1、背景介紹

目前某省供電公司變電站均部署了網絡安全監測裝置，并接入了網安平臺，實現了調度端對變電站納入網絡安全監測范圍內設備外設接口使用情況的監測，但是這種方式還存在一定的問題及管控盲點。例如，對非法接入、非法外聯事后報警的方式難以從源頭上管控杜絕非法接入的USB等設備，同時眾多的報警信息也給網絡管理人員帶來了諸多困擾。

在此背景下，國網某省電力有限公司調控中心計劃進行轄區20座變電站50臺設備外設接口統一管控能力提升項目實施工作。

2、目標與原則

目標：通過外設接口集中管控能力提升項目實施工作，實現對某省省調、地調及下屬的各電力監控系統安全Ⅰ區、安全Ⅱ區終端主機（監控主機等）USB接口的接入行為的集中管控，實現對USB接口的統一管控，杜絕手機等違規外聯行為及違規終端的非授權接入。

原則：根據國家電網的相關規范的指導意見，結合省電力有限公司及供電公司的相關要求，在對某省供電公司20座變電站外設接口集中管控能力提升項目實施工作進行安全建設時，所遵循的根本原則是：

業務保障原則：安全建設的根本目標是能夠更好地保障網絡上承載的業務。在保證安全的同時，還要保障業務的正常運行和運行效率。

結構簡化原則：安全建設的直接目的和效果是要將整個網絡變得更加安全，簡單的網絡結構便于整個安全防護體系的管理、執行和維護。

生命周期原則：安全建設不僅僅要考慮靜態設計，還要考慮不斷的變化；系統具備適度的靈活性和擴展性。

3、案例實施與應用情況詳細介紹

本項目建設規劃方案綜合考慮省調度主站（I、II區）及變電站兩部分的建設工作

① 調度主站（I、II區）

在Ⅱ區部署外設接口管控平臺，實現多個變電站外設接口管控系統的統一接入、統一升級、策略維護、集中審計等業務管理功能，集中管理USB保護裝置、交換機等設備；

在Ⅰ區、Ⅱ區的前置采集網關機部署通信代理，利用通信代理實現外設接口管控平臺對多個變電站外設接口管控系統、交換機的數據采集、指令下發；

配置I、II區之間防火墻策略，實現安全Ⅰ區前置采集網關機與安全Ⅱ區外設接口管控平臺之間的數據傳輸。

② 變電站

在II型網絡安全監控裝置上部署接口管控通信代理，利用II型裝置的網絡通路，輔助外設接口管控平臺完成外設接口管控系統、交換機的集中化管理：將同網段內外設接口管控系統、交換機的接口信息上送到外設接口管控平臺,將外設接口管控平臺下發的指令推送到外設接口管控系統、交換機；

在監控主機/服務器部署外設接口管控系統（軟件），負責主機USB接口、網絡接口、串口設備等信息采集、策略響應和日志采集，根據管控策略允許鼠標鍵盤、白名單U盤和USB安全保護裝置映射的U盤接入，封禁其他USB設備；與USB安全保護裝置交互，實現USB安全保護裝置策略的配置與惡意代碼引擎與特征庫的更新；

在監控主機/服務器部署USB保護裝置（硬件），負責USB設備的接入管控，并對允許使用的USB存儲設備進行惡意代碼檢測與文件訪問控制，實現USB存儲設備、鼠標鍵盤設備到目標主機的映射；

將局域網交換機接入接口管控通信代理，獲取交換機的控制權限，實現交換機的數據采集與接口管控；

縱向加密裝置策略開通，允許變電站接口管控通信代理與調度主站前置網關機通信代理進行通信，實現調度主站外設接口管控平臺與變電站外設接口管控系統、交換機的數據傳輸、指令下達。

本項目實施工作分為兩個階段完成：

第一階段：部署USB保護裝置，設備通過USB直連數據線，直接接入被保護主機USB接口，單機測試使用；

第二階段：在第一階段測試完成后，部署外設接口管控平臺（機架式設備）、外設接口管控代理、通信代理，實現對USB保護裝置、交換機的統一接入管理、統一升級管理、集中審計。

