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楊雲等 著

圖書標籤:

• 智能電網
• 工控安全
• 網絡安全
• 電力係統
• 信息安全
• 防護技術
• 安全架構
• 威脅分析
• 安全策略
• 漏洞檢測

店鋪： 科學齣版社旗艦店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030557704

商品編碼：29795638180

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-06-01

頁數：243

字數：310000

商品參數

智能電網工控安全及其防護技術
	曾用價	98.00
	齣版社	科學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2018年06月
	開本	16
	作者	楊雲等
	裝幀	平裝
	頁數	243
	字數	310000
	ISBN編碼	9787030557704

內容介紹
本書結閤智能電網工控安全的基礎知識和國傢電網實際采用的防禦技術，係統、全麵地討論瞭智能電網工控安全的思想和方法。第1章介紹智能電網工控安全的基本知識以及理論基礎；第2～5章介紹物理設備的工控安全及防護方案，著眼於各種設備的網絡安全架構方案、使用場景以及注意事項的描述；第6章著重介紹認證、訪問控製、安全審計等技術，並給齣詳細的例子；第7～9章具體介紹智能電網工控安全的幾項重要技術：數據安全及防護、安全接入及防護，以及安全感知技術，分析國傢電網當下正使用的安全技術同時也對未來的*新技術進行展望；第10章介紹測評及標準認證。

目錄
目錄
前言
第1章 智能電網工控安全概述 1
1.1 智能電網概述 2
1.1.1 智能電網的概念 2
1.1.2 智能電網的特點 5
1.1.3 智能電網的體係結構 7
1.2 工業控製係統概述 7
1.2.1 工業控製係統的概念 8
1.2.2 工業控製行業現狀 9
1.2.3 智能電網工控係統 10
1.3 智能電網工控安全風險分析及其防護 11
1.3.1 威脅在哪裏 12
1.3.2 風險有多大 14
1.3.3 防護總體方案 18
1.4 本章小結 21
第2章 物理和環境安全及其防護 23
2.1 物理層安全威脅分析 23
2.1.1 物理層安全産生的原因 23
2.1.2 智能電網物理和環境安全分析 26
2.2 物理和環境安全防護措施 27
2.2.1 訪問控製技術 27
2.2.2 數據安全和備份恢復 32
2.2.3 串口的保護方案 33
2.2.4 軟件變更測試 34
2.2.5 口令策略 36
2.2.6 無綫傳感器安全 39
2.2.7 智能電網管理製度設計 40
2.3 本章小結 49
第3章 網絡安全 51
3.1 網絡安全層關鍵點 51
3.1.1 邊界安全防護 51
3.1.2 遠程訪問安全 53
3.1.3 可信身份認證 56
3.2 典型工業控製係統通信協議安全分析 61
3.2.1 Modbus TCP協議 61
3.2.2 OPC協議 64
3.2.3 DNP3協議 70
3.2.4 Ethernet/IP協議 72
3.2.5 EtherCAT協議 74
3.3 網絡拓撲分析 76
3.3.1 網絡拓撲發現方法的協議和工具 76
3.3.2 三層網絡拓撲 78
3.3.3 兩層網絡拓撲 79
3.4 本章小結 80
第4章 主機安全 82
4.1 安全軟件選擇與管理 82
4.1.1 主機係統軟件管理存在的問題 83
4.1.2 主機係統軟件安全保障體係 83
4.1.3 主機係統安全管理 86
4.2 配置和補丁管理 91
4.3 智能電網主機安全監控平颱設計 95
4.3.1 日誌模塊設計 99
4.3.2 數據庫寫入模塊設計 100
4.3.3 報警處理模塊設計 100
4.3.4 報文接收模塊設計 100
4.3.5 IP_MAC 探測模塊設計 101
4.4 本章小結 102
第5章 工業控製設備安全及其防護方案 103
5.1 工控網絡設備安全現狀 103
5.1.1 接入安全分析 104
5.1.2 信息路徑安全分析 106
5.1.3 應用服務安全分析 106
5.2 終端安全分析及其防護技術 107
5.2.1 VLAN 應用服務安全監管技術 107
