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杨云等 著

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• 智能电网
• 工控安全
• 网络安全
• 电力系统
• 信息安全
• 防护技术
• 安全架构
• 威胁分析
• 安全策略
• 漏洞检测

店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030557704

商品编码：29795638180

包装：平装

开本：16

出版时间：2018-06-01

页数：243

字数：310000

商品参数

智能电网工控安全及其防护技术
	曾用价	98.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2018年06月
	开本	16
	作者	杨云等
	装帧	平装
	页数	243
	字数	310000
	ISBN编码	9787030557704

内容介绍
本书结合智能电网工控安全的基础知识和国家电网实际采用的防御技术，系统、全面地讨论了智能电网工控安全的思想和方法。第1章介绍智能电网工控安全的基本知识以及理论基础；第2～5章介绍物理设备的工控安全及防护方案，着眼于各种设备的网络安全架构方案、使用场景以及注意事项的描述；第6章着重介绍认证、访问控制、安全审计等技术，并给出详细的例子；第7～9章具体介绍智能电网工控安全的几项重要技术：数据安全及防护、安全接入及防护，以及安全感知技术，分析国家电网当下正使用的安全技术同时也对未来的*新技术进行展望；第10章介绍测评及标准认证。

目录
目录
前言
第1章 智能电网工控安全概述 1
1.1 智能电网概述 2
1.1.1 智能电网的概念 2
1.1.2 智能电网的特点 5
1.1.3 智能电网的体系结构 7
1.2 工业控制系统概述 7
1.2.1 工业控制系统的概念 8
1.2.2 工业控制行业现状 9
1.2.3 智能电网工控系统 10
1.3 智能电网工控安全风险分析及其防护 11
1.3.1 威胁在哪里 12
1.3.2 风险有多大 14
1.3.3 防护总体方案 18
1.4 本章小结 21
第2章 物理和环境安全及其防护 23
2.1 物理层安全威胁分析 23
2.1.1 物理层安全产生的原因 23
2.1.2 智能电网物理和环境安全分析 26
2.2 物理和环境安全防护措施 27
2.2.1 访问控制技术 27
2.2.2 数据安全和备份恢复 32
2.2.3 串口的保护方案 33
2.2.4 软件变更测试 34
2.2.5 口令策略 36
2.2.6 无线传感器安全 39
2.2.7 智能电网管理制度设计 40
2.3 本章小结 49
第3章 网络安全 51
3.1 网络安全层关键点 51
3.1.1 边界安全防护 51
3.1.2 远程访问安全 53
3.1.3 可信身份认证 56
3.2 典型工业控制系统通信协议安全分析 61
3.2.1 Modbus TCP协议 61
3.2.2 OPC协议 64
3.2.3 DNP3协议 70
3.2.4 Ethernet/IP协议 72
3.2.5 EtherCAT协议 74
3.3 网络拓扑分析 76
3.3.1 网络拓扑发现方法的协议和工具 76
3.3.2 三层网络拓扑 78
3.3.3 两层网络拓扑 79
3.4 本章小结 80
第4章 主机安全 82
4.1 安全软件选择与管理 82
4.1.1 主机系统软件管理存在的问题 83
4.1.2 主机系统软件安全保障体系 83
4.1.3 主机系统安全管理 86
4.2 配置和补丁管理 91
4.3 智能电网主机安全监控平台设计 95
4.3.1 日志模块设计 99
4.3.2 数据库写入模块设计 100
4.3.3 报警处理模块设计 100
4.3.4 报文接收模块设计 100
4.3.5 IP_MAC 探测模块设计 101
4.4 本章小结 102
第5章 工业控制设备安全及其防护方案 103
