數(shù)字化技術(shù)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)融合的安全分析

霍翠婷

（國(guó)家電投集團(tuán)數(shù)字科技有限公司 北京市 100080）

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在了社會(huì)發(fā)展的方方面面，能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)更好的運(yùn)用在社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展至今有了相應(yīng)的新變化，構(gòu)建智能物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程，也已向前邁進(jìn)一大步，能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。國(guó)家層面提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”是實(shí)現(xiàn)“中國(guó)3060”關(guān)鍵路徑，而加快新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、充分利用數(shù)字技術(shù)賦能就是應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)的核心措施。物聯(lián)網(wǎng)是社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵性要素，通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的探索能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，能夠有效的對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)建，從而能夠在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中有效的識(shí)別和控制發(fā)展過(guò)程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展實(shí)際情況解決安全問(wèn)題，提高保護(hù)能力，維護(hù)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)空間安全。

1 新一代數(shù)字化技術(shù)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與基本構(gòu)架

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于人們的生活來(lái)說(shuō)，有著很大的便捷作用，在我國(guó)當(dāng)前的大部分電力系統(tǒng)的各生產(chǎn)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，都能夠有效的應(yīng)用和發(fā)展，體現(xiàn)出較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?！霸拼笪镆浦恰钡睦砟钚枰蜕鐣?huì)發(fā)展結(jié)合起來(lái)，在萬(wàn)物互聯(lián)的理念下對(duì)信息進(jìn)行有效的處理，從而幫助物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，從而能夠讓數(shù)字化服務(wù)越發(fā)智能和靈活。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)架共分為感知、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用4個(gè)層面，這4個(gè)層面組成了基本構(gòu)架，在其內(nèi)部相輔相成，相互合作。其中，感知層主要是利用物聯(lián)網(wǎng)中的傳輸器來(lái)了解現(xiàn)實(shí)生活中的信息，這些信息是連接物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部和用戶信息的基礎(chǔ)，通過(guò)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的高效傳輸，將現(xiàn)實(shí)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用系統(tǒng)中，從而能夠有效的對(duì)現(xiàn)實(shí)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的梳理和整理。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和控制的雙向傳遞，包括幾種不同網(wǎng)絡(luò)的融合，可依托公眾電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)，包括核心網(wǎng)和各種接入網(wǎng)，將感知層獲取的信息傳輸給數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層則可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層傳遞的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一的整理，然后再進(jìn)行儲(chǔ)存和計(jì)算。應(yīng)用層就是將數(shù)據(jù)層所整理的數(shù)據(jù)信息歸納到自身之中，然后進(jìn)行具體場(chǎng)景應(yīng)用。這一系列的操作下來(lái)就是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)正常運(yùn)行過(guò)程，就是這樣的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)給用戶們提供了更加智能化、便捷化的服務(wù)。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)特征

信息數(shù)據(jù)對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)就是核心的機(jī)密，但是信息數(shù)據(jù)也有它自身的特征，分別是數(shù)據(jù)多元化，數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。萬(wàn)物互聯(lián)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)主要特征之一，而它在信息數(shù)據(jù)上的具體體現(xiàn)就是數(shù)據(jù)多元化，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的包容性和開(kāi)放性。由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，所服務(wù)到的人群以及應(yīng)用它的人群都是十分龐大的，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還存儲(chǔ)了所應(yīng)用的電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)和電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)等等，且數(shù)據(jù)的數(shù)量還在以一種十分快速的速度增加著。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)據(jù)類型也有很多種，它區(qū)別于其他電力系統(tǒng)的單一結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在他的數(shù)據(jù)庫(kù)之中分別儲(chǔ)存著大量的圖片視頻等一系列復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因此構(gòu)成了關(guān)系復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2 新一代數(shù)字化技術(shù)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的融合