5.2.2 路由器虛擬化技術 109
5.2.3 綜閤處理加密技術 112
5.2.4 電力終端安全接入與認證技術 117
5.3 資産安全 119
5.4 本章小結 122
第6章 應用係統安全 124
6.1 身份認證 124
6.1.1 身份認證平颱架構設計 125
6.1.2 身份認證體係的功能設計 126
6.2 訪問控製 129
6.2.1 傳統的訪問控製缺陷 129
6.2.2 用戶訪問授權方法 130
6.2.3 接入信任度和快速權限分配訪問控製 132
6.2.4 智能電網細粒度訪問控製 134
6.2.5 應用層協議識彆技術 135
6.3 安全審計 137
6.3.1 電力設備信息安全審計技術 137
6.3.2 智能電網安全審計係統設計 138
6.4 本章小結 140
第7章 數據安全及其防護技術 142
7.1 數據私密性保護麵臨挑戰 142
7.1.1 數據源多 143
7.1.2 海量數據 144
7.1.3 實時性要求 144
7.1.4 內容的共享 146
7.2 數據防泄露關鍵技術 146
7.2.1 敏感數據防泄露安全模型和保護策略 147
7.2.2 智能終端代理感知 150
7.2.3 敏感數據內容識彆及深度過濾 150
7.2.4 數據加密技術 151
7.3 雲數據安全管理 156
7.3.1 數據分類 156
7.3.2 建立索引 157
7.3.3 數據查詢 163
7.3.4 麵嚮電力雲的細粒度數據完整性檢驗 164
7.4 本章小結 170
第8章 安全接入及其防護技術 171
8.1 終端安全 171
8.1.1 安全標準缺乏 171
8.1.2 電力智能終端引入信息安全風險 172
8.1.3 電網環境復雜化，攻擊手段智能化 172
8.1.4 工業控製係統漏洞多 173
8.1.5 用戶側的安全威脅 174
8.1.6 終端安全解決方案 174
8.2 安全傳輸 175
8.2.1 節點認證 175
8.2.2 網絡防護 178
8.2.3 軟件防護 187
8.3 邊界安全接入關鍵技術 189
8.3.1 並行加解密技術 190
8.3.2 安全可信專控技術 190
8.3.3 終端統一認證接入技術 192
8.4 實際應用情況 193
8.4.1 工控網絡攻擊案例分析 193
8.4.2 安防環境及安防設備 194
8.5 本章小結 198
第9章 安全感知 199
9.1 在綫預警 199
9.1.1 智能電網工控係統麵臨的信息安全風險 199
9.1.2 安全監測預警平颱架構 200
9.1.3 電網工控係統網絡流量異常檢測安全監測技術 200
9.2 安全監測 204
9.2.1 傳統在綫監測技術及其不足 205
9.2.2 安全威脅監測係統設計 207
9.2.3 安全威脅監測係統部署及應用 209
9.3 態勢感知 211
9.3.1 技術定義 211
9.3.2 技術實現 212
9.3.3 應用場景 216
9.4 本章小結 220
第10章 測評及標準認證 221
10.1 智能電網工業控製係統信息安全測評體係建設 221
10.1.1 智能電網工業控製係統信息安全威脅 221
10.1.2 智能電網工業控製係統信息安全目標 222
10.1.3 智能電網工業控製係統信息安全測評體係建設思想 223
10.1.4 智能電網工業控製係統信息安全測評體係建設方案 224
10.2 智能電網工業控製係統信息安全標準研究 229
10.3 我國智能電網工業控製係統信息安全工作 233
10.3.1 我國智能電網工業控製係統信息安全工作思路 234
10.3.2 我國智能電網工業控製係統信息安全標準化現狀 237
10.3.3 我國智能電網工業控製係統信息安全標準化策略 238
10.4 本章小結 240
參考文獻 242

在綫試讀
第1章 智能電網工控安全概述
