摘  要： 提出了一種基于P2DR2改進(jìn)的E-P2DR3F安全防御模型，該模型在傳統(tǒng)的P2DR2安全模型的基礎(chǔ)之上增加了報(bào)告模塊、數(shù)據(jù)融合模塊，從而使系統(tǒng)安全性與檢測(cè)維護(hù)功能更加完善；其次添加了一種基于信息熵的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制，可以為系統(tǒng)制定出更加可靠的安全性策略，提供支持性數(shù)據(jù)信息，從而在源頭保證了系統(tǒng)整體安全性；最后將E-P2DR3F安全防御模型應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，提出了電力系統(tǒng)安全體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方案。
關(guān)鍵詞： E-P2DR3F；報(bào)告模塊；數(shù)據(jù)融合；信息熵；電力系統(tǒng)

　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出。由于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性，其從出現(xiàn)就受到各方面形形色色的威脅和攻擊。所以，一個(gè)高效的安全防御系統(tǒng)的搭建就顯得非常重要。在電力領(lǐng)域中，由于其行業(yè)工作性質(zhì)的特殊性，對(duì)于加強(qiáng)我國(guó)電力信息系統(tǒng)安全性，全面規(guī)范電力信息系統(tǒng)的安全管理體系將變得十分必要。傳統(tǒng)的P2DR模型[1]以及P2DR2模型[2]已經(jīng)廣泛使用于電力信息系統(tǒng)中，本文將對(duì)P2DR2安全防御模型做出進(jìn)一步改進(jìn)，并引入一種信息熵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得到一種優(yōu)化的E-P2DR3F安全防御模型，并通過(guò)該模型對(duì)電力信息系統(tǒng)進(jìn)行更深入的研究與分析，使電力信息系統(tǒng)的安全性達(dá)到最大化。
1 基于P2DR、P2DR2安全防御模型簡(jiǎn)介
　P2DR安全防御模型是一種基于閉環(huán)控制的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全理論模型，為了構(gòu)造多層次、全方位以及立體的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境，P2DR安全防御模型包含了策略（Policy）、防護(hù)（Protection）、檢測(cè)（Detection）以及響應(yīng)（Response）四個(gè)組成環(huán)節(jié)，后來(lái)隨著人們對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性以及災(zāi)難恢復(fù)功能的日益關(guān)注，將恢復(fù)（Restore）加入了模型之中，提出了P2DR2安全防御模型，如圖1所示。

?。?）策略（Policy）是整個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全理論模型中的最重要部分，主要定義系統(tǒng)的監(jiān)控周期、確立系統(tǒng)恢復(fù)機(jī)制、制定網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制策略以及明確系統(tǒng)的總體安全規(guī)劃和原則等，整個(gè)安全防御模型的其他部分都依賴(lài)于策略。（2）防護(hù)（Protection）是充分利用現(xiàn)有資源，如防火墻系統(tǒng)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、蜜罐系統(tǒng)[3]等，采用各種信息安全技術(shù)與方式來(lái)保證信息系統(tǒng)的完整性、可用性及安全性。（3）檢測(cè)（Detection）是系統(tǒng)實(shí)施響應(yīng)環(huán)節(jié)的重要依據(jù)，通過(guò)不斷檢測(cè)信息系統(tǒng)狀態(tài)查找信息系統(tǒng)中的各種風(fēng)險(xiǎn)與威脅行為。如使用防火墻系統(tǒng)具有的入侵檢測(cè)技術(shù)[4]或安全審計(jì)、系統(tǒng)掃描工具，配合其他專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)軟件，建立訪問(wèn)控制子系統(tǒng)ACS，從而實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的入侵檢測(cè)與日志記錄等功能，以有益于發(fā)現(xiàn)通過(guò)ACS的威脅系統(tǒng)的攻擊行為。?。?）響應(yīng)（Response）主要是對(duì)于那些通過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)之后的可疑性威脅行為作出正確與及時(shí)響應(yīng)。實(shí)時(shí)性是安全響應(yīng)要求之一，當(dāng)信息系統(tǒng)遭受外界入侵者的威脅與攻擊時(shí)，能夠第一時(shí)間采取響應(yīng)措施，例如監(jiān)控威脅攻擊行為、調(diào)整信息系統(tǒng)安全等級(jí)級(jí)別、杜絕內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)鏈接等。（5）恢復(fù)（Restore）又稱(chēng)為災(zāi)難備份（Recovery）機(jī)制，指的是當(dāng)信息系統(tǒng)受到攻擊或破壞，面臨系統(tǒng)癱瘓時(shí)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)文件、功能以及數(shù)據(jù)等重要信息進(jìn)行恢復(fù)、備份，從而使信息系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