2.1 云計(jì)算技術(shù)融合

云計(jì)算技術(shù)主要是指將虛擬的計(jì)算資源通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交易，從而能夠增加物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)、使用和交互模式。云計(jì)算技術(shù)具有大規(guī)模，高可靠，高可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，能夠有效地為物聯(lián)網(wǎng)提供低成本彈性，可擴(kuò)展的計(jì)算能力，因此云計(jì)算技術(shù)能夠提升海量數(shù)據(jù)的處理能力，降低服務(wù)器的運(yùn)營(yíng)成本。云計(jì)算技術(shù)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行合理的調(diào)配和整合，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。云計(jì)算平臺(tái)能夠采用物聯(lián)網(wǎng)的方式讀取數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)融合

相比于云計(jì)算技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)是當(dāng)前較為新型的一種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通常是指將容量大、復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行相應(yīng)的整合，大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心是能夠高效進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，能夠挖掘出海量數(shù)據(jù)背后的知識(shí)和規(guī)律，能夠在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中開(kāi)辟新的領(lǐng)域，從而能夠?qū)π畔?shù)據(jù)進(jìn)行分析，更好的理解業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)和重要性，合理規(guī)劃發(fā)展路徑。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的對(duì)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行應(yīng)用，從更高維度上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計(jì)和整合，從而能夠更好地為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的智能升級(jí)。

2.3 5G移動(dòng)通信技術(shù)融合

5G移動(dòng)通信技術(shù)是當(dāng)前信息運(yùn)輸?shù)男滦图夹g(shù)，主要是能夠在各大場(chǎng)景中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，其應(yīng)用場(chǎng)景可以分為4大類：連續(xù)的覆蓋場(chǎng)景，熱點(diǎn)的高容量場(chǎng)景，低功耗的大連接場(chǎng)景，低延時(shí)的高可靠場(chǎng)景。 20世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的通訊技術(shù)正在不斷的發(fā)展，直到今天的5G都是數(shù)據(jù)傳輸快速發(fā)展的有效見(jiàn)證。5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠幫助數(shù)據(jù)進(jìn)行更高效的傳輸，能夠?qū)?shù)據(jù)更好的傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)用戶之中，更好的保證數(shù)據(jù)的發(fā)展以及推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的需求。

2.4 智能城市構(gòu)架融合

智慧城市是通過(guò)數(shù)字化的方式構(gòu)建起相應(yīng)的城市內(nèi)涵，同時(shí)能夠?qū)⒊鞘兄械臄?shù)據(jù)和信息融入到城市發(fā)展過(guò)程中，幫助城市構(gòu)建出更為合理的發(fā)展對(duì)策，為每個(gè)居民定制個(gè)性化的服務(wù)，從而能夠?qū)⒊鞘袃?nèi)部建立起友好的互動(dòng)，與城市用戶形成更為良好的交流。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，智慧城市能夠幫助城市進(jìn)行更好的發(fā)展，將城市發(fā)展的價(jià)值最大化，同時(shí)也能夠?qū)Τ鞘谐霈F(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了解，對(duì)城市進(jìn)行有效的管理建設(shè)，反過(guò)來(lái)智慧城市也能夠推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，幫助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展。

3 融合應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 感知層的數(shù)據(jù)采集風(fēng)險(xiǎn)

（1）物理破壞，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的設(shè)備能夠在無(wú)人監(jiān)控的區(qū)域中，攻擊者通過(guò)直接物理接觸的方式破壞設(shè)備終端節(jié)點(diǎn)，從而能夠使安全保障系統(tǒng)無(wú)法形成全面統(tǒng)一的保護(hù)體系，影響設(shè)備可用性，進(jìn)而帶來(lái)感知層的數(shù)據(jù)收集風(fēng)險(xiǎn)。

（2）惡意節(jié)點(diǎn)攻擊，智能感知收集信息數(shù)據(jù)需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與外界進(jìn)行聯(lián)系，但是傳感器網(wǎng)絡(luò)還有內(nèi)部普通節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)非常容易受到惡意代碼攻擊、攻擊者通過(guò)利用漏洞引起的木馬、病毒、垃圾信息等影響感知層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作業(yè)。