　　隨著信息化新技術在電網中廣泛的使用，電網的接入方式和接入方法不斷增多，傳統電網逐漸發展成現在的智能電網。智能電網的興起，促進瞭可再生能源的發展，提高瞭能源利用率，完善瞭電力市場，但同時也引入瞭很多安全問題。一方麵，智能電網作為工業基礎設施，其核心是工業控製係統，隨著自動化技術發展，工業控製係統不斷引入新技術，例如，將通用的TCP/IP 作為網絡基礎設施，將工業控製協議遷移到應用層，提供各種無綫網絡接入，廣泛采用標準的商用操作係統、設備、中間件及各種應用係統，工業控製係統逐漸由原始的孤立、封閉轉變為包容、開放，不可避免地增加瞭工控係統的脆弱性。根據中國國傢信息安全漏洞共享平颱在2015年發布的新增漏洞信息可知，2015年工控係統漏洞達108 個且類型復雜多樣，其價值和影響力越來越大，其中信息泄露方麵的漏洞高居榜首，其次就是緩衝區溢齣漏洞、密碼類漏洞。這些漏洞經常被攻擊者利用來搜集工業控製係統信息，為真正的網絡攻擊提供情報，對智能電網等工業基礎設施構成瞭極大的威脅。另一方麵，信息通信網絡在智能電網中承載著數據交換的重要業務，是智能電網的基礎。由於通信設備數量龐大、種類繁多，所以在計算能力和資源均有限的情況下，大多設備采用成本低廉、靈活性高的嵌入式無綫通信，在信息傳輸過程中，麵臨著惡意虛假設備惡意接入、數據竊聽、篡改、僞造、惡意注入等安全風險，一旦控製命令被篡改，就有可能造成大麵積停電事故，造成人身傷亡，甚至危及公眾和國傢安全。所以智能電網工控安全是整個智能電網中非常重要的一個環節。
　　工控安全主要是由用電信息采集智能終端和配電自動化終端組成，它們在係統組成上基本一緻，典型的電力配用電智能設備的組成從結構上可分為三層：物理層、係統層、業務層。終端設備一般由相關的物理硬件及其配套的軟件構成，軟件部分可分為係統層和業務層兩個層次。配用電智能設備的安全運行必須保障這些主要組成部分的安全性，一旦某一層次齣現安全問題，都會造成整個設備運行齣現異常。
　　智能電網在給用戶帶來便利的同時，也引入瞭大量安全風險和新的挑戰，智能電網的重要特點就是要求計算設備隨時聯網，網絡化使得攻擊者可以隨時發起攻擊。另外一方麵，隨著集成電路等工業技術的提高，嵌入式係統越來越智能化，這也給攻擊者植入病毒、木馬帶來瞭便利。工控係統麵臨的網絡安全威脅和風險更是日益突齣，所以在開展智能電網環境下，工控係統安全防護是重中之重。
　　1.1 智能電網概述
　　智能電網是一個自動化的供電網絡，以物理電網為基礎(中國的智能電網是以特高壓電網為骨乾網架、各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎)，將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控製技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網。其中的每一個用戶和節點都得到實時監控，並保證從發電廠到用戶端電器之間的每一點上的電流和信息的雙嚮流動。智能電網通過廣泛應用的分布式智能和寬帶通信，以及自動控製係統的集成，以此保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時互動。
　　1.1.1 智能電網的概念
　　2005年，坎貝爾發明瞭一種技術，利用的是群體(swarm)行為原理，讓大樓裏的電器互相協調，減少大樓在用電高峰期的用電量。坎貝爾發明瞭一種無綫控製器，與大樓的各個電器相連，並實現有效控製。這個技術賦予電器於智能，提高能源的利用效率。
　　2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)強調智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一個關鍵技術和發展方嚮。這時候的智能電網應該是指輸配電過程中的自動化技術。
　　2006年中期，一傢名叫“網點”(Grid Point)的公司開始齣售一種可用於監測傢用電路耗電量的電子産品，可以通過互聯網通信技術調整傢用電器的用電量。這個電子産品具有瞭一部分交互功能，可以看作智能電網中的一個基礎設施。
　　2006年，美國IBM公司曾與全球電力專業研究機構、電力企業閤作開發瞭“智能電網”解決方案。這一方案被形象地比喻為電力係統的“中樞神經係統”，電力公司可以通過使用傳感器、計量錶、數字控件和分析工具，自動監控電網，優化電網性能、防止斷電、更快地恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯網的裝置。這可以看作智能電網*完整的一個解決方案，標誌著智能電網概念的正式誕生。
　　2007年10月，華東電網正式啓動瞭智能電網可行性研究項目，該項目的啓動標誌著中國開始進入智能電網領域。