5.1 工控网络设备安全现状 103
5.1.1 接入安全分析 104
5.1.2 信息路径安全分析 106
5.1.3 应用服务安全分析 106
5.2 终端安全分析及其防护技术 107
5.2.1 VLAN 应用服务安全监管技术 107
5.2.2 路由器虚拟化技术 109
5.2.3 综合处理加密技术 112
5.2.4 电力终端安全接入与认证技术 117
5.3 资产安全 119
5.4 本章小结 122
第6章 应用系统安全 124
6.1 身份认证 124
6.1.1 身份认证平台架构设计 125
6.1.2 身份认证体系的功能设计 126
6.2 访问控制 129
6.2.1 传统的访问控制缺陷 129
6.2.2 用户访问授权方法 130
6.2.3 接入信任度和快速权限分配访问控制 132
6.2.4 智能电网细粒度访问控制 134
6.2.5 应用层协议识别技术 135
6.3 安全审计 137
6.3.1 电力设备信息安全审计技术 137
6.3.2 智能电网安全审计系统设计 138
6.4 本章小结 140
第7章 数据安全及其防护技术 142
7.1 数据私密性保护面临挑战 142
7.1.1 数据源多 143
7.1.2 海量数据 144
7.1.3 实时性要求 144
7.1.4 内容的共享 146
7.2 数据防泄露关键技术 146
7.2.1 敏感数据防泄露安全模型和保护策略 147
7.2.2 智能终端代理感知 150
7.2.3 敏感数据内容识别及深度过滤 150
7.2.4 数据加密技术 151
7.3 云数据安全管理 156
7.3.1 数据分类 156
7.3.2 建立索引 157
7.3.3 数据查询 163
7.3.4 面向电力云的细粒度数据完整性检验 164
7.4 本章小结 170
第8章 安全接入及其防护技术 171
8.1 终端安全 171
8.1.1 安全标准缺乏 171
8.1.2 电力智能终端引入信息安全风险 172
8.1.3 电网环境复杂化，攻击手段智能化 172
8.1.4 工业控制系统漏洞多 173
8.1.5 用户侧的安全威胁 174
8.1.6 终端安全解决方案 174
8.2 安全传输 175
8.2.1 节点认证 175
8.2.2 网络防护 178
8.2.3 软件防护 187
8.3 边界安全接入关键技术 189
8.3.1 并行加解密技术 190
8.3.2 安全可信专控技术 190
8.3.3 终端统一认证接入技术 192
8.4 实际应用情况 193
8.4.1 工控网络攻击案例分析 193
8.4.2 安防环境及安防设备 194
8.5 本章小结 198
第9章 安全感知 199
9.1 在线预警 199
9.1.1 智能电网工控系统面临的信息安全风险 199
9.1.2 安全监测预警平台架构 200
9.1.3 电网工控系统网络流量异常检测安全监测技术 200
9.2 安全监测 204
9.2.1 传统在线监测技术及其不足 205
9.2.2 安全威胁监测系统设计 207
9.2.3 安全威胁监测系统部署及应用 209
9.3 态势感知 211
9.3.1 技术定义 211
9.3.2 技术实现 212
9.3.3 应用场景 216
9.4 本章小结 220
第10章 测评及标准认证 221
10.1 智能电网工业控制系统信息安全测评体系建设 221
10.1.1 智能电网工业控制系统信息安全威胁 221
10.1.2 智能电网工业控制系统信息安全目标 222
10.1.3 智能电网工业控制系统信息安全测评体系建设思想 223
10.1.4 智能电网工业控制系统信息安全测评体系建设方案 224
10.2 智能电网工业控制系统信息安全标准研究 229
10.3 我国智能电网工业控制系统信息安全工作 233
10.3.1 我国智能电网工业控制系统信息安全工作思路 234
10.3.2 我国智能电网工业控制系统信息安全标准化现状 237
10.3.3 我国智能电网工业控制系统信息安全标准化策略 238
10.4 本章小结 240
参考文献 242

