区块链技术在电力物联网安全体系设计中的使用

国网伊犁伊河供电有限责任公司 刘小龙

随着我国近年来社会经济不断的发展,信息技术以及网络的发展速度是极快的,但是目前我国电网在实际运用过程中往往会遇到一定的问题,使得安全性得不到有效的保障。在以往的电网工作过程中,一般是通过内部系统的下属单位将所遇到的安全问题以及漏洞及时汇报上传,经过统一的审查检验后再予以进行修复。但是我国信息技术的发展,电力物联网得到了充分的应用,而一些安全问题在这个过程中逐渐凸显出来。对于这种情况来说,往往会因为传统审查检验时间较长而使得无法切实有效的将安全问题予以解决。而区块链技术由于自身的无法伪造的特性,能够将电力物联网的安全体系进行充分完善,切实提升电力物联网在实际运行中的安全性。基于此本文重点分析区块链技术在电力物联网安全体系设计中的使用情况与使用策略。

0 引言

国家电网公司在发展的过程中,越来越重视互网联信息技术的重要性,并逐渐朝着能源互联网企业发展,以此来保障电网公司在未来的发展过程中能够充分体现出自身的发展优势。智能电网的发展距今已经经过了十余年时间,当下的智能电网建设主要是通过特高压所组成的多级电网协调网架来进行实现,发展至今已经相对完善。但是对于电力物联网的发展而言,却较为困难与复杂。首先是电力物联网的发展时间较短,目前正处于初步发展阶段,其次是在发展过程中需要利用多方面的各类技术来进行协同发展。目前我国电力物联网的发展已经初具规模,物联网终端也已经突破到了数亿台以上,为将近5亿电力用户提供用电服务。但是也就是在这种发展基础上,物联网设备很容易受到网络攻击,造成电力物联网的瘫痪,因此本文将以区块链技术融入到电力互联网的安全体系的使用设计。

1 区块链在电力物联网安全体系中的结构形式

区块链技术是一种新型的信息技术,在这种技术下的储存结构更加安全合理,是一种链条形式的储存方式,它能够将存在于网络中的信息储存在节点之中,并且以节点中实际的储存内容来形成新的储存区块。在不同区块中有着明显的差异性,首先是区块主要由两个部分所构成,首先是区块体,这部分主要是通过树状图的形式来储存信息,而区块头的哈希值则在信息构成的跟目中。基于这种区块链在电路物联网安全体系中的结构形式我们可以明确,区块链是一种高效保障电力物联网安全性的技术之一[1]。

2 区块链技术在电力物联网安全体系中的作用

区块链技术最早的应用是在虚拟货币——比特币中首次出现的,这种虚拟货币主要通过数据代码来跳过认证机构与管理系统进行交易,这种虚拟货币正式通过区块链技术得以发展的。但是在介绍比特币的相关书籍中往往缺乏对区块链技术的介绍,在从比特币的实际发展方式来说,比特币的交易方式就完全取决于区块链的本质特征,由客户重点提出交易申请,此后通过信息传播经过节点将交易事项进行容纳,同时各节点开始通过不同的数值来进行实验,直到出现合法数值并针对该节点进行检验,最终完成交易。上述内容均为分析区块链技术的举例内容,也正是虚拟货币导致人们对于区块链的印象仅仅停留于此,但是总的来说,区块链也正是由于自身的储存形式以及认证模式的安全性才对电力物联网安全体系有着促进作用。

2.1 区块链技术能够保障数据安全

区块链的数据储存结构较为特殊,是一种链条形式的储存方式,这种储存方式有若干个新区块,其中每个区块都会包含前者的相关信息,以此来构成一个完整的链条式储存结构,这种链条式储存结构会随着信息的增多不断延伸自身的长度,在链条变长的同时,各个节点中的安全性也会变得更高。若想修改任一节点内的数据信息,不仅需要将整个链条式储存结构中的信息内容都进行修改,而且伪造难度成倍增加。在电力物联网的运行中,会将各个节点中的信息都进行如实记录,并针对威胁信息数据安全的漏洞进行修补,切实保障数据安全[2]。

2.2 区块链技术加密服务能够认证身份安全

区块链技术中包含着大量的密码学内容,这也是保障信息数据安全的凭借之一。在区块链技术中,有各类安全学与密码学的高级技术,能够充分保障用户的使用安全。区块链中储存信息的各个节点,其主要凭借着加密机制的算法来完成认证身份安全的工作。在这个基础上,通过加密服务能够将节点中信息数据的安全性进行充分保障,而加密服务中的密钥功能,更是深层次加强了信息数据的安全程度,在电力物联网的运行中,通过区块链技术能够保障节点安全性,使得不法分子无法伪造自身的身份来侵入节点窃取信息数据。