（3）拒絕服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中會(huì)攜帶大量的節(jié)點(diǎn)，攻擊者會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)消耗節(jié)點(diǎn)的方式收轉(zhuǎn)節(jié)電的使用壽命，惡意干擾網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的傳送，同時(shí)浪費(fèi)了大量的網(wǎng)絡(luò)寬帶，還可能通過(guò)破壞和修改配置的方式造成設(shè)備不能工作，發(fā)生減少或降低網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)執(zhí)行采集功能能力的事件。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)險(xiǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)融合問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中收集到的數(shù)據(jù)資源是多元化的，但是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與安全協(xié)議并不統(tǒng)一，導(dǎo)致安全認(rèn)證等方面存在極大風(fēng)險(xiǎn)，如中間人攻擊，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系，或者誘使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送假冒的請(qǐng)求和響應(yīng)，從而使得通信網(wǎng)絡(luò)做出錯(cuò)誤的判斷而影響網(wǎng)絡(luò)安全。

（2）傳輸安全問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中具備開(kāi)放性的特性，在通訊環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送量不高，復(fù)雜的加密方式會(huì)影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，從而會(huì)影響到數(shù)據(jù)的傳輸；另一方面，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量巨大，現(xiàn)有認(rèn)證方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證會(huì)產(chǎn)生海量信令流量，短時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)會(huì)易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。

（3）隱私竊取，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備在無(wú)人值守不安全的狀態(tài)下，存在被攻擊者竊取信息風(fēng)險(xiǎn)，從中獲取用戶敏感信息，該類信息和數(shù)據(jù)體量龐大，容易利用來(lái)謀取相應(yīng)的私利，這十分不利于物聯(lián)網(wǎng)后期的發(fā)展。

3.3 數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的數(shù)據(jù)分析風(fēng)險(xiǎn)

（1）系統(tǒng)漏洞風(fēng)險(xiǎn)，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中會(huì)存在不少的漏洞，操作系統(tǒng)會(huì)在運(yùn)用的過(guò)程中產(chǎn)生不同的影響，這些系統(tǒng)漏洞會(huì)被攻擊者利用，造成數(shù)據(jù)信息的機(jī)密性、完整性和可用性風(fēng)險(xiǎn)。

（2）惡意代碼風(fēng)險(xiǎn)，如計(jì)算機(jī)病毒通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的信息資源進(jìn)行破壞，病毒蔓延之后，甚至有可能會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)生相應(yīng)的危害，嚴(yán)重時(shí)可能造成系統(tǒng)癱瘓。

（3）黑客攻擊，網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)在對(duì)抗，黑客是影響網(wǎng)絡(luò)安全最大威脅，大量、不同類型的黑客攻擊會(huì)一定程度影響到物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，存在大量如：隱私威脅、惡意跟蹤、身份冒充、拒絕服務(wù)和信息竊聽(tīng)和篡改等風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)據(jù)信息是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，黑客能夠根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際情況利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的缺陷，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)面影響，能夠使數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)分析方面產(chǎn)生錯(cuò)漏和誤差，進(jìn)而影響業(yè)務(wù)，造成損失，黑客對(duì)系統(tǒng)的攻擊越發(fā)多元化、持續(xù)化，增加了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別難度，必須時(shí)刻提高警惕性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)需要跟隨時(shí)代發(fā)展的步伐，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷助力，發(fā)揮出新一代數(shù)字技術(shù)在推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力提升過(guò)程中的重要力量。本文對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的研究，從多層次構(gòu)架入手，分析了以“云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G移動(dòng)通信、智慧城市”為代表的新一代數(shù)字化技術(shù)在多層次構(gòu)架中發(fā)生的不同作用和存在的安全隱患，探索二者在融合中的不同形式，致力于可以找出新型安全控制形式，有效地降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，希望可以為關(guān)注于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)人員們提供一些參考信息。