在线试读
第1章 智能电网工控安全概述
　　随着信息化新技术在电网中广泛的使用，电网的接入方式和接入方法不断增多，传统电网逐渐发展成现在的智能电网。智能电网的兴起，促进了可再生能源的发展，提高了能源利用率，完善了电力市场，但同时也引入了很多安全问题。一方面，智能电网作为工业基础设施，其核心是工业控制系统，随着自动化技术发展，工业控制系统不断引入新技术，例如，将通用的TCP/IP 作为网络基础设施，将工业控制协议迁移到应用层，提供各种无线网络接入，广泛采用标准的商用操作系统、设备、中间件及各种应用系统，工业控制系统逐渐由原始的孤立、封闭转变为包容、开放，不可避免地增加了工控系统的脆弱性。根据中国国家信息安全漏洞共享平台在2015年发布的新增漏洞信息可知，2015年工控系统漏洞达108 个且类型复杂多样，其价值和影响力越来越大，其中信息泄露方面的漏洞高居榜首，其次就是缓冲区溢出漏洞、密码类漏洞。这些漏洞经常被攻击者利用来搜集工业控制系统信息，为真正的网络攻击提供情报，对智能电网等工业基础设施构成了极大的威胁。另一方面，信息通信网络在智能电网中承载着数据交换的重要业务，是智能电网的基础。由于通信设备数量庞大、种类繁多，所以在计算能力和资源均有限的情况下，大多设备采用成本低廉、灵活性高的嵌入式无线通信，在信息传输过程中，面临着恶意虚假设备恶意接入、数据窃听、篡改、伪造、恶意注入等安全风险，一旦控制命令被篡改，就有可能造成大面积停电事故，造成人身伤亡，甚至危及公众和国家安全。所以智能电网工控安全是整个智能电网中非常重要的一个环节。
　　工控安全主要是由用电信息采集智能终端和配电自动化终端组成，它们在系统组成上基本一致，典型的电力配用电智能设备的组成从结构上可分为三层：物理层、系统层、业务层。终端设备一般由相关的物理硬件及其配套的软件构成，软件部分可分为系统层和业务层两个层次。配用电智能设备的安全运行必须保障这些主要组成部分的安全性，一旦某一层次出现安全问题，都会造成整个设备运行出现异常。
　　智能电网在给用户带来便利的同时，也引入了大量安全风险和新的挑战，智能电网的重要特点就是要求计算设备随时联网，网络化使得攻击者可以随时发起攻击。另外一方面，随着集成电路等工业技术的提高，嵌入式系统越来越智能化，这也给攻击者植入病毒、木马带来了便利。工控系统面临的网络安全威胁和风险更是日益突出，所以在开展智能电网环境下，工控系统安全防护是重中之重。
　　1.1 智能电网概述
　　智能电网是一个自动化的供电网络，以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网。其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛应用的分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，以此保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。
　　1.1.1 智能电网的概念
　　2005年，坎贝尔发明了一种技术，利用的是群体(swarm)行为原理，让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效控制。这个技术赋予电器于智能，提高能源的利用效率。
　　2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。
　　2006年中期，一家名叫“网点”(Grid Point)的公司开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电子产品具有了一部分交互功能，可以看作智能电网中的一个基础设施。
　　2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象地比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。这可以看作智能电网*完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。
　　2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。
　　2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第*个智能电网城市，每户家庭都安装了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况，一旦有问题出现，可以重新配备电力。
　　2008年9月，Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。
　　2009年1月25日，美国白宫*新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：将铺设或更新3000 英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表——美国行将推动互动电网的整体革命。
　　2009年2月2日，能源问题专家武建东在《全面推动互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。
　　2009年2月4日，地中海岛国马耳他公布了和IBM达成的协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把马耳他2 万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达9100万美元，其中包括在电网中建立一个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。IBM将会提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。
　　2009年2月10日，谷歌表示已开始测试名为谷歌电表(Google power meter)的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，代表着谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。
　　2009年2月28日，作为华北公司智能化电网建设的一部分——华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在北京通过专家组的验收。这套系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。此外，该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台，能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。
　　2011年3月1日，国家电网750kV延安(洛川)智能变电站成功投运，这是世界*高电压等级的智能变电站。
　　2011～2015年智能电网进入全面建设阶段，特高压电网和城乡电网建设进入快速阶段，初步形成了智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用。
　　近几年，国家陆续出台政策扶持智能电网的发展。2011年，我国智能电网进入全面建设阶段，智能电网的发展促使智能电表招标采购活动上升，加速了我国智能电表市场的增长。全球智能电网的发展，需要使用新型电表，为我国企业带来机会。受国家政策的推动以及国外市场的刺激，未来几年我国智能电表市场将保持增长态势。
