《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于Modbus协议新能源风电网络通信安全研究
网络安全与数据治理 2期
田学成1，2，张五一1，2，江 楠1，2，陈燕峰1，2
(1.国电南京自动化股份有限公司，江苏 南京211100； 2.南京华盾电力信息安全测评有限公司，江苏 南京211100)
摘要： “碳达峰、碳中和”的发展目标预示着我国将投入更多的新能源建设项目，提升新能源电力系统的网络安全是亟待解决的问题。使用国产密码产品，建立新能源安全防护体系，全面提升新能源网络安全综合防御的能力和水平是新能源行业的迫切需求。基于对新能源风力发电的现场侧风机主控系统使用的Modbus协议进行安全研究，使用形式化分析工具Scyther分析了Modbus通信协议的安全性，并结合渗透测试攻击方法验证对使用Modbus协议的风机主控设备的安全隐患，最后在此基础上提出新能源边界安全防护方案，对新能源风电通信安全提升有重要研究意义。
中圖分類號： TN915.08
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI： 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.02.010
引用格式： 田學(xué)成，張五一，江楠，等. 基于Modbus協(xié)議新能源風(fēng)電網(wǎng)絡(luò)通信安全研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理，2022，41(2)：61-67.
Research on communication boundary security of new energy wind power network based on Modbus protocol
Tian Xuecheng1，2，Zhang Wuyi1，2，Jiang Nan1，2，Chen Yanfeng1，2
(1.Guodian Nanjing Automation Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China； 2.Nanjing Huadun Power Information Security Evaluation Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China)
Abstract： The goal of "carbon peak, carbon neutrality" indicates that China will invest more new energy construction projects，and improving the network security of the new energy power system is a problem to be solved. Using domestic cryptography products, establishing a new energy security protection system, to comprehensively improve the ability and level of comprehensive defence of new energy network security is the urgent need of the new energy industry. Based on the security research of Modbus protocol used in the field side fan master control system of new energy wind power generation, this paper analyzes the security of Modbus communication protocol with the formal analysis tool Scyther， and combined with the penetration test attack method to verify the security risks of the fan master control equipment using the Modbus protocol. Finally, on this basis, the new energy border security protection scheme is put forward, which has important research significance for the improvement of communication security of new energy wind power.
Key words : fan master control；Modbus；Scyther；attack test；password security

0 引言

能源行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)系國家的基礎(chǔ)設(shè)施安全。2019年阿根廷發(fā)生大規(guī)模停電，沿海輸電系統(tǒng)疑遭受黑客攻擊發(fā)生故障并導(dǎo)致全國停電[1]；2021年美國主要輸油管道系統(tǒng)受到勒索軟件攻擊，持續(xù)多日中斷，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[2]。

網(wǎng)絡(luò)安全是國家安全的重要組成部分，當(dāng)下大國關(guān)系不明，針對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)有發(fā)生，關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施一旦被境外黑客攻擊利用，將會(huì)造成不可估量的損失。

相比于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)安全，工業(yè)控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、魯棒性，而安全性并沒有得到充分有效的考慮，造成工業(yè)控制系統(tǒng)存在著大量的漏洞和后門。據(jù)CVE、CNVD等漏洞數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)，西門子、施耐德、羅克韋爾、AB、ABB、艾默生、歐姆龍等工控設(shè)備暴露的漏洞占據(jù)前列[3]，一旦這些漏洞和后門被病毒、木馬、勒索軟件感染，或者被黑客、敵對勢力所利用，極易導(dǎo)致安全事件發(fā)生。我國工業(yè)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)薄弱，大部分控制設(shè)備、工控協(xié)議和系統(tǒng)使用國外設(shè)備，面臨很多潛在的未知安全威脅。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)趨勢，必須要加強(qiáng)新能源工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)和防御能力。





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作者信息：

田學(xué)成1，2，張五一1，2，江  楠1，2，陳燕峰1，2

(1.國電南京自動(dòng)化股份有限公司，江蘇 南京211100；

2.南京華盾電力信息安全測評有限公司，江蘇 南京211100)

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