入侵电网的现实与真相

2015-10-08 10:19:32 安全牛　点击量：评论 (0)

美国国土安全部（DHS）在2007年进行了一次耸人听闻的实验，其代号为极光（Aurora）。实验中，计算机模拟了针对电网基础设施的远程攻击。视频显示，一个和小型公共汽车差不多大的发电机摇晃并炸裂开来，小碎片飞得

美国国土安全部（DHS）在2007年进行了一次耸人听闻的实验，其代号为极光（Aurora）。实验中，计算机模拟了针对电网基础设施的远程攻击。视频显示，一个和小型公共汽车差不多大的发电机摇晃并炸裂开来，小碎片飞得到处都是；之后，设备顶部和侧面喷出了浓厚的黑烟，吞没了整台机器。国土安全部展示了利用网络攻击摧毁物理设施的可行性。

网络安全专家们倾向于将世界分为两个部分：被黑过的，以及我们还不知道已经被黑过的。根据国土安全部的网络安全反应小组报告的数据，2013和2014年能源领域内发生的安全事件数分别为145和79，平均每三天就会出现一次事件。随着发电厂和变电站更多地采用智能仪表和自动控制系统，数字化的电网设施越来越容易受到黑客活动分子的攻击，比如“匿名者”组织（Anonymous）和来自中国、俄罗斯的黑客团体。

电力公司坚称黑客还没有导致过美国的电网断电。爱迪生电力研究所（Edison Electric Institute）的斯科特·阿朗森（Scott Aaronson）表示：“从没有发生过对电网安全性有影响的网络攻击，断电事件从未发生过。”

阿朗森的声明并不只是业界惯用的掩饰。网络安全专家可以具体指出黑客渗透进电网软件，或者对电力公司发动勒索攻击的案例，但绝对无法指出一起确实导致断电的攻击。在九月上旬zhao'kai的国会听证会上，卡内基梅隆大学电气工程学院的格兰杰·摩根（Granger Morgan）对网络攻击称：“据我所知确实没有类似事件。”

网络攻击对电网造成的威胁究竟有多大？

自2009年起，国土安全部开始追踪针对关键基础设施进行的网络攻击，涵盖应急服务、水处理、通讯网络领域。包括电力公司和发电厂的电力领域占全部887件被上报攻击的40%。

网络安全：电力公司不急于谈论的事

要理解黑客对电力网造成的风险十分具有挑战性，因为行业内有保持秘密的文化，尽管阿朗森说这一点正在改变。已经上市的电力公司面临着两难选择：谈论潜在的安全威胁，会惊吓持股者并压低股价；谈论自己是多么的安全，可能招致大胆攻击者的挑战。

上市电力公司们在电力世界内有一个较小的“表弟”：城乡电力合作社。

全美900家城乡电力合作社都是非盈利性的，只有会员，没有股东。它们为全国大约12%的人口提供服务，却覆盖了美国国土面积的四分之三。即使它们地处乡野，也仍在对医院、水坝、工厂和矿山等关键服务行业提供电力。比起公开市场上的同行，它们用于处理网络攻击的员工群体和预算都相对较小，这使他们更乐于谈论网络攻击。事实上他们必须这样做，分享信息和资源是其存活的唯一方式。

毛里斯·马丁（Maurice Martin）是全国城乡电力合作社协会（National Rural Electric Cooperative Association）的前策略师，他指出：“从网络攻击发生到被检测的时间窗口平均为205天，这给了黑客很多制造麻烦的空间。”

黑客可以窃取信用卡号和地址等用户信息，就像在塔吉特和家得宝事件中那样。另外，黑客还可以切断电力、破坏设施。“如果电线在工人维修时被通上电”，还有可能伤害工人。

城乡电力合作社的网络安全部门通常很小，甚至根本不存在，这意味着他们必须将现有资源物尽其用。马丁说，“合作社文化的一部分就是合作，这是铭刻在我们心中的原则：合作社要互相扶持”。

马丁表示，因此，“这是一个合作社存在优势的领域。他们更乐意分享信息，公开谈论他们看到的问题，包括网络安全问题。”

幕后：一家城乡电力合作社如何解决网络安全问题

科罗拉多州西部斜坡区（Colorado’s Western Slope）的三角蒙特罗斯电力协会（Delta-Montrose Electric Association，DMEA）服务的地区夜晚群星闪耀，该区域最近被提名为国际暗夜公园（International Dark Sky Park）。该电力协会地处乡下，却自1983年就开始配备智能电网技术了。协会还将网络安全放到了重要位置上：近期，他们进行了一次“渗透测试”，以模拟针对其系统的攻击并识别漏洞。

蒙特罗斯电力协会的业务主管史蒂夫·麦泽尼（Steve Metheny）向媒体进行了幕后展示，他演示了协会电脑系统的运行方式。麦泽尼站在电力协会下属的一座水电站中，指着配有模拟开关和一排方块状态灯的控制面板，这玩意看上去就像阿波罗登月时代的东西，它还带有一个电子计算机显示器。麦泽尼表示，“我们几英里外的调度中心也配有这个屏幕，他们完全可以同步看到你在这里所看到的东西。”

发电站和蒙特罗斯电力协会收集来自32000个家庭和企业的智能电表的电子数据，但它们都不通过无线网络或互联网传输。相反，它使用硬接线的有线光纤进行传输。光缆埋在地下，和电线一起穿过养牛场、大豆田、奥拉西甜玉米种植场，到达蒙特罗斯电力协会的总部。麦泽尼将它称为“闭环”，这意味着进入系统的唯一方式是物理接入。

很少有电力企业使用这样的闭环光纤系统，它们大多使用硬接线和无线网状网络（Wireless Mesh Network）混合传输。不论如何，物理和网络安全是相互交织的，而且永远都是。

史蒂夫·麦泽尼是蒙特罗斯电力协会的业务主管，他正指着将电力和数据从水电站传送到协会总部的电缆和光纤。

三角蒙特罗斯电力协会的水电涡轮机将水从一个建于1909年的大坝中吸上来，涡轮机装在一个胡佛大坝元件的实验台废墟上。这看上去很有历史感，但电站本身还不到五岁，还配有数字传感器和计算机监控系统。如果电脑被入侵，协会也有备份。他们可以关闭所有的数字系统，而水电厂仍将继续运行。该系统配有物理设备作为备用系统，比如基于重力作用的管道关闭阀门。“没有电子控制系统，大坝一样能运行得很好。”

为客户提供电力的基础设施也是如此：“这看起来像一个很棒的控制中心，而它确实是。这里配有有警报系统，可以监控潮流（Power Flow）和发电厂，我们还可以进行调整。”但即使是控制室发出了断路控制，用户家里的灯仍然会亮。