　　从广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户，同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源：太阳能、风能、燃料电池等。此外，高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互，高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。
　　由于不同国家的国情、能源分布及实际电网结构和发展现状均有所差异，因此各个国家对智能电网的含义理解不同。美国能源部在Grid2030中提出，智能电网是“一个完全自动化的电网传输系统，可以监视和控制每个用户和电网通信节点的状态，并且保障在发电、输电、变电、配电和用电的整个过程中，每个节点之间的信息和电能是双向流通的”。欧盟智能电网特别工作组对智能电网的定义是：“智能化组织电网中的电力生产者、用户、电力传输网络，保证电力供应的可持续性、经济性和安全性”。在我国，结合能源供应的形势和用电服务的需求，综合来说，智能电网是在发电、输电、变电、配电和用电等环节中，充分利用现代先进的传感测量技术、计算机技术、网络通信技术、自动化和智能控制技术，极大程度地将原始专用的电网变得信息化、现代化和智能化，一方面满足用户对电力的供求和合理资源优化，保证电力供应的可靠安全；另一方面，接入新能源，降低了对不可再生能源的依赖，保证电能的绿色环保。
　　综上可以得出，智能电网高度交叉了很多学科，涉及计算机、通信、控制、信号处理等多个领域，是在传统电网的上层搭建了一层双向的互动信息网，其结构如图1.1所示。传统电网层和互动信息网络层直接通过网络互联，形成一个复合网络，优化电网控制，实现智能发电、输电、配电和用电。
　　图1.1 智能电网结构
　　1.1.2 智能电网的特点
　　由于高度融合了现代化信息和通信技术，与传统电网相比，智能电网是个企业级信息框架和基础设施体系，通过集中和分散两种变换方法，灵活重组电网结构，*优配置电网资源，优化电网服务质量，实现了和传统电网截然不同的电网理念和体系，如表1.1所示。
　　表1.1 智能电网和传统电网比较
　　综合来说，智能电网主要具有以下特点。
　　(1)互动性。在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能电网的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确保系统的可靠性。从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。在智能电网中，用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同时需求响应(demand response，DR)计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求，减少或转移高峰电力需求的能力，通过降低线损和减少效率低下的调峰电厂的运营，使电力公司尽量减少资本开支和营运开支，同时也提供了大量的环境效益。在智能电网中，和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用方案。
　　(2)兼容性。智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，简化联网的过称，类似于“即插即用”，这一特征对电网提出了严峻的挑战。改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。从小到大各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联，包括分布式电源，如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插电式混合动力汽车和燃料电池。商业用户安装自己的发电设备(包括高效热电联产装置)和电力储能设施将更加容易和更加有利可图。在智能电网中，大型集中式发电厂包括环境友好型电源，如风电、大型太阳能电厂和先进的核电厂将继续发挥重要的作用。加强输电系统的建设使这些大型电厂仍然能够远距离输送电力。同时各种各样的分布式电源的接入一方面减少对外来能源的依赖，另一方面提高供电可靠性和电能质量，特别是对应对战争和恐怖袭击具有重要的意义。
　　(3)优化性。智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测，以获取设备的运行状态，在*恰当的时间给出需要维修设备的信号，实现设备的状态检修，同时使设备运行在*佳状态。系统的控制装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。通过对系统控制装置的这些调整，选择*小成本的能源输送系统，提高运行的效率。*佳的容量、*佳的状态和*佳的运行将大大降低电网运行的费用。此外，先进的信息技术将提供大量的数据和资料，并将集成到现有的企业范围的系统中，大大加强其能力，以优化运行和维修过程。这些信息将为设计人员提供更好的工具，创造出*佳的设计来，为规划人员提供所需的数据，从而提高其电网规划的能力和水平。这样，运行和维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理。
　　(4)自愈性。“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”，这是智能电网*重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断，充分应用数据获取技术，执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复供电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定*有可能失败的设备、发电厂和线路；实时应急分析将确定电网整体的健康水平，触发可能导致电网故障发展的早期预警，确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施；和本地及远程设备的通信将帮助分析故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态，基于这些分析，采取适当的控制行动。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式，当出现故障或发生其他问题时，在电网设备中的先进传感器确定故障并和附近的设备进行通信，以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠电源上，同时传感器还有检测故障前兆的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。
　　(5)可靠性。电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力，甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击，*大限度地降低其后果并快速恢复供电服务。智能电网也能同

