【关键词】电力配电网；自动化系统；网络安全

引言

电力配电网自动化系统通过集成传感器、通信网络与智能终端，实现了对电网运行状态的实时监控与自动化调控。然而，其开放化架构与多源数据交互特性，使其成为网络攻击的重要目标。2021年美国ColonialPipeline公司因勒索软件攻击导致燃油供应中断，2022年乌克兰电网遭受数据篡改攻击引发区域停电，均暴露出电力基础设施在网络安全防护中的薄弱环节。本文旨在通过风险识别与防护策略设计，构建立体化安全体系，为电力行业数字化转型提供安全保障[1]。

一、电力配电网自动化系统网络安全风险分析

（一）系统结构脆弱性：纵深防御体系的瓦解风险

现代配电网自动化系统普遍采用“主站（调度中心）—子站（区域集控站）—终端”三级分布式架构，这种结构虽提升了响应效率，却因跨层级、跨网络的复杂互联引入了多重脆弱性。（1）边界模糊化。云平台集中监控与边缘计算节点下沉部署的融合，彻底打破了传统“核心-外围”的清晰安全域划分。控制指令与数据流在云、边、端之间动态迁移，使得基于固定边界的防火墙策略形同虚设，攻击者可利用任意薄弱节点实施横向渗透。（2）设备同质化。为追求兼容性与低成本，海量终端设备及子站服务器采用高度标准化的工业硬件平台和通用操作系统，一旦某个固件或操作系统漏洞被利用，可在同型号设备间引发雪崩式连锁感染。（3）供应链风险。系统大量集成第三方厂商的通信模块、开源中间件及开发库，这些“黑盒”组件可能潜藏未公开后门或被植入恶意代码。某省级电网曾因某厂商数据传输单元设备预置的SSH（Secure Shell）弱密码在供应链环节被篡改，导致47座子站面临远程操控威胁，凸显架构级漏洞的全局性破坏力[2]。

（二）通信协议缺陷：控制通道的“不设防”危机

配电网自动化系统依赖的工业控制协议在设计之初聚焦实时性与可靠性，普遍牺牲了基础安全性，成为网络攻击的天然突破口。（1）明文传输痼疾广泛存在。例如，广泛应用的分布式网络协议第3版（Distributed Network Protocol version 3，DNP3）在默认配置下不启用任何加密机制，攻击者通过嗅探网络流量即可直接获取断路器分合闸指令、遥测数据等敏感信息，并能在网络层实施中间人攻击篡改控制报文。（2）认证机制缺失。Modbus传输控制协议缺乏设备身份验证与指令签名机制，攻击者仅需伪造合法互联网协议（Internet Protocol，IP）地址即可向远程终端单元（Remote Terminal Unit，RTU）设备注入恶意指令。（3）协议逆向风险。国际电工委员会公开的IEC608705104、IEC61850等核心协议规范文档，虽促进了设备互操作性，但也为黑客提供了“攻击蓝图”。攻击者可据此精准构建畸形数据包，触发设备解析错误，导致系统崩溃或拒绝服务，或利用协议状态机漏洞劫持会话。某市供电公司攻防演练中，红队仅凭公开协议文档就成功模拟变电站子站通信，实现非授权遥控开关操作，暴露原始协议设计的根本性缺陷[3]。

（三）数据安全威胁：全生命周期困局

配电网自动化系统在数据采集、传输、处理的全流程中面临系统性安全缺口。（1）采集层终端沦陷风险剧增。部署于户外的智能电表、故障指示器等终端设备物理防护薄弱，攻击者可实施硬件拆解植入恶意芯片，或通过空中下载技术升级漏洞劫持固件，将终端转化为数据窃取或攻击跳板。2023年某厂商智能电表被曝存在硬编码密码，可远程导出用户用电曲线隐私数据。（2）传输层数据裸奔现象普遍。大量配电台区终端至子站的回传链路未启用传输层安全（Transport Layer Security，TLS）/互联网安全协议加密，导致实时负荷数据、相位角等关键参数在传输中被截获篡改。攻击者甚至可以伪造虚假故障电流数据诱发保护装置误动，引发电网连锁故障。（3）应用层数据污染危害深远。主站能量管理系统、配电管理系统依赖数据库进行拓扑分析及潮流计算，若Web应用存在结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）注入漏洞，攻击者可注入恶意指令篡改电网拓扑结构库，诱导调度员做出错误决策。