　 傳統(tǒng)的安全防御模型在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)或信息系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)體系中應(yīng)用雖然比較廣泛，但已不能滿足行業(yè)要求，需要改進(jìn)與擴(kuò)展。以P2DR2安全防御模型為例，首先，安全策略部署之前應(yīng)該添加一個(gè)全面、規(guī)范的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制；其次，該模型應(yīng)該完善安全審計(jì)機(jī)制，為系統(tǒng)安全人員提供一種查看安全事務(wù)記錄過(guò)程的功能；最后，面對(duì)海量的、分散的數(shù)據(jù)信息、行為或事件，該模型應(yīng)該結(jié)合數(shù)據(jù)信息融合思想，以利于數(shù)據(jù)信息的高效使用與整合。因此針對(duì)以上幾個(gè)方面，對(duì)傳統(tǒng)的安全防御模型進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化。
2 P2DR2防御優(yōu)化模型（P2DR3F模型）
　傳統(tǒng)的P2DR2安全防御模型構(gòu)造的是一個(gè)動(dòng)態(tài)的防御過(guò)程。模型的各個(gè)組成部分在安全策略的統(tǒng)一指導(dǎo)下構(gòu)建成為一個(gè)全面的、立體多維的動(dòng)態(tài)安全循環(huán)。但是由于電力信息系統(tǒng)的特殊重要性，當(dāng)外界入侵或攻擊電力信息系統(tǒng)時(shí)，除了對(duì)其進(jìn)行防護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)以及恢復(fù)之外，有必要對(duì)系統(tǒng)安全防御過(guò)程中產(chǎn)生的活動(dòng)行為數(shù)據(jù)與日志信息進(jìn)行審計(jì)，因此安全防御模型應(yīng)該增加一種報(bào)告（Report）模塊，使信息系統(tǒng)安全人員能夠通過(guò)查詢(xún)報(bào)告數(shù)據(jù)信息對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行深入分析，提早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在安全因素，為系統(tǒng)安全防御模型其他組成環(huán)節(jié)提供輔助數(shù)據(jù)信息支持，如系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)確定時(shí)間、系統(tǒng)成功修復(fù)標(biāo)識(shí)信息等。除了需要額外的報(bào)告模塊之外，由于電力信息系統(tǒng)的信息交互量非常大，需在傳統(tǒng)安全防御模型的基礎(chǔ)之上結(jié)合數(shù)據(jù)融合的思想，增加一種融合（Fusion）環(huán)節(jié)。所以，加入報(bào)告、融合模塊不僅更加優(yōu)化系統(tǒng)功能，而且為制定統(tǒng)一的安全策略提供了相應(yīng)依據(jù)，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息高效性利用提供支持。因此，在傳統(tǒng)的P2DR2安全防御模型的基礎(chǔ)之上提出了P2DR3F模型，該模型應(yīng)該包括以下重要部分：策略（Policy）、防護(hù)（Protection）、檢測(cè)（Detection）、響應(yīng)（Response）、恢復(fù)（Restore）、報(bào)告（Report）及融合（Fusion）。
3 E-P2DR3F安全防御模型
3.1 E-P2DR3F簡(jiǎn)介
　E-P2DR3F安全防御模型對(duì)P2DR3F模型進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，它具有動(dòng)態(tài)循環(huán)的生命周期過(guò)程。在安全策略統(tǒng)一指導(dǎo)之前，有必要對(duì)信息系統(tǒng)存在的各種潛在攻擊行為、事件或風(fēng)險(xiǎn)因素做一次全面、規(guī)范的基于信息熵的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，這樣可以為整個(gè)系統(tǒng)安全策略的制定提供重要參考依據(jù)，如對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果值較高的子系統(tǒng)或安全領(lǐng)域，首先對(duì)其進(jìn)行安全性標(biāo)識(shí)，在安全策略中注重對(duì)該子系統(tǒng)或安全領(lǐng)域的安全配置，并且在其動(dòng)態(tài)循環(huán)的防御模型下進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控；相反，則保持現(xiàn)有狀態(tài)的安全策略。在統(tǒng)一的安全策略指導(dǎo)下，對(duì)其進(jìn)行防護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)、恢復(fù)、報(bào)告、融合。所以，引入基于信息熵的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制有利于了解安全策略制定之前信息系統(tǒng)各部分的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，從而決定安全策略的制定與選取，使系統(tǒng)安全性達(dá)到最優(yōu)化。因此將這種安全防御模型稱(chēng)為基于信息熵（Entropy）的P2DR3F模型，即E-P2DR3F安全防御模型，該模型體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 E-P2DR3F安全防御模型在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