混沌中的秩序：数字时代下的物理世界安全策略 我们正身处一个前所未有的数字化浪潮之中，信息技术如同无形的触角，渗透并重塑着我们赖以生存的物理基础设施。从日新月异的通信网络到精密运转的交通系统，再到保障民生所需的能源供应，数字世界与物理世界的边界日益模糊，两者深度融合，共同构筑起现代社会的基石。然而，这种融合带来的便利与高效，同时也孕育着新的脆弱性——当代表着信息流动的比特数据，与承载着能量、物质和生命的现实世界发生交集时，其潜在的安全风险将不容忽视。 本书旨在深入探讨数字时代下，那些支撑我们日常生活运转的物理系统所面临的独特安全挑战，并在此基础上，构建一套切实可行的防护体系。我们并非聚焦于抽象的网络攻击，而是将其落脚于对真实世界运行机制的深刻理解，以及数字技术如何影响、改造乃至威胁这些物理过程。 第一部分：数字浪潮下的物理世界——交织的风险图景 在这一部分，我们将带领读者穿越由传感器、控制器、执行器和通信网络交织而成的庞大体系，揭示隐藏在日常运行背后的复杂性。 万物互联的脆弱性： 物联网（IoT）的飞速发展，将曾经独立运作的物理设备以前所未有的方式连接起来。智能家居中的温控器，工业生产线上的机器人手臂，城市交通信号灯，甚至水务管理系统中的阀门，都可能成为网络攻击的潜在目标。这些设备的连接性，极大地拓展了攻击者的潜在渗透路径，使得单一薄弱环节可能引发连锁反应，造成物理世界的紊乱。我们将探讨不同行业中，因物联网普及而产生的具体安全隐患，例如对智能电网的攻击如何导致大范围停电，对智能交通的干扰如何引发交通拥堵甚至事故，对智能制造的破坏如何导致生产停滞和产品质量问题。 数据驱动决策的双刃剑： 传感器收集的海量数据，为优化物理系统的运行提供了前所未有的可能。然而，这些数据本身也成为攻击者觊觎的目标。对传感器数据的篡改，可能导致系统做出错误的判断和指令，例如在农业灌溉系统中，错误的湿度数据可能导致过度或不足的浇水，影响作物生长；在医疗设备中，错误的生理参数监测可能导致错误的诊断和治疗。我们还将审视数据传输过程中的加密与认证问题，确保数据在流通过程中的完整性和机密性，防止信息被窃取或篡改。 人机交互的失衡： 尽管自动化程度不断提高，但人始终是物理系统操作和维护的关键环节。然而，人为失误、社会工程学攻击，以及对操作人员的恶意诱导，都可能成为打破系统稳定性的重要因素。例如，通过欺骗性的邮件或信息，诱导操作人员执行错误的指令，或者授予非授权的访问权限。本书将分析这些“人”的因素在安全防护中的作用，并探讨如何通过培训、制度和技术手段来降低人为风险。 物理世界的独特性： 与纯粹的数字系统不同，物理系统的攻击后果往往是直接的、可感知的，并可能造成不可逆的损害。电力的中断可能导致生命垂危的病人失去生命支持；工业事故可能造成人员伤亡和环境污染；交通系统的瘫痪可能阻碍救援物资的运输。因此，对物理世界安全的考量，必须超越传统的网络安全范畴，深入理解物理过程的逻辑和潜在危害。 第二部分：构建坚实的防御壁垒——多层次的安全防护策略 在充分认识到风险的基础上，本书将系统地介绍一套面向物理世界安全的多层次防护策略，强调“纵深防御”和“风险导向”的原则。 网络边界的强化： 尽管许多物理系统与外部网络的连接看似必要，但严格的网络边界划分和访问控制是第一道防线。我们将详细介绍防火墙、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）在保护物理系统网络入口方面的作用，以及如何根据不同系统的关键程度，实施差异化的网络安全策略。此外，对无线通信协议（如Wi-Fi、蓝牙）的安全性进行评估和加固，防止未经授权的设备接入。 端点设备的加固： IoT设备、传感器、控制器等直接与物理世界交互的终端设备，是攻击者最容易突破的薄弱环节。本书将深入探讨如何对这些设备进行安全加固，包括： 安全的设备生命周期管理： 从设备选型、部署、配置、更新到报废，全生命周期的安全考量。 最小权限原则的应用： 确保设备只拥有完成其功能所需的最低限度的权限。 