　　2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經成為瞭全美第*個智能電網城市，每戶傢庭都安裝瞭智能電錶，人們可以很直觀地瞭解當時的電價，從而把一些事情，比如洗衣服、燙衣服等安排在電價低的時間段。電錶還可以幫助人們優先使用風電和太陽能等清潔能源。同時，變電站可以收集到每傢每戶的用電情況，一旦有問題齣現，可以重新配備電力。
　　2008年9月，Google與通用電氣聯閤發錶聲明對外宣布，他們正在共同開發清潔能源業務，核心是為美國打造國傢智能電網。
　　2009年1月25日，美國白宮*新發布的《復蘇計劃尺度報告》宣布：將鋪設或更新3000 英裏輸電綫路，並為4000萬美國傢庭安裝智能電錶——美國行將推動互動電網的整體革命。
　　2009年2月2日，能源問題專傢武建東在《全麵推動互動電網革命拉動經濟創新轉型》的文章中，明確提齣中國電網亟須實施“互動電網”革命性改造。
　　2009年2月4日，地中海島國馬耳他公布瞭和IBM達成的協議，雙方同意建立一個“智能公用係統”，實現該國電網和供水係統數字化。IBM及其閤作夥伴將會把馬耳他2 萬個普通電錶替換成互動式電錶，這樣馬耳他的電廠就能實時監控用電，並製定不同的電價來奬勵節約用電的用戶。這個工程價值高達9100萬美元，其中包括在電網中建立一個傳感器網絡。這種傳感器網絡和輸電綫、各發電站以及其他的基礎設施一起提供相關數據，讓電廠能更有效地進行電力分配並檢測到潛在問題。IBM將會提供搜集分析數據的軟件，幫助電廠發現機會，降低成本以及該國碳密集型發電廠的排放量。
　　2009年2月10日，榖歌錶示已開始測試名為榖歌電錶(Google power meter)的用電監測軟件。這是一個測試版在綫儀錶盤，代錶著榖歌正在成為信息時代的公用基礎設施。
　　2009年2月28日，作為華北公司智能化電網建設的一部分——華北電網穩態、動態、暫態三位一體安全防禦及全過程發電控製係統在北京通過專傢組的驗收。這套係統首次將以往分散的能量管理係統、電網廣域動態監測係統、在綫穩定分析預警係統高度集成，調度人員無需在不同係統和平颱間頻繁切換，便可實現對電網綜閤運行情況的全景監視並獲取輔助決策支持。此外，該係統通過搭建並網電廠管理考核和輔助服務市場品質分析平颱，能有效提升調度部門對並網電廠管理的標準化和流程化水平。
　　2011年3月1日，國傢電網750kV延安(洛川)智能變電站成功投運，這是世界*高電壓等級的智能變電站。
　　2011～2015年智能電網進入全麵建設階段，特高壓電網和城鄉電網建設進入快速階段，初步形成瞭智能電網運行控製和互動服務體係，關鍵技術和設備上實現重大突破和廣泛應用。
　　近幾年，國傢陸續齣颱政策扶持智能電網的發展。2011年，我國智能電網進入全麵建設階段，智能電網的發展促使智能電錶招標采購活動上升，加速瞭我國智能電錶市場的增長。全球智能電網的發展，需要使用新型電錶，為我國企業帶來機會。受國傢政策的推動以及國外市場的刺激，未來幾年我國智能電錶市場將保持增長態勢。
　　從廣義上來說，智能電網包括可以優先使用清潔能源的智能調度係統、可以動態定價的智能計量係統以及通過調整發電、用電設備功率優化負荷平衡的智能技術係統。電能不僅從集中式發電廠流嚮輸電網、配電網直至用戶，同時電網中還遍布各種形式的新能源和清潔能源：太陽能、風能、燃料電池等。此外，高速、雙嚮的通信係統實現瞭控製中心與電網設備之間的信息交互，高級的分析工具和決策體係保證瞭智能電網的安全、穩定和優化運行。智能電網的目標是實現電網運行的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全，電網能夠實現這些目標，就可以稱其為智能電網。
　　由於不同國傢的國情、能源分布及實際電網結構和發展現狀均有所差異，因此各個國傢對智能電網的含義理解不同。美國能源部在Grid2030中提齣，智能電網是“一個完全自動化的電網傳輸係統，可以監視和控製每個用戶和電網通信節點的狀態，並且保障在發電、輸電、變電、配電和用電的整個過程中，每個節點之間的信息和電能是雙嚮流通的”。歐盟智能電網特彆工作組對智能電網的定義是：“智能化組織電網中的電力生産者、用戶、電力傳輸網絡，保證電力供應的可持續性、經濟性和安全性”。在我國，結閤能源供應的形勢和用電服務的需求，綜閤來說，智能電網是在發電、輸電、變電、配電和用電等環節中，充分利用現代先進的傳感測量技術、計算機技術、網絡通信技術、自動化和智能控製技術，極大程度地將原始專用的電網變得信息化、現代化和智能化，一方麵滿足用戶對電力的供求和閤理資源優化，保證電力供應的可靠安全；另一方麵，接入新能源，降低瞭對不可再生能源的依賴，保證電能的綠色環保。
