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本书在简要介绍了智能电网、能源互联网、信息物理系统等基本概念的基础上，重点介绍了电力部门所面临的各种网络安全威胁，以及防护电力部门网络安全所面临的挑战。随后，本书系统论述了适用于电力部门的网络安全标准、实施网络安全管理的各种系统化方法。进一步，本书分章节重点研究了网络安全管理的成本问题，详细介绍了网络安全评估和测试方法，以及加密、身份验证、防火墙、安全事件信息共享平台、态势感知网络等常用的典型技术解决方案。本书既可以作为电力行业和其他关键基础设施保护行业从业者了解电力部门网络安全的参考书，亦可以作为行业研究人员的技术资料，也可以作为相关专业研究生课程的配套教材或指导书。

目    录 
第1章　序言    1 
1.1　转型    1 
1.1.1　智能电网    2 
1.1.2　能源互联网    6 
1.1.3　工业信息物理系统、工业云和工业互联网    6 
1.2　对信息通信技术的依赖    7 
1.3　网络安全    8 
1.4　需要优先考虑的关键基础设施    10 
1.5　本书的结构    11 
第2章　电力部门网络安全现状    13 
2.1　引言    13 
2.2　相关研究    14 
2.2.1　欧盟网络与信息安全局针对智能电网安全进行的研究    14 
2.2.2　欧盟网络与信息安全局针对工业自动化和控制系统进行的研究    16 
2.2.3　其他研究    19 
2.3　安全隐患    21 
2.3.1　工业自动化和控制系统带来的安全隐患    21 
2.3.2　智能电表是容易遭受网络攻击的暴露点    24 
2.3.3　错误配置的防火墙及防火墙本身的局限性    25 
2.3.4　不安全的通信协议及设备    25 
2.3.5　TCP/IP通信和无线通信的应用    26 
2.3.6　大量采用商品化软件与设备    27 
2.3.7　物理安全隐患    28 
2.4　威胁    28 
2.4.1　针对状态估计的数据注入攻击    29 
2.4.2　拒绝服务攻击和分布式拒绝服务攻击    30 
2.4.3　针对性攻击、协同攻击、混合攻击和高级持续性威胁攻击    31 
2.5　挑战    33 
2.5.1　电力系统的特殊属性及环境限制    34 
2.5.2　复杂性    34 
2.5.3　旧版本系统与专有系统的安全整合    35 
2.5.4　隐私保护    35 
2.5.5　加密技术应用的限制因素    36 
2.5.6　密钥管理困难重重    37 
2.5.7　缺乏风险意识    38 
2.5.8　信息交流匮乏    38 
2.5.9　供应链安全    39 
2.6　举措    39 
2.7　未来的工作方向    43 
第3章　适用于电力部门的网络安全标准    48 
3.1　引言    48 
3.2　文献检索    49 
3.3　文献分析    50 
3.4　标准选择    50 
3.5　分析结果    51 
3.5.1　给出网络安全控制措施的标准    52 
3.5.2　提出网络安全要求的标准    54 
3.5.3　介绍网络安全评估方法的标准    55 
3.5.4　提出隐私保护问题处理办法的标准    57 
3.6　相关度最高的标准    58 
3.6.1　NISTIR 7628    58 
3.6.2　ISO/IEC 27001    59 
3.6.3　IEC 62351    60 
3.6.4　NERC CIP    61 
3.6.5　IEEE 1686    62 
3.6.6　ISA/IEC 62443（ISA 99）    63 
3.7　各类标准的局限性    65 
3.8　标准的实施及认知度    67 
第4章　实施网络安全管理的系统化方法    70 
4.1　引言    70 
4.2　各类标准所提出的网络安全管理方法    71 
4.2.1　NERC CIP    71 
4.2.2　IEC 62443-2-1    73 
4.2.3　NIST SP 800-82    79 
4.2.4　NISTIR 7628    81 
4.2.5　ISO/IEC 27001    83 
4.2.6　ISO/IEC TR 27019    85 
4.2.7　NIST SP 800-53    88 
4.2.8　NRC RG 5.71    90 
4.2.9　NIST SP 800-64    91 
4.2.10　NIST SP 800-124    93 
4.3　电力部门推行网络安全管理的系统化方法    94 
4.3.1　制订网络安全管理计划    95 
4.3.2　风险评估    98 
4.3.3　风险处理    100 
4.3.4　网络安全评估、监测与改善    101 
4.3.5　沟通与咨询    102 
第5章　网络安全管理的成本    104 
5.1　引言    104 
5.2　经济学方面的研究    106 
5.3　组织管理学方面的研究    107 
5.4　成本效益分析    108 
5.4.1　I-CAMP和I-CAMP II    109 
5.4.2　SAEM    109 
5.4.3　SQUARE    110 
5.5　成本计算工具    111 
5.6　成本核算指标    111 
5.6.1　净现值    111 
5.6.2　收益率    112 
5.6.3　投资回报率    112 
5.6.4　年损失暴露程度    112 
5.6.5　漏洞消减成本    113 
5.7　信息安全管理所涉人员作业成本评估法    113 
5.7.1　选择并调整成本核算方法    113 
5.7.2　编制作业清单    114 
5.7.3　成本中心及作业成本动因分配    116 
5.7.4　输入数据    118 
5.7.5　输出数据    119 
5.8　小结    120 
第6章　网络安全评估    122 
6.1　引言    122 
6.2　适用于电力部门的各种网络安全评估方法    124 
6.3　电力系统网络安全测试平台    125 
6.3.1　美国国家数据采集与监视控制测试平台    125 
6.3.2　DETERLab    126 
6.3.3　PowerCyber测试平台及其他学术性混合测试平台    126 
6.3.4　ERNCIP实验室目录    127 
6.4　欧盟委员会联合研究中心的网络安全评估方法    127 
6.4.1　识别、分析关键基础设施的网络、系统与网络资产    128 
6.4.2　在网络安全实验室复制网络、系统与网络资产    128 
6.4.3　确定、分析使用模式    129 
6.4.4　设计实验    129 
6.4.5　进行实验    130 
6.4.6　分析结果    130 
6.5　实验室的基础设施    131 
6.5.1　镜像系统    132 
6.5.2　威胁与攻击中心    132 
6.5.3　观测终端    133 
6.5.4　漏洞与对策存储库    135 
6.5.5　测试平台主控管理工具    136 
6.5.6　同层服务    136 
6.6　MAlSim    137 
6.6.1　移动智能体    138 
6.6.2　JADE    139 
6.6.3　MAlSim架构    139 
6.6.4　恶意软件模板    141 
6.6.5　实验的生命周期    146 
第7章　网络安全控制措施    147 
7.1　引言    147 
7.2　标准技术解决方案    150 
7.2.1　加密机制    150 
7.2.2　密钥管理    151 
7.2.3　身份识别、验证与授权    153 
7.2.4　访问控制    154 
7.2.5　防火墙    155 
7.2.6　入侵检测/预防系统    156 
7.3　能源部门网络安全事件信息共享平台    158 
7.3.1　匿名机制    159 
7.3.2　网络安全要求与措施    160 
7.3.3　数据模型    161 
7.3.4　数据脱敏规则    162 
7.4　态势感知网络    163 
7.4.1　架构    164 
7.4.2　传感器的安全要求    165 
7.4.3　事件关联规则    166 
7.4.4　测试指标    166 
第8章　结论    168 
8.1　挑战    168 
8.2　解决方案    168 
8.3　系统化的网络安全管理    169 
缩略词    171 
致谢    174