2.3 区块链技术认证模式保障工作环境安全

在区块链技术应用过程中,对于一些事务的决策往往需要节点进行投票进行决定,这种决策除了区块链大部分节点被侵入的情况,否则是不会出现安全问题的,且区块链的加密技术极为先进,因此区块链技术下的电力物联网工作是能够得到保障的。区块链技术下的信息数据储存在是极为安全的,也是能够追溯问题源头的,因此伪造修改内容是几乎不可能发生的情况,在这种安全的工作环境下,电力互联网安全体系中的各个成员可以通过相应算法来解决一些实际问题[3]。

2.4 区块链技术储存模式能够自行追溯网络攻击行为

区块链技术下的特殊储存方式不是仅仅将信息数据存放在某一个单独的节点之上,而是凡是正规节点都是会进行储存的。因此在这种情况下倘若某一个节点中的信息数据丢失,那么其他节点中同样存有完整的信息数据,只需要验证身份,就可以将信息数据进行备份,并在发生丢失数据的节点中将信息数据复原。除此之外,在区块链的储存模式中,节点与节点之间都是独立存在的,每个节点上都存在一套完整信息数据,任何节点倘若缺失了一部分信息数据内容也不会对整体造成影响,充分保障电力物联网业务系统中数据的安全性,还能针对网络攻击行为进行准确追溯。

3 区块链技术在电力物联网安全体系设计中的实际应用

3.1 电力物联网安全风险模型

在通过区块链技术保障电力物联网的安全性的过程中。(1)需要建立一个安全风险的模型。根据目前存在的且通过审核的网络安全漏洞来入侵区块链,在通过区块链中的漏洞扫描技术来进行测试。(2)利用区块链技术探索电力物联网的安全问题,首先需要对电力物联网中的漏洞进行挖掘,在一个节点的基础上去发现节点所出现的安全问题,并将整改操作内容形成一个全面的清单供人使用。同时还要将挖掘效率较高的成员单独进行分区,以此来保障区块链应用在网络中的统一性,并将审核效率较低的用户进行审核。(3)将区块进行录入生成加密消息摘要,在获取到漏洞信息后,首先需要解锁目标的地址信息,然后将哈希值以及时间戳等信息进行整理,形成信息摘要[4]。

3.2 区块链技术在运用过程中的可行性分析

在电力物联网安全体系中使用区块链技术,不仅能够对储存地址进行加密,而且还能准确追溯到问题出现的源头,充分保障电力物联网安全体系的良好运行,这对于我国电网企业未来的发展来说是极具现实意义的[5]。

4 结语

综上所述,区块链由于自身的安全程度极高,且在电力互联网安全体系的设计中拥有极大的利用潜力,因此成为了当前国家电网的一个主要利用技术。但是目前从整体利用情况上来看,对于区块链技术的应用还是在金融领域利用程度较高。对于电力物联网来说,不仅对于国家电网的整个运行系统有着极为重要的意义与性质,还起到了保障安全的作用。倘若电力互联网出现故障,那么不仅有可能会造成停电事故影响人民群众的正常用电需求,甚至问题会上升至国家层面。在这个基础上,将区块链技术充分融入到电力物联网安全体系的设计中是极为必要的。不仅能够与保障电力物联网形成可控的运行环境,还能促进我国未来的电力良好发展。

引用

[1] 赵丙镇,王栋,钱雪,等.基于区块链的电力物联网信任网关设计与实现[J].中国电力,2021,54(7):192-197.

[2] 龙玉江,李洵,卫薇,等.区块链与电力物联网数据检测技术[J].集成电路应用,2021,38(6):66-67.

[3] 甄自竞,刘柱,王利民,等.基于区块链技术的配电网分布式台区终端系统设计[J].浙江电力,2021,40(5):30-35.

[4] 王丹,赵训威,王文华.基于区块链和泛在电力物联网的安全体系[C].中国电机工程学会电力信息化专业委员会.生态互联 数字电力:2019电力行业信息化年会论文集.中国电机工程学会电力信息化专业委员会:人民邮电出版社电信科学编辑部,2019:192-195.

[5] 王栋,薛真,廖会敏.密码技术在能源互联网中的应用及展望[C].中国电机工程学会电力信息化专业委员会.生态互联 数字电力:2019电力行业信息化年会论文集.中国电机工程学会电力信息化专业委员会:人民邮电出版社电信科学编辑部,2019:259-266.