固件安全与更新机制： 如何保证设备固件的完整性，以及建立安全可靠的固件更新通道，及时修补漏洞。 物理安全措施： 防止物理篡改、盗窃或破坏。 通信的安全保障： 数据在设备之间传输的安全性至关重要。我们将详细阐述： 加密技术： 对敏感数据进行端到端的加密，防止在传输过程中被窃听或篡改。 身份认证与授权： 确保通信双方的身份可信，并对访问资源进行严格授权。 安全通信协议： 介绍TLS/SSL、IPsec等在保障通信安全方面的应用。 异常流量检测： 通过监控网络流量，识别和阻止异常的通信模式，及时发现潜在的攻击行为。 应用层面的安全策略： 运行在设备上的应用程序和控制软件，同样是安全防护的关键。 安全编码实践： 强调开发人员遵循安全编码规范，减少应用程序中的安全漏洞。 漏洞扫描与渗透测试： 定期对应用程序进行安全评估，发现并修复潜在的漏洞。 访问控制与权限管理： 严格控制用户对应用程序和数据的访问权限。 安全审计与日志记录： 详细记录系统操作和用户行为，以便进行事后分析和追溯。 数据安全与隐私保护： 传感器收集的原始数据，以及经过处理形成的数据集，都需要得到妥善的保护。 数据加密与脱敏： 对敏感数据进行加密存储，对非必要信息进行脱敏处理。 访问控制与审计： 严格管理对数据的访问权限，并记录所有数据访问行为。 隐私保护法规遵循： 确保数据处理过程符合相关的法律法规要求。 风险管理与应急响应： 没有任何防护措施是绝对完美的，因此建立有效的风险管理机制和应急响应计划至关重要。 风险评估与优先级排序： 识别和评估潜在的安全风险，并根据风险级别确定防护的优先级。 安全事件监控与告警： 建立全面的安全监控体系，及时发现和告警安全事件。 应急预案制定与演练： 制定详细的应急响应预案，并定期进行演练，提高应对突发事件的能力。 事后恢复与改进： 在安全事件发生后，迅速恢复系统运行，并总结经验教训，不断完善防护体系。 第三部分：面向未来的安全挑战与展望 随着技术的发展，物理世界的安全挑战也将不断演变，本书的最后一部分将聚焦于这些前沿议题。 人工智能在安全领域的应用： 探讨如何利用人工智能技术，例如机器学习，来提升安全检测和响应的效率和准确性，例如智能识别异常设备行为，自动化威胁分析等。 供应链安全： 越来越复杂的硬件和软件供应链，可能成为新的攻击入口。如何确保供应链的每一个环节都安全可靠，防止恶意组件的植入。 量子计算的潜在威胁： 探讨量子计算对现有加密体系的潜在冲击，以及发展抗量子密码学的重要性。 跨领域协作与标准： 强调不同行业、不同技术领域之间的协作，以及制定统一的安全标准和最佳实践的必要性，共同应对日益复杂的安全挑战。 本书的目标是为读者提供一个清晰、系统且实用的视角，帮助他们理解数字时代下物理世界的安全挑战，并掌握应对这些挑战的有效策略。我们相信，通过深入理解技术原理、风险机制以及防护手段，我们能够在这条融合的道路上，更加稳健地前行，守护数字世界与物理世界协同发展的美好未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计颇具匠心，采用了深邃的蓝色调，配以抽象的电路图纹理，隐约透出一种技术深度与神秘感，让人在书店驻足时便心生好奇。我原本对这个领域了解不多，只知道电力系统正在向数字化转型，但具体到“工控安全”这个环节，实在是一片迷雾。拿到书后，首先被其严谨的章节划分所吸引，它并非那种堆砌概念的教材，而是更像一部系统性的实战指南。书中开篇对于传统电力系统的架构及其面临的网络化威胁进行了细致入微的剖析，通过大量的案例研究，清晰地展示了恶意代码或远程攻击一旦得逞可能引发的连锁反应，那种对国家关键基础设施潜在风险的描述，读来令人不寒而栗。特别是对DNP3、IEC 61850等主流通信协议的底层安全漏洞挖掘和利用方式的讲解，展现了作者扎实的底层功力和对工业控制系统（ICS）运作机理的深刻理解。很多同类书籍往往止步于理论介绍，而这本却大胆地深入到了攻击者的思维层面，使得读者在学习防御措施之前，能更立体地构建起一个威胁画像。