　　綜上可以得齣，智能電網高度交叉瞭很多學科，涉及計算機、通信、控製、信號處理等多個領域，是在傳統電網的上層搭建瞭一層雙嚮的互動信息網，其結構如圖1.1所示。傳統電網層和互動信息網絡層直接通過網絡互聯，形成一個復閤網絡，優化電網控製，實現智能發電、輸電、配電和用電。
　　圖1.1 智能電網結構
　　1.1.2 智能電網的特點
　　由於高度融閤瞭現代化信息和通信技術，與傳統電網相比，智能電網是個企業級信息框架和基礎設施體係，通過集中和分散兩種變換方法，靈活重組電網結構，*優配置電網資源，優化電網服務質量，實現瞭和傳統電網截然不同的電網理念和體係，如錶1.1所示。
　　錶1.1 智能電網和傳統電網比較
　　綜閤來說，智能電網主要具有以下特點。
　　(1)互動性。在智能電網中，用戶將是電力係統不可分割的一部分。鼓勵和促進用戶參與電力係統的運行和管理是智能電網的另一重要特徵。從智能電網的角度來看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助於平衡供求關係，確保係統的可靠性。從用戶的角度來看，電力消費是一種經濟的選擇，通過參與電網的運行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。在智能電網中，用戶將根據其電力需求和電力係統滿足其需求的能力的平衡來調整其消費。同時需求響應(demand response，DR)計劃將滿足用戶在能源購買中有更多選擇的基本需求，減少或轉移高峰電力需求的能力，通過降低綫損和減少效率低下的調峰電廠的運營，使電力公司盡量減少資本開支和營運開支，同時也提供瞭大量的環境效益。在智能電網中，和用戶建立的雙嚮實時的通信係統是實現鼓勵和促進用戶積極參與電力係統運行和管理的基礎。實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務的信息，同時用戶也可以根據這些信息製定自己的電力使用方案。
　　(2)兼容性。智能電網將安全、無縫地容許各種不同類型的發電和儲能係統接入係統，簡化聯網的過稱，類似於“即插即用”，這一特徵對電網提齣瞭嚴峻的挑戰。改進的互聯標準將使各種各樣的發電和儲能係統容易接入。從小到大各種不同容量的發電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯，包括分布式電源，如光伏發電、風電、先進的電池係統、即插電式混閤動力汽車和燃料電池。商業用戶安裝自己的發電設備(包括高效熱電聯産裝置)和電力儲能設施將更加容易和更加有利可圖。在智能電網中，大型集中式發電廠包括環境友好型電源，如風電、大型太陽能電廠和先進的核電廠將繼續發揮重要的作用。加強輸電係統的建設使這些大型電廠仍然能夠遠距離輸送電力。同時各種各樣的分布式電源的接入一方麵減少對外來能源的依賴，另一方麵提高供電可靠性和電能質量，特彆是對應對戰爭和恐怖襲擊具有重要的意義。
　　(3)優化性。智能電網通過高速通信網絡實現對運行設備的在綫狀態監測，以獲取設備的運行狀態，在*恰當的時間給齣需要維修設備的信號，實現設備的狀態檢修，同時使設備運行在*佳狀態。係統的控製裝置可以被調整到降低損耗和消除阻塞的狀態。通過對係統控製裝置的這些調整，選擇*小成本的能源輸送係統，提高運行的效率。*佳的容量、*佳的狀態和*佳的運行將大大降低電網運行的費用。此外，先進的信息技術將提供大量的數據和資料，並將集成到現有的企業範圍的係統中，大大加強其能力，以優化運行和維修過程。這些信息將為設計人員提供更好的工具，創造齣*佳的設計來，為規劃人員提供所需的數據，從而提高其電網規劃的能力和水平。這樣，運行和維護費用以及電網建設投資將得到更為有效的管理。
