安全區(qū)I/II內(nèi)部接收程序
將處理過的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給安全區(qū)I/II內(nèi)部的接收程序，其功能如下:
1.有應用網(wǎng)關功能，實現(xiàn)應用數(shù)據(jù)的接收與轉(zhuǎn)發(fā);
2.具有應用數(shù)據(jù)內(nèi)容有效性檢查功能;
3.具有基于數(shù)字證書的數(shù)據(jù)簽名/解簽名功能;
4.實現(xiàn)兩個安全區(qū)之間的非網(wǎng)絡方式的安全的數(shù)據(jù)傳遞;
5.支持透明工作方式：虛擬主機IP地址、隱藏MAC地址;
6.支持NAT;
7.基于MAC、IP、傳輸協(xié)議、傳輸端口以及通信方向的綜合報文過濾與訪問控制;
8.防止穿透性TCP聯(lián)接。
D.裝置安全保障要點
隔離裝置本身應該具有較高的安全防護能力，其安全性要求主要包括：
1.用非INTEL指令系統(tǒng)的(及兼容)微處理器；
2.安全、固化的操作系統(tǒng)；
3.不存在設計與實現(xiàn)上的安全漏洞，抵御除Dos以外的已知的網(wǎng)絡攻擊。
橫向隔離裝置部署在生產(chǎn)控制大區(qū)和信息管理大區(qū)之間，即安全區(qū)I/II與安全區(qū)III邊界處。按照功能不同，橫向隔離裝置分為正向型和反向型。從生產(chǎn)控制大區(qū)向管理信息大區(qū)傳輸信息必須采用正向安全隔離裝置；由管理信息大區(qū)向生產(chǎn)控制大區(qū)的少量單向數(shù)據(jù)傳輸必須經(jīng)反向安全隔離裝置。
正向隔離的特點：完全單向通訊方式；單向數(shù)據(jù)1Bit返回方式；虛擬主機IP地址、隱藏MAC地址。
正向隔離的數(shù)據(jù)傳輸流程：
1）I/II區(qū)需要向III區(qū)傳輸數(shù)據(jù)時，隔離裝置內(nèi)網(wǎng)主機接收數(shù)據(jù)，并進行協(xié)議剝離，將原始數(shù)據(jù)寫入存儲介質(zhì)。
2）控制器收到完整的交換信號之后，立即切斷與內(nèi)網(wǎng)主機的物理連接，向外網(wǎng)主機發(fā)起物理連接，將存儲介質(zhì)內(nèi)的數(shù)據(jù)推向外網(wǎng)主機。
3）外網(wǎng)主機收到數(shù)據(jù)后，立即進行網(wǎng)絡協(xié)議的封裝重組，并將數(shù)據(jù)傳輸給III區(qū)應用系統(tǒng)。
反向隔離的特點：保證從管理信息大區(qū)到生產(chǎn)控制大區(qū)單向數(shù)據(jù)傳輸，集中接收管理信息大區(qū)發(fā)向生產(chǎn)控制大區(qū)的數(shù)據(jù)，進行簽名驗證、內(nèi)容過濾、有效性檢查等處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給生產(chǎn)控制大區(qū)內(nèi)部的接收程序。
反向隔離的數(shù)據(jù)傳輸流程：
1）III區(qū)服務器將待發(fā)送信息轉(zhuǎn)為E語言格式的純文本文件，并進行文件簽名。
2）III區(qū)服務器與反向隔離裝置外網(wǎng)主機進行密鑰協(xié)商（SM2、SM3算法），建立加密通道（電力專用加密算法），將帶有簽名的E語言文件發(fā)送至反向隔離裝置外網(wǎng)主機。外網(wǎng)主機對數(shù)據(jù)進行解密、驗簽、E語言格式檢查，將通過驗證的數(shù)據(jù)擺渡到內(nèi)網(wǎng)主機。反向隔離裝置只響應UDP協(xié)議，因此協(xié)商報文與數(shù)據(jù)通信報文都使用UDP協(xié)議。
3）反向隔離裝置內(nèi)網(wǎng)主機將數(shù)據(jù)傳送I/II區(qū)服務器應用程序。
網(wǎng)絡隔離裝置要點
一個網(wǎng)絡隔離裝置(作為阻塞點、控制點)能極大地提高一個監(jiān)控系統(tǒng)的安全性，并通過過濾不安全的服務而降低風險。只有經(jīng)過精心選擇的應用協(xié)議才能通過網(wǎng)絡隔離裝置，所以網(wǎng)絡環(huán)境變得更安全。網(wǎng)絡隔離裝置可禁止不安全的NFS協(xié)議進出保護網(wǎng)絡，這樣外部攻擊者就不能利用這些脆弱協(xié)議攻擊監(jiān)控系統(tǒng)。隔離裝置可同時保護網(wǎng)絡免受基于路由的攻擊，如IP選項中源路由攻擊和ICMP重定向中重定向路徑。網(wǎng)絡隔離裝置可拒絕所有以上類型攻擊報文并通知網(wǎng)絡隔離裝置管理員。
通過以網(wǎng)絡隔離裝置為中心的安全方案配置，能將所有安全策略配置在網(wǎng)絡隔離裝置上。與將網(wǎng)絡安全問題分散到各個主機上相比，網(wǎng)絡隔離裝置的集中安全管理更方便可靠。例如在網(wǎng)絡訪問時，監(jiān)控系統(tǒng)通過加密口令/身份認證方式與其它信息系統(tǒng)通信，在電力監(jiān)控系統(tǒng)基本上不可行，它意味監(jiān)控系統(tǒng)要重新測試，因此用網(wǎng)絡隔離裝置集中控制，無需修改雙端應用程序是最佳的選擇。
如果所有的訪問都經(jīng)過網(wǎng)絡隔離裝置，那么，網(wǎng)絡隔離裝置就能記錄下這些訪問并作出日志記錄，同時也能提供網(wǎng)絡使用情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。當發(fā)生可疑動作時，網(wǎng)絡隔離裝置能進行適當?shù)膱缶?，并提供網(wǎng)絡是否受到監(jiān)測和攻擊的詳細信息。
通過網(wǎng)絡隔離裝置對監(jiān)控系統(tǒng)及其它信息系統(tǒng)的劃分，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)重點網(wǎng)段的隔離，一個監(jiān)控系統(tǒng)中不引人注意的細節(jié)可能包含了有關安全的線索而引起外部攻擊者的興趣，甚至因此而暴露了監(jiān)控系統(tǒng)的某些安全漏洞。使用網(wǎng)絡隔離裝置就可以隱蔽那些透漏內(nèi)部細節(jié)，例如網(wǎng)絡隔離裝置可以進行網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換(NAT)，這樣一臺主機IP地址就不會被外界所了解, 不會為外部攻擊創(chuàng)造條件。
400-001-8882