　將E-P2DR3F安全防御模型具體地應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，依據(jù)電力系統(tǒng)安全管理的嚴(yán)格要求，對(duì)該防御模型的各個(gè)模塊環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。
?。?）基于信息熵（Entropy）的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制：首先應(yīng)該對(duì)電力信息系統(tǒng)中的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分，確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估評(píng)價(jià)集合，如{極高，較高，一般，較低，極低}；其次，在依據(jù)定性與定量相結(jié)合的原則之下，通過(guò)邀請(qǐng)信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行等級(jí)考評(píng)，獲取風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果矩陣，通過(guò)相關(guān)安全技術(shù)取得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果值。依據(jù)結(jié)果值來(lái)判定不同子系統(tǒng)或安全領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)。表1為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估觀察點(diǎn)體系。
從表1中可以看出，二級(jí)觀察點(diǎn)較多，可以依據(jù)其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制定出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果矩陣。為了簡(jiǎn)化研究過(guò)程，只對(duì)一級(jí)觀察點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，獲取的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果矩陣如下：

　（2）安全策略（Policy）：在電力系統(tǒng)中，安全策略是整個(gè)安全防御模型最為核心的部分?；谛畔㈧氐娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果值為高可靠性的安全策略提供了信息支持，有利于安全策略制定的完善性。如為制定機(jī)房安全管理制度、系統(tǒng)軟件、硬件安全管理制度以及系統(tǒng)運(yùn)維安全管理制度等方面提供了風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)依據(jù)，使得在統(tǒng)一安全策略指導(dǎo)下的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)都能安全動(dòng)態(tài)地循環(huán)下去。
?。?）安全防護(hù)（Protection）：在這一環(huán)節(jié)中可以使用多種信息安全技術(shù)進(jìn)行安全性防護(hù)，如使用身份識(shí)別技術(shù)進(jìn)行訪問(wèn)安全驗(yàn)證，使用數(shù)據(jù)加密技術(shù)為了保證系統(tǒng)相關(guān)重要數(shù)據(jù)信息的隱私性，另外也可利用防火墻技術(shù)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行安全性隔離。除了采用相關(guān)信息安全技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)之外，也可以使用相關(guān)硬件工具進(jìn)行安全性防護(hù)，如采用人臉識(shí)別、口令認(rèn)證設(shè)備等對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行身份確認(rèn)等。隨著計(jì)算機(jī)安全技術(shù)的蓬勃發(fā)展、日新月異，也出現(xiàn)了眾多無(wú)線安全技術(shù)，如防無(wú)線攔截、抗電磁干擾等技術(shù)。
?。?）安全檢測(cè)（Detection）：入侵檢測(cè)技術(shù)是安全檢測(cè)部分最重要也是最為常用的方式和手段。此外，在電力系統(tǒng)中可以額外使用一些安全技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)探測(cè)技術(shù)、安全審計(jì)技術(shù)等，除了檢測(cè)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)與威脅之外，也能時(shí)刻掌握整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)期的相關(guān)行為狀態(tài)信息。