　　(4)自愈性。“自愈”指的是把電網中有問題的元件從係統中隔離齣來並且在很少或不用人為乾預的情況下可以使係統迅速恢復到正常運行狀態，從而幾乎不中斷對用戶的供電服務。從本質上講，自愈就是智能電網的“免疫係統”，這是智能電網*重要的特徵。自愈電網進行連續不斷的在綫自我評估以預測電網可能齣現的問題，發現已經存在的或正在發展的問題，並立即采取措施加以控製或糾正。自愈電網確保瞭電網的可靠性、安全性、電能質量和效率。自愈電網將盡量減少供電服務中斷，充分應用數據獲取技術，執行決策支持算法，避免或限製電力供應的中斷，迅速恢復供電服務。基於實時測量的概率風險評估將確定*有可能失敗的設備、發電廠和綫路；實時應急分析將確定電網整體的健康水平，觸發可能導緻電網故障發展的早期預警，確定是否需要立即進行檢查或采取相應的措施；和本地及遠程設備的通信將幫助分析故障、電壓降低、電能質量差、過載和其他不希望的係統狀態，基於這些分析，采取適當的控製行動。自愈電網經常應用連接多個電源的網絡設計方式，當齣現故障或發生其他問題時，在電網設備中的先進傳感器確定故障並和附近的設備進行通信，以切除故障元件或將用戶迅速地切換到另外的可靠電源上，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發生前，將設備狀況告知係統，係統就會及時地提齣預警信息。
　　(5)可靠性。電網的安全性要求一個降低對電網物理攻擊和網絡攻擊的脆弱性並快速從供電中斷中恢復的全係統的解決方案。智能電網將展示被攻擊後快速恢復的能力，甚至是從那些決心堅定和裝備精良的攻擊者發起的攻擊。智能電網的設計和運行都將阻止攻擊，*大限度地降低其後果並快速恢復供電服務。智能電網也能同

混沌中的秩序：數字時代下的物理世界安全策略 我們正身處一個前所未有的數字化浪潮之中，信息技術如同無形的觸角，滲透並重塑著我們賴以生存的物理基礎設施。從日新月異的通信網絡到精密運轉的交通係統，再到保障民生所需的能源供應，數字世界與物理世界的邊界日益模糊，兩者深度融閤，共同構築起現代社會的基石。然而，這種融閤帶來的便利與高效，同時也孕育著新的脆弱性——當代錶著信息流動的比特數據，與承載著能量、物質和生命的現實世界發生交集時，其潛在的安全風險將不容忽視。 本書旨在深入探討數字時代下，那些支撐我們日常生活運轉的物理係統所麵臨的獨特安全挑戰，並在此基礎上，構建一套切實可行的防護體係。我們並非聚焦於抽象的網絡攻擊，而是將其落腳於對真實世界運行機製的深刻理解，以及數字技術如何影響、改造乃至威脅這些物理過程。 第一部分：數字浪潮下的物理世界——交織的風險圖景 在這一部分，我們將帶領讀者穿越由傳感器、控製器、執行器和通信網絡交織而成的龐大體係，揭示隱藏在日常運行背後的復雜性。 萬物互聯的脆弱性： 物聯網（IoT）的飛速發展，將曾經獨立運作的物理設備以前所未有的方式連接起來。智能傢居中的溫控器，工業生産綫上的機器人手臂，城市交通信號燈，甚至水務管理係統中的閥門，都可能成為網絡攻擊的潛在目標。這些設備的連接性，極大地拓展瞭攻擊者的潛在滲透路徑，使得單一薄弱環節可能引發連鎖反應，造成物理世界的紊亂。我們將探討不同行業中，因物聯網普及而産生的具體安全隱患，例如對智能電網的攻擊如何導緻大範圍停電，對智能交通的乾擾如何引發交通擁堵甚至事故，對智能製造的破壞如何導緻生産停滯和産品質量問題。 數據驅動決策的雙刃劍： 傳感器收集的海量數據，為優化物理係統的運行提供瞭前所未有的可能。然而，這些數據本身也成為攻擊者覬覦的目標。對傳感器數據的篡改，可能導緻係統做齣錯誤的判斷和指令，例如在農業灌溉係統中，錯誤的濕度數據可能導緻過度或不足的澆水，影響作物生長；在醫療設備中，錯誤的生理參數監測可能導緻錯誤的診斷和治療。我們還將審視數據傳輸過程中的加密與認證問題，確保數據在流通過程中的完整性和機密性，防止信息被竊取或篡改。 人機交互的失衡： 盡管自動化程度不斷提高，但人始終是物理係統操作和維護的關鍵環節。然而，人為失誤、社會工程學攻擊，以及對操作人員的惡意誘導，都可能成為打破係統穩定性的重要因素。例如，通過欺騙性的郵件或信息，誘導操作人員執行錯誤的指令，或者授予非授權的訪問權限。本書將分析這些“人”的因素在安全防護中的作用，並探討如何通過培訓、製度和技術手段來降低人為風險。 物理世界的獨特性： 與純粹的數字係統不同，物理係統的攻擊後果往往是直接的、可感知的，並可能造成不可逆的損害。電力的中斷可能導緻生命垂危的病人失去生命支持；工業事故可能造成人員傷亡和環境汙染；交通係統的癱瘓可能阻礙救援物資的運輸。因此，對物理世界安全的考量，必須超越傳統的網絡安全範疇，深入理解物理過程的邏輯和潛在危害。 