智能电网和数字化变电站作为现代能源系统的支柱，带来了高效与可持续的电力供应，但与此同时，它们也为网络威胁敞开了大门。2024年，在美国针对公用事业的网络攻击激增70%，这些攻击不仅威胁到关键服务，还可能动摇经济稳定和公众信心。本文将深入探讨一种多层次的网络安全策略，融合全面的漏洞评估、强健的协议以及防御纵深战术，为公用事业提供实用洞见与前沿技术支持，助力保护关键基础设施，构建更安全、更有韧性的能源未来。
智能电网和变电站因其高度依赖数字技术与互联系统，正变得越来越容易受到复杂网络攻击的威胁。这些系统的复杂性和规模放大了攻击面，使得全面保护成为一项艰巨挑战。智能电网的分散特性使其包含数千个互联设备，如智能电表、传感器和分布式能源（DERs），构成了巨大的攻击面。这些设备往往缺乏强健的安全功能，成为攻击者的切入点。此外，智能电网的双向通信增加了数据被拦截或篡改的风险，可能导致管理失误或错误决策。许多变电站仍在运行未考虑现代网络安全的传统系统，例如用于监控和控制的监控和数据采集系统（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）。这些系统缺乏加密或身份验证机制，成为首要攻击目标。一旦SCADA系统被攻破，可能传输错误数据，导致电网不稳定。此外，变电站内部的通信网络也容易被拦截，篡改的数据传输可能扰乱运营或为间谍活动提供机会。将传统系统与现代技术整合为能源基础设施带来了安全漏洞。例如，将老旧变电站设备连接到云平台可能暴露可被攻击者利用的弱点。网络攻击的后果极为严重：停电可能中断经济生产，影响医疗等关键服务，并侵蚀公众信任；数据泄露可能导致管理失误、财务损失和监管处罚，进而削弱需求响应计划。
防御纵深是一种综合性网络安全策略，通过多层次的保护机制，结合冗余、多元化和隔离原则，确保即使某一层防御被突破，其他层仍能提供保护。多层次防御利用多种安全机制应对不同类型的网络威胁。例如，运营技术（OT）安全层可增强管理关键电网操作的OT系统的韧性。通过分层防御，变电站安全团队可降低单一故障点导致整个系统崩溃的风险。冗余确保关键功能有备用安全控制措施，遵循“两即一，一即无”的原则。隔离则将网络划分为独立区域，确保某一区域的网络攻击不会轻易扩散到其他区域，从而限制攻击的范围和影响。遵循北美电力可靠性公司关键基础设施保护（NERC CIP）、国际电工委员会（IEC）62443以及网络与信息系统指令2（NIS2）等标准不仅是法律要求，也是构建强健网络安全的基础。这些框架要求严格的安全实践，确保公用事业避免处罚并保持运营完整性。
为智能电网和变电站实施强健的网络安全措施，需要整合最佳实践、利用先进工具并培养安全文化。以迪拜电力和水务局（DEWA）为例，其通过整合先进工具与安全文化，成功应对网络威胁。这些实践与防御纵深策略相辅相成，为公用事业提供了实用参考。
新兴技术将进一步增强智能电网和变电站的网络安全。人工智能（AI）和机器学习通过分析网络异常实现实时威胁检测，缩短响应时间。公用事业需将这些创新技术与现有防御机制整合，采用可扩展的解决方案，以应对不断演变的网络威胁，确保电网的长期韧性。
保护智能电网和变电站是维持可靠、可持续能源基础设施的关键。通过整合漏洞评估、安全协议和防御纵深策略的多层次网络安全方法，公用事业能够有效应对多样化威胁。公用事业需采用全面的框架，投资于人工智能和区块链等新兴技术，并加入行业联盟，与监管机构和学术界合作应对不断演变的风险。通过预算支持员工培训、优先考虑网络安全并持续更新防御措施，公用事业能够保护关键资产，确保电网稳定，守护社区安全。现在就采取行动，每一步强化的网络安全措施都在为所有人构建一个更具韧性的能源未来。
原文链接：
https://www.powermag.com/securing-the-power-grid-cybersecurity-strategies-for-smart-energy-systems/
作者：John Bedrick
本文已进行编译。
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