译者序 


在全球化的今天，电力行业已成为各国经济发展的重要支柱。然而，随着信息技术在电力行业的广泛应用，网络安全问题也日益凸显。对于全球各国而言，电力行业网络安全不仅关乎到国家安全和经济发展，还涉及到民生福祉和公共安全。一旦遭受网络攻击，电力行业可能会导致大范围停电、设备损坏、数据泄露等严重后果，对国家安全、社会稳定和人民生活造成巨大影响。 
近年来，全球范围内针对电力行业的多起网络攻击事件引起了广泛关注。2019年3月7日，委内瑞拉发生了一起大规模停电事故，影响了全国3200万人，该事故至少造成了17人死亡。调查结果显示，该事故是由黑客攻击导致的，黑客通过入侵委内瑞拉国家电网的控制系统，发送了错误指令，导致多个变电站停运。2022年8月，美国电力公司PJM遭到网络攻击，导致部分控制系统瘫痪，PJM是美国最大的电力调度机构，负责调度东部和中部24个州的电力系统，该事件造成了PJM电网的部分中断，但没有造成大面积停电。2022年5月，德国电力公司赛米控遭到勒索软件攻击，导致部分公司网络被加密，攻击者要求赛米控支付赎金，否则将公开被盗数据，赛米控拒绝支付赎金，最终通过内部手段恢复了部分数据。 
近年来，我国电力系统的网络安全建设取得了长足的进步，这主要得益于政策支持和技术进步的双重推动。随着数字化转型的加速，电力行业对网络安全的需求也日益增长，促使企业加大投入，加强技术研发和应用，提升网络安全防护能力。一方面，政策法律法规的制定和执行为中国电力行业网络安全建设提供了重要保障，明确规定了电力企业在网络安全方面的责任和义务，并强化了网络安全监管和执法力度。另一方面，以国家电网为代表的中国电力企业在网络安全技术研发方面取得了重要突破。企业积极引进和采用人工智能、大数据分析、云计算等新一代新一代数字技术为网络安全赋能，提升了网络安全防护的效率和准确性。同时，电力行业还加强了与高校、研究机构的合作，共同开展网络安全技术研究和人才培养，为行业网络安全建设提供了有力的人才保障。 
对我国网络安全产业界和电力行业而言，吸收和借鉴国际经验对加快完善电力关键信息基础设施安全保护体系、提升电力网络安全事件应急处置能力都有重要借鉴意义。。本书作者是波兰学者拉法尔·莱什奇纳（Rafal Leszczyna），他在书中系统论述了电力系统网络安全的国际标准规范和系统化方法，研究了网络安全管理的成本问题，详细介绍了网络安全的评估和测试方法，对我国电力行业具有显著的借鉴意义。本书的翻译工作由殷树刚、许勇刚和李祉岐共同牵头，国网思极网安科技(北京)有限公司的专业安全团队参与，主要参与人包括王利斌、杨阳、刘晓蕾、冯磊、李宁、张琼尹、霍钰、刘正坤、尹琴、宋洁、崔宇、刘杰、汤文玉、唐恒、郭晨萌，特此感谢。电子工业出版华信研究院网络技术应用研究所所长冯锡平博士通读了全书并提出了很宝贵的意见，在此表示诚挚的感谢！鉴于译者水平有限，在翻译过程中难免有疏漏之处，恳请广大读者不吝赐教。