第二部分：構建堅實的防禦壁壘——多層次的安全防護策略 在充分認識到風險的基礎上，本書將係統地介紹一套麵嚮物理世界安全的多層次防護策略，強調“縱深防禦”和“風險導嚮”的原則。 網絡邊界的強化： 盡管許多物理係統與外部網絡的連接看似必要，但嚴格的網絡邊界劃分和訪問控製是第一道防綫。我們將詳細介紹防火牆、入侵檢測/防禦係統（IDS/IPS）在保護物理係統網絡入口方麵的作用，以及如何根據不同係統的關鍵程度，實施差異化的網絡安全策略。此外，對無綫通信協議（如Wi-Fi、藍牙）的安全性進行評估和加固，防止未經授權的設備接入。 端點設備的加固： IoT設備、傳感器、控製器等直接與物理世界交互的終端設備，是攻擊者最容易突破的薄弱環節。本書將深入探討如何對這些設備進行安全加固，包括： 安全的設備生命周期管理： 從設備選型、部署、配置、更新到報廢，全生命周期的安全考量。 最小權限原則的應用： 確保設備隻擁有完成其功能所需的最低限度的權限。 固件安全與更新機製： 如何保證設備固件的完整性，以及建立安全可靠的固件更新通道，及時修補漏洞。 物理安全措施： 防止物理篡改、盜竊或破壞。 通信的安全保障： 數據在設備之間傳輸的安全性至關重要。我們將詳細闡述： 加密技術： 對敏感數據進行端到端的加密，防止在傳輸過程中被竊聽或篡改。 身份認證與授權： 確保通信雙方的身份可信，並對訪問資源進行嚴格授權。 安全通信協議： 介紹TLS/SSL、IPsec等在保障通信安全方麵的應用。 異常流量檢測： 通過監控網絡流量，識彆和阻止異常的通信模式，及時發現潛在的攻擊行為。 應用層麵的安全策略： 運行在設備上的應用程序和控製軟件，同樣是安全防護的關鍵。 安全編碼實踐： 強調開發人員遵循安全編碼規範，減少應用程序中的安全漏洞。 漏洞掃描與滲透測試： 定期對應用程序進行安全評估，發現並修復潛在的漏洞。 訪問控製與權限管理： 嚴格控製用戶對應用程序和數據的訪問權限。 安全審計與日誌記錄： 詳細記錄係統操作和用戶行為，以便進行事後分析和追溯。 數據安全與隱私保護： 傳感器收集的原始數據，以及經過處理形成的數據集，都需要得到妥善的保護。 數據加密與脫敏： 對敏感數據進行加密存儲，對非必要信息進行脫敏處理。 訪問控製與審計： 嚴格管理對數據的訪問權限，並記錄所有數據訪問行為。 隱私保護法規遵循： 確保數據處理過程符閤相關的法律法規要求。 風險管理與應急響應： 沒有任何防護措施是絕對完美的，因此建立有效的風險管理機製和應急響應計劃至關重要。 風險評估與優先級排序： 識彆和評估潛在的安全風險，並根據風險級彆確定防護的優先級。 安全事件監控與告警： 建立全麵的安全監控體係，及時發現和告警安全事件。 應急預案製定與演練： 製定詳細的應急響應預案，並定期進行演練，提高應對突發事件的能力。 事後恢復與改進： 在安全事件發生後，迅速恢復係統運行，並總結經驗教訓，不斷完善防護體係。 第三部分：麵嚮未來的安全挑戰與展望 隨著技術的發展，物理世界的安全挑戰也將不斷演變，本書的最後一部分將聚焦於這些前沿議題。 人工智能在安全領域的應用： 探討如何利用人工智能技術，例如機器學習，來提升安全檢測和響應的效率和準確性，例如智能識彆異常設備行為，自動化威脅分析等。 供應鏈安全： 越來越復雜的硬件和軟件供應鏈，可能成為新的攻擊入口。如何確保供應鏈的每一個環節都安全可靠，防止惡意組件的植入。 量子計算的潛在威脅： 探討量子計算對現有加密體係的潛在衝擊，以及發展抗量子密碼學的重要性。 跨領域協作與標準： 強調不同行業、不同技術領域之間的協作，以及製定統一的安全標準和最佳實踐的必要性，共同應對日益復雜的安全挑戰。 本書的目標是為讀者提供一個清晰、係統且實用的視角，幫助他們理解數字時代下物理世界的安全挑戰，並掌握應對這些挑戰的有效策略。我們相信，通過深入理解技術原理、風險機製以及防護手段，我們能夠在這條融閤的道路上，更加穩健地前行，守護數字世界與物理世界協同發展的美好未來。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣的非專業背景讀者而言，理解工業控製係統的特定術語和復雜邏輯鏈條確實構成瞭一道挑戰。然而，這本書在構建知識體係的邏輯編排上顯示齣瞭極高的教學智慧。它並非一味地拋齣晦澀難懂的協議棧和算法，而是巧妙地穿插瞭大量的“安全設計原則迴顧”和“反麵教材分析”。每一次深入復雜技術的講解後，總會有一個環節幫助讀者迴歸到“為什麼我們要這麼做”的根本目標上，從而鞏固瞭對核心安全理念的理解。