这种由表及里、由浅入深的叙事方式，极大地提升了阅读的沉浸感和学习效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，与其说是在学习，不如说是在与一位经验丰富的老工程师进行深入的“思维碰撞”。作者的语言风格在保持专业性的同时，又充满了洞察力和一种务实的幽默感。例如，在探讨“零日漏洞”的防御时，作者并未鼓吹完美防御的不切实际，反而强调了构建高效“应急响应闭环”的重要性，并用一个生动的比喻形容了没有应急预案的防御如同“穿着盔甲却不知道如何拔剑”。这种贴近实际操作的经验总结，极大地增强了内容的实用价值。我尤其欣赏作者对新兴安全技术如“区块链在能源交易中的应用及其安全风险”这一前沿话题的探讨。他没有将区块链描绘成万能解药，而是客观地分析了其在分布式能源接入认证中的优势，同时也警示了共识机制和智能合约的安全隐患，展现了作者保持对行业最新动态高度敏感的专业素养。整体来看，本书提供了一种既有理论高度又接地气的安全视角。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，作者在技术细节的呈现上达到了令人惊叹的精确度。我特别留意了关于“纵深防御”策略在智能电网环境下的具体落地实践部分。不同于通用的IT安全框架，智能电网的实时性、可靠性要求使得许多标准的安全策略难以直接套用。书中详尽阐述了如何根据变电站、配电网、调度中心等不同层级的安全需求，制定差异化的隔离、监控和恢复方案。例如，在描述基于软件定义网络（SDN）的安全隔离技术时，作者不仅给出了概念模型，还配有详细的流量策略配置示例，这对于实际从事系统集成或运维的工程师来说，简直是雪中送炭。更让我印象深刻的是，书中对于“安全态势感知”的论述，它不再是简单地堆砌报警信息，而是结合了电网物理层的运行数据与网络层的异常行为进行关联分析，提出了一个多维度的风险评分模型。这种跨域融合的视角，真正体现了“智能”二字在安全领域的应用价值，远超出了我预期的技术深度。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样的非专业背景读者而言，理解工业控制系统的特定术语和复杂逻辑链条确实构成了一道挑战。然而，这本书在构建知识体系的逻辑编排上显示出了极高的教学智慧。它并非一味地抛出晦涩难懂的协议栈和算法，而是巧妙地穿插了大量的“安全设计原则回顾”和“反面教材分析”。每一次深入复杂技术的讲解后，总会有一个环节帮助读者回归到“为什么我们要这么做”的根本目标上，从而巩固了对核心安全理念的理解。特别是关于安全审计和合规性章节，它清晰地梳理了国内外针对电力行业的法规要求，并对比了不同标准下的安全控制点的差异。这使得本书的价值超越了单纯的技术手册，而上升到了企业治理和风险管理的层面。对于决策层或安全管理者来说，这部分内容提供了清晰的合规路线图，避免了盲目投入资源带来的低效。阅读过程中，我感到作者是在一步步地搭建一个稳固的知识框架，而不是简单地罗列知识点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和引用资料的规范性，也体现了出版方的专业态度。纸张的质感舒适，图表的清晰度非常高，即便是复杂的网络拓扑图和时序图，也能一眼看清关键路径和数据流向。更难能可贵的是，书中对每一项重要技术或理论的引用都标注得非常详尽，这为我后续进行更深层次的文献检索提供了极大的便利。在网络安全领域，知识的迭代速度极快，而本书似乎预见到了这一点，因此在介绍完传统防御体系后，还专门开辟了一章对未来威胁和防御方向进行了展望，包括量子计算对密码学的影响、AI驱动的自适应防御系统等。这种前瞻性的视野，让这本书在时效性上保持了领先地位。总而言之，这本书就像是一套精心打磨的工具箱，不仅包含了当下解决问题的钥匙，还提供了展望未来工厂蓝图的远见，是能源安全领域不可多得的佳作。