殷树刚，男，博士，研究员级高级工程师，国网思极网安科技(北京)有限公司法定代表人。殷树刚博士深耕电力行业多年，积累了技术研发、市场营销、经营管理等多方面丰富的知识和经验，基于网络安全行业需求、发展趋势，以及国网网安发展目标，开创性地提出国网网安“123战略”。殷树刚博士获得“中国电力科学研究院先进生产工作者”“南瑞集团2013年度优秀工会工作者”“2015年中国软件和信息服务十大领军人物”“国网信通产业集团2016年度劳动模范”“2018年中央企业熠星创新创意大赛杰出导师”等多项荣誉。



许勇刚，男，博士，高级工程师，国网思极网安科技(北京)有限公司总工程师。许勇刚博士长期从事电力系统网络安全工作，参与了电力二次系统安全防护、“SG186”和“SGERP”工程安全防护、智能电网安全防护、电力物联网网络安全防护等一系列研究与实践工作，累计参与国家科技课题、国家电网公司科技课题23项，获得多项行业级科技进步奖，并牵头完成国家能源局《电力行业网络安全行动计划（2018-2020年）》编研工作。

专业性强。本书由波兰格但斯克工业大学副教授、网络安全专家拉法尔·莱什奇纳（Rafa? Leszczyna）博士编著。莱什奇纳长期聚焦于电力系统网络安全、网络安全管理成本、网络安全评估、威胁情报、工业控制系统网络安全相关方向的研究，自2003年起在知名学术期刊累计发表学术文章超过50余篇，在网络安全行业，尤其是电力行业网络安全领域有着较强的行业影响力。本书的三位译者殷树刚、许勇刚和李祉岐都是长期从事电力行业网络安全研究的一线知名专家，有着丰富的理论知识和实际项目开发经验。本书聚焦电力行业的网络安全，系统论述了电力系统网络安全的国际标准规范和系统化方法，研究了网络安全管理的成本问题，详细介绍了评估和测试方法，对我国电力行业具有显著的借鉴和参考意义。
系统性好。本书在简要介绍了智能电网、能源互联网、信息物理系统等基本概念的基础上，重点介绍了电力部门所面临的各种网络安全威胁，以及防护电力部门网络安全所面临的挑战。随后，本书系统论述了适用于电力部门的网络安全标准、实施网络安全管理的各种系统化方法。进一步，本书分章节重点研究了网络安全管理的成本问题，详细介绍了网络安全评估和测试方法，以及加密、身份验证、防火墙、安全事件信息共享平台、态势感知网络等常用的典型技术解决方案。全书系统性覆盖了电力行业网络安全概念、标准、方法、技术方案等多方面的知识，既可以作为电力行业和其他关键基础设施保护行业从业者了解电力部门网络安全的参考书，亦可以作为行业研究人员的技术资料，也可以作为相关专业研究生课程的配套教材或指导书。
图文并茂。全书版权字数23万字左右，虽然不是一部大体量的著作，但图书作者用大量的表格和插图系统清晰地阐述了电力行业网络安全方方面面的知识，言简意赅，图文并茂，可读性很强。
潜在受众面广。本书虽然聚焦于电力行业，但是图书的后4章（5-8章）的内容对金融、医疗、交通等其他关系国计民生的行业也有很强的参考和借鉴意义，书中所提出的评估方法和措施具有一定普适性，对其他行业从业者也有很强的借鉴和参考意义。

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