特彆是關於安全審計和閤規性章節，它清晰地梳理瞭國內外針對電力行業的法規要求，並對比瞭不同標準下的安全控製點的差異。這使得本書的價值超越瞭單純的技術手冊，而上升到瞭企業治理和風險管理的層麵。對於決策層或安全管理者來說，這部分內容提供瞭清晰的閤規路綫圖，避免瞭盲目投入資源帶來的低效。閱讀過程中，我感到作者是在一步步地搭建一個穩固的知識框架，而不是簡單地羅列知識點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，與其說是在學習，不如說是在與一位經驗豐富的老工程師進行深入的“思維碰撞”。作者的語言風格在保持專業性的同時，又充滿瞭洞察力和一種務實的幽默感。例如，在探討“零日漏洞”的防禦時，作者並未鼓吹完美防禦的不切實際，反而強調瞭構建高效“應急響應閉環”的重要性，並用一個生動的比喻形容瞭沒有應急預案的防禦如同“穿著盔甲卻不知道如何拔劍”。這種貼近實際操作的經驗總結，極大地增強瞭內容的實用價值。我尤其欣賞作者對新興安全技術如“區塊鏈在能源交易中的應用及其安全風險”這一前沿話題的探討。他沒有將區塊鏈描繪成萬能解藥，而是客觀地分析瞭其在分布式能源接入認證中的優勢，同時也警示瞭共識機製和智能閤約的安全隱患，展現瞭作者保持對行業最新動態高度敏感的專業素養。整體來看，本書提供瞭一種既有理論高度又接地氣的安全視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計頗具匠心，采用瞭深邃的藍色調，配以抽象的電路圖紋理，隱約透齣一種技術深度與神秘感，讓人在書店駐足時便心生好奇。我原本對這個領域瞭解不多，隻知道電力係統正在嚮數字化轉型，但具體到“工控安全”這個環節，實在是一片迷霧。拿到書後，首先被其嚴謹的章節劃分所吸引，它並非那種堆砌概念的教材，而是更像一部係統性的實戰指南。書中開篇對於傳統電力係統的架構及其麵臨的網絡化威脅進行瞭細緻入微的剖析，通過大量的案例研究，清晰地展示瞭惡意代碼或遠程攻擊一旦得逞可能引發的連鎖反應，那種對國傢關鍵基礎設施潛在風險的描述，讀來令人不寒而栗。特彆是對DNP3、IEC 61850等主流通信協議的底層安全漏洞挖掘和利用方式的講解，展現瞭作者紮實的底層功力和對工業控製係統（ICS）運作機理的深刻理解。很多同類書籍往往止步於理論介紹，而這本卻大膽地深入到瞭攻擊者的思維層麵，使得讀者在學習防禦措施之前，能更立體地構建起一個威脅畫像。這種由錶及裏、由淺入深的敘事方式，極大地提升瞭閱讀的沉浸感和學習效率。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，作者在技術細節的呈現上達到瞭令人驚嘆的精確度。我特彆留意瞭關於“縱深防禦”策略在智能電網環境下的具體落地實踐部分。不同於通用的IT安全框架，智能電網的實時性、可靠性要求使得許多標準的安全策略難以直接套用。書中詳盡闡述瞭如何根據變電站、配電網、調度中心等不同層級的安全需求，製定差異化的隔離、監控和恢復方案。例如，在描述基於軟件定義網絡（SDN）的安全隔離技術時，作者不僅給齣瞭概念模型，還配有詳細的流量策略配置示例，這對於實際從事係統集成或運維的工程師來說，簡直是雪中送炭。更讓我印象深刻的是，書中對於“安全態勢感知”的論述，它不再是簡單地堆砌報警信息，而是結閤瞭電網物理層的運行數據與網絡層的異常行為進行關聯分析，提齣瞭一個多維度的風險評分模型。這種跨域融閤的視角，真正體現瞭“智能”二字在安全領域的應用價值，遠超齣瞭我預期的技術深度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和引用資料的規範性，也體現瞭齣版方的專業態度。紙張的質感舒適，圖錶的清晰度非常高，即便是復雜的網絡拓撲圖和時序圖，也能一眼看清關鍵路徑和數據流嚮。更難能可貴的是，書中對每一項重要技術或理論的引用都標注得非常詳盡，這為我後續進行更深層次的文獻檢索提供瞭極大的便利。在網絡安全領域，知識的迭代速度極快，而本書似乎預見到瞭這一點，因此在介紹完傳統防禦體係後，還專門開闢瞭一章對未來威脅和防禦方嚮進行瞭展望，包括量子計算對密碼學的影響、AI驅動的自適應防禦係統等。這種前瞻性的視野，讓這本書在時效性上保持瞭領先地位。總而言之，這本書就像是一套精心打磨的工具箱，不僅包含瞭當下解決問題的鑰匙，還提供瞭展望未來工廠藍圖的遠見，是能源安全領域不可多得的佳作。