用電信息采集終端信息安全研究

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[摘要]電力用戶用電信息采集系統是智能電網中的重要構成部分，涵蓋主站層、通信信道層和終端設備層，系統底層的采集終端極易受到滲透和攻擊，存在較大的信息安全隱患。為此，要引入可信計算技術，基于終端自身的安全角度進行用電信息采集終端的安全分析。

[關鍵詞]用電信息；采集終端；安全

智能用電服務體系順應發展要求，在用電信息采集系統“全覆蓋、全采集、全費控”的目標下，電力用戶用電信息在采集、處理、傳輸、使用過程中面臨較大的信息安全風險，要在用電信息采集終端中引入可信計算技術，結合用電信息采集終端的設計要求和工作特性，構建可信的用電信息采集終端，提升用戶用電信息采集系統的安全性。

1可信計算及相關技術

終端是存儲數據和執行具體功能的重要區域，要關注和提高終端的安全性，從終端的底層入手，進行基本芯片、引導程序、系統啟動扇區、磁盤目錄的安全分析。可信計算是一種信息系統安全新技術，涵蓋可信軟/硬件、可信網絡和可信計算應用等內容，突出可預測性和主動性防御，側重于主動發現問題和直接禁止危險操作，通過嵌入式安全模塊確保終端的安全性。當前的信息安全防護方法有多種，如：設備外殼包裝、芯片封裝保護、敏感操作、密鑰算法、SSL協議等，然而這些信息安全防護浮于表象，缺乏深層次的防護，沒有針對終端的信息安全根本性防護，對此可以在電力信息系統中應用可信計算，通過可信平臺模塊構建電力信息系統的可信終端，采用硬件和數據加密、簽名認證、安全傳輸協議等方式，提高電力信息系統的安全性。

2用電信息采集終端的完整性檢測部署

2.1采集終端本地完整性檢測過程分析

可以采用可信計算相關技術，進行用電信息采集終端的本地完整性檢測，以嵌入式可信平臺模塊ETPM作為可信根，對TCG軟件棧進行適當移植和改寫，上層應用借由TCG軟件棧調用TPM。在采集終端啟動時，ETPM要先進行自我驗證，再度量Bootloader的完整性，通過TPM的調度實現底層組件間的控制權移交，直至上層應用程序，其各組件的完整性值依照度量順序擴展至PCR中，TPM通過對比判斷當前階段的可信性，呈現出一種靜態的信任度量方法。在可信采集系統終端運行的過程中，因TPM的操控主動性不強，為此要采用處理器調度的方式，由采集終端中的度量進程完成信任度量工作，經由TSS進行度量進程的擴展操作。通過采集終端中存儲度量事件的度量存儲日志SML，負責存儲平臺的啟動配置和相關進程。對于已經結束的進程或刪除的組件，可以將其度量值重新擴展至PCR之中，并在SML中刪除該對象，使當前的PCR值實時反映采集終端的狀態，并與度量日志相匹配[1]。

2.2采集終端的可信網絡連接設計

結合用電信息采集系統對網絡安全、通信安全、隱私保護的需求，可以進行采集終端的可信網絡連接設計，終端主要包括有主站、信道、采集終端、智能電能表等，采集對象涵蓋專用變壓器用戶、中小型專用變壓器用戶、單相一般工商業用戶、居民用戶、公用配電變壓器計量點等，并采集關口計量、分布式電源接入、充放電及儲能接入等信息，采集終端的可信網絡連接設計主要由主站層、通信信道層和采集設備層構成，在可信計算平臺的主板上嵌入可信平臺模塊TPM，內部封裝搭建一個可信計算平臺所需的安全存儲、密碼應用、證書機制、安全檢測等安全功能，在計算機系統中添加了一個具有防攻擊、防篡改、防探測的可信第三方，由其實現對終端內操作系統軟件和應用程序組件的度量，支持主站、數據采集層和采集終端間的可信連接，為采集系統建立了通信模型，驗證終端的可信度，實現終端網絡接入和遠程證明。

2.3可信網絡連接技術部署

在用電信息采集系統可信網絡連接設計之中，采集終端與AV相對應，信道管理設備與PEP相對應，主站與PDP相對應，并引入VPN等接入技術進行可信網絡連接部署。具體的網絡連接步驟包括有：一是采集終端在完成本地的檢測后啟動并運行，主站與終端對應的完整性驗證平臺實現初始化操作。二是采集終端經由底層現有的接入認證方式，對通信信道設備發起接入請求[2]。三是通信信道設備向主站網絡訪問層的授權模塊轉發請求，依照設定的用戶身份認證、平臺身份認證和完整性檢查順序進行操作。四是當網絡訪問層模塊和采集終端完成用戶身份認證成功，即可向網絡接入控制模塊發送連接請求的信息。五是采集終端的TNCC進程與主站網絡接入控制模塊的TNCS實現同層間的通信，完成平臺身份的認證。然后，采集終端和主站分別完成平臺完整性提交和檢測工作。六是采集終端的TNCC將可信平臺模塊存儲的完整性信息發送至主站網絡接入控制模塊，通過IMV的完整性判斷之后再與TNCC進行通信。最后將完整性檢查結果由網絡接入層執行。

3結語

綜上所述，用電信息采集終端是信息通信的重要節點，要關注和加強用電信息采集終端的監管和保護，將可信計算信息安全技術融入到用電信息采集終端之中，以完整性檢測技術為支撐和依托，切實保障用電信息采集終端的信息安全，實現度量范圍的有效延伸和拓展，實現用電信息采集終端中可信平臺模塊和度量進程間上下級轉換的全新模式。

【參考文獻】

[1]王鎮道,鄭榮浩,張立軍.一種適用于嵌入式終端的可信安全方案[J].計算機應用與軟件，2016(01).

[2]高昆侖,趙保華,王志皓.全球能源互聯網環境下可信計算技術研究與應用探討[J].智能電網，2015(12).

作者：陳嘉毅 單位：南京寧眾人力資源咨詢服務有限公司