對于關鍵的基礎設施，特別是智能電網(wǎng)和電力管理系統(tǒng)的運營者來說，可靠、安全、經(jīng)濟高效的電力供應是重中之重。這些基礎設施依賴于通訊和信息技術，因此時刻面臨著外部攻擊的威脅。電力網(wǎng)絡不僅必須做到智能化，而且要比襲擊者更加高明。

紅綠燈：不亮。氣泵：不轉。整座城市：一片黑暗。冰箱、顯示器、電話和移動發(fā)射塔，沒有電，所有這些設備都無法工作。整座城市甚或整個國家突然陷入黑暗和癱瘓——黑客只要一臺便攜式電腦就能做到這一切。盡管只是一個假想的情形，但設想一座“斷電”的城市無異于一場噩夢。

脆弱的基礎設施

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Volker Distelrath是西門子能源管理業(yè)務集團的網(wǎng)絡安全負責人，防止發(fā)生這種情況正是他的任務。身為網(wǎng)絡安全和信息通信技術（ICT）專家，Distelrath致力于研發(fā)各種解決方案，增加黑客侵入系統(tǒng)的難度。這些解決方案中就包括了適用于智能電網(wǎng)的安全解決方案。

伴隨著將所有電力生產(chǎn)者、電力用戶和電網(wǎng)運營商相互連接的電力網(wǎng)絡的不斷擴張，信息通訊網(wǎng)絡也在不斷發(fā)展。

伴隨著將所有電力生產(chǎn)者、電力用戶和電網(wǎng)運營商相互連接的電力網(wǎng)絡的不斷擴張，信息通訊網(wǎng)絡也在不斷發(fā)展。在描述智能網(wǎng)絡面臨的安全挑戰(zhàn)時，Distelrath解釋道，“這種類型的網(wǎng)絡互聯(lián)在帶來益處的同時，也使我們的網(wǎng)絡變得脆弱?！闭蛉绱?，如今電力供應商將網(wǎng)絡安全視為*嚴峻、*重要的挑戰(zhàn)之一。受黑客攻擊，城市不僅會一片漆黑，而且要蒙受巨大經(jīng)濟損失。譬如，據(jù)漢堡國際經(jīng)濟研究所估算，德國中午停電一小時，會造成近6億歐元的損失。

實時分析電力數(shù)據(jù)

電網(wǎng)防御能力不僅僅取決于電網(wǎng)各組件的安全性，有必要將系統(tǒng)作為整體加以保護。Distelrath解釋道，“如果電力網(wǎng)絡配備智能電網(wǎng)組件，那么，我們需要重點提升其智能性和安全性。我們與客戶合作，升級整個電力網(wǎng)絡或單個系統(tǒng)，以及安裝相關設備?！?

電網(wǎng)安全架構涵蓋廣泛，從各類傳感器和現(xiàn)場設備，到諸如平板電腦等終端上的用戶界面，不一而足。

這樣做的目的是保護處于電網(wǎng)中的客戶網(wǎng)絡。這種類型的網(wǎng)絡基本由兩層構成：現(xiàn)場層和電網(wǎng)控制層。在現(xiàn)場層，電力網(wǎng)絡中的主用組件負責采集數(shù)據(jù)或控制諸如變壓器等重要組件。在此之上，是部署諸如監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)等的電網(wǎng)控制層；現(xiàn)場層產(chǎn)生數(shù)據(jù)，而由SCADA系統(tǒng)監(jiān)測并控制整個電力網(wǎng)絡。此外，有許多應用程序負責信息處理，如配備智能電表的數(shù)據(jù)管理（電表數(shù)據(jù)管理）和斷電管理，后者指斷電和計劃限電管理。當然，這些系統(tǒng)連接至互聯(lián)網(wǎng)，因為這是實現(xiàn)諸如遠程維護等服務的唯*途徑。然而，與此同時，這種連接也令它們很容易受到黑客襲擊。

識別危險的異常情況

要保護關鍵的基礎設施，重要的是做到全方位防范。因此，全面的安全架構應當無所不包，從傳感器和現(xiàn)場設備，到檢修工程師使用的平板電腦等終端設備上的用戶界面，再到記錄敏感的智能電表，凡此種種。

西門子技術人員模擬德國菲爾特 （Fürth）市一條街道的用電需求。

但網(wǎng)絡運營者如何才能知道他們是否受到攻擊？他們必須熟知其網(wǎng)絡的正常需求-響應值，然后才能分辨出無害的數(shù)值偏差與異常告警。Distelrath描述了這樣一種情景，“每秒鐘試圖登錄某系統(tǒng)500次，顯然不是某個人的行為——必定是計算機所為。監(jiān)控必須能捕捉到類似行為?！痹谌魏晤愋偷木W(wǎng)絡上，不論是專有網(wǎng)絡、工業(yè)網(wǎng)絡還是公共網(wǎng)絡，許多攻擊都不被人察覺。

嚴格的權限控制是另一個重要因素。換句話說：誰有權做什么？誰能通過哪個平臺訪問智能電網(wǎng)？從適當?shù)拿艽a生成，到分配職責和權限，必須將許多因素考慮在內(nèi)。對于諸如屬于網(wǎng)絡運營者所有的關鍵基礎設施而言，一件事情必須絕對明確：出于安全原因，運營者必須始終可以控制電力網(wǎng)絡。哪怕被攻擊的組件也應能做到不會被任意關閉。理想的情況是，精密的安全概念應能招架住黑客襲擊，確保一座城市被不會被“切斷電源”。