?。?）安全響應(yīng)（Response）：在電力系統(tǒng)中，該環(huán)節(jié)相當(dāng)重要。由于電力與警務(wù)單位對(duì)于事件安全響應(yīng)要求特別嚴(yán)格。所以，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)與潛在威脅時(shí)，必須保證系統(tǒng)能正確地、實(shí)時(shí)地做出響應(yīng)，使系統(tǒng)遭受的損失降到最低。如今也出現(xiàn)了相關(guān)應(yīng)用于安全響應(yīng)方面的技術(shù)，如人工免疫[5]、應(yīng)急控制等技術(shù)等。
　（6）安全恢復(fù)（Restore）：電力系統(tǒng)中相關(guān)文件與數(shù)據(jù)信息的重要性不言而喻。因此，當(dāng)系統(tǒng)受到外界攻擊與威脅時(shí)，除了采取相關(guān)主動(dòng)處理措施之外，也需要及時(shí)地對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息與應(yīng)用進(jìn)行隨時(shí)備份，這樣能夠及時(shí)使系統(tǒng)從故障狀態(tài)中恢復(fù)出來(lái)。
?。?）安全報(bào)告（Report）：首先為系統(tǒng)確定需要報(bào)告記錄的相關(guān)格式與內(nèi)容，然后采取固定時(shí)間點(diǎn)或其他方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)循環(huán)報(bào)告，如使用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)一天或一周的安全事件信息進(jìn)行日志記錄，內(nèi)容可以分為事件種類(lèi)、時(shí)間階段、風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別、處理結(jié)果等。通過(guò)安全報(bào)告模塊，可以為系統(tǒng)相關(guān)安全人員提供可以隨時(shí)查閱的可靠數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也為安全策略的制定提供了輔助支持。
?。?）安全融合（Fusion）：海量性、分散性是電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息、行為與事件的重要特點(diǎn)。因此，如何對(duì)這些重要的，同時(shí)具有關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，使其應(yīng)用參考價(jià)值達(dá)到最大化是一個(gè)急需解決的方面。在安全防御模型中引入了安全融合模塊，正好可以解決相關(guān)問(wèn)題。在系統(tǒng)中采用高速搜索引擎機(jī)制、哈希索引管理方式等為數(shù)據(jù)信息提供實(shí)時(shí)定位功能等。實(shí)現(xiàn)了安全融合，可以使有價(jià)值的數(shù)據(jù)的利用率得到提高，清除那些已經(jīng)沒(méi)有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，也能降低系統(tǒng)存儲(chǔ)量，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息高性能優(yōu)化配置。
    上述使用E-P2DR3F安全防御模型部署于電力系統(tǒng)中，依據(jù)該模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高效性、高安全性配置。除了采取安全防御模型管理方式之外，也可以采取一些常用的安全管理機(jī)制，如VPN/SSL[6]等。
    本文提出的E-P2DR3F安全防御模型對(duì)P2DR2模型進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)，對(duì)系統(tǒng)安全性做了進(jìn)一步地優(yōu)化配置，為迎合“金盾”計(jì)劃，全面加強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全管理提供了巨大參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃勇.基于P2DR安全模型的銀行信息安全體系研究與設(shè)計(jì)[J].信息安全與通信保密，2008（6）：115-118.
[2] 李小松.一個(gè)改進(jìn)的基于P2DR2的立體網(wǎng)絡(luò)安全防御體系[M].濟(jì)南：山東大學(xué)，2011.
[3] 朱琳.蜜罐技術(shù)在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的研究應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2012，31（15）：164.
[4] 康慧華.基于入侵檢測(cè)和蜜罐技術(shù)的校園網(wǎng)安全防護(hù)系統(tǒng)的研究[M].南京：東南大學(xué)，2009.
[5] 李峰泉.基于人工免疫的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)研究[M].西安：西北大學(xué)，2010.
[6] 徐來(lái).基于CDMA/VPN網(wǎng)絡(luò)的公安辦公系統(tǒng)的應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)，2010.