針對項目中存在的難點問題，具體如下：

技術兼容性：不同品牌和型號的設備在接口和通信協議上可能存在差異，導致集成和部署難度較大。

安全策略配置：防火墻和縱向加密裝置等安全設備的策略配置需要精確且復雜，一旦配置錯誤可能導致通信故障或安全隱患。

數據交換和同步：外設接口管控平臺與前置采集網關機、外設接口管控代理等設備之間的數據交換和同步需要高效且可靠。

項目團隊充分考慮了業務實際情況，制定了詳細的實施方案，包括外設接口管控平臺、前置采集網關機、接口管控代理、USB保護裝置等關鍵設備的部署和調試計劃，并明確了項目的目標、原則、實施步驟和配合事項。

通過提前進行技術調研和測試，確保所選設備能夠兼容并滿足項目需求；

制定詳細的配置方案和測試計劃，并進行充分的測試和驗證，以確保安全策略配置的正確性和有效性；

采用高效的數據交換協議和通信技術，并進行實時的數據同步和校驗，以確保數據交換和同步的高效性和可靠性。

整體部署拓撲圖如下：

本項目采用了前置采集網關機+平臺的架構，實現了對電力監控系統終端主機外設接口的集中管控和統一審計。同時，通過引入USB保護裝置和接口管控代理等技術手段，有效杜絕了外設接口違規外聯和非法接入等安全隱患，通過創新性的技術手段和解決方案，不僅提升了項目的實用性和可操作性，也為其他類似項目的實施提供了有益的參考和借鑒。

本項目方案主要功能特點如下：

內核級管控：在內核層實現USB設備插拔事件響應，可在惡意設備枚舉完成前阻斷連接。協議級過濾：直接解析USB協議棧，精確控制設備類對U盤進行接入控制、病毒查殺、文件黑白名單管控和全面的日志審計等，保障數據擺渡的安全。內存隔離：內核模塊運行在Ring 0特權級，可防止用戶態惡意程序篡改USB安全策略，提升系統整體安全性。

多層組件結合：整體方案由外設接口管控平臺、前置代理程序、外設接口管控通信程序、外設接口管控程序、USB安全管理系統構成的5層組件組成，各組件分工明確且協同工作，實現了從設備接入、信息采集與傳輸、策略執行到安全防護的全流程管理。這種架構設計確保了系統的高效運行和擴展性，能夠適應電力行業內不同規模網絡環境的安全管理需求。

精細的設備管控技術：對外設接口的細粒度管控，不僅能精準控制USB設備的接入和使用權限，還能對網卡、串口、光驅等多種設備進行有效管理。通過設置黑白名單、啟用或禁用設備等操作，實現對USB設備、交換機接口的細粒度管控，且可以針對不同U盤設置不同權限，限制可執行文件訪問和U盤自動播放功能，防止惡意軟件傳播，從源頭降低安全風險。

全面的日志審計：提供全面的日志審計功能，涵蓋操作日志、外設接口管控終端日志和系統運行日志。這些日志詳細記錄了系統中發生的各種操作和事件，包括用戶登錄、權限管理、業務操作、設備插拔等信息。通過對日志的分析，管理員可以實時監控系統狀態，追溯安全事件的源頭，為安全決策提供有力依據。

本項目主要實現功能如下圖所示：

4、應用價值與效益

合規強化與風險降低：項目通過構建一套高效、智能的外設接口管控體系，實現了對電力監控系統終端主機外設接口的全面監控與統一管理，有效杜絕了違規外聯、非法接入等潛在的安全風險，顯著提升了系統的合規性。這種創新性的管控模式，不僅符合國家對電力監控系統網絡安全的高標準要求，也為企業自身筑起了一道堅實的合規防線，降低了因安全違規而可能面臨的法律風險和聲譽損失。

成本控制與效率提升：在項目實施前，由于外設接口管理分散、手段落后，導致安全管控效率低下，且需投入大量人力進行日常巡檢和故障排查。而項目通過引入先進的USB保護裝置、接口管控代理等技術手段，實現了對外設接口的自動化、智能化管理，大大降低了人力成本和管理難度。同時，集中管控和統一審計的功能，也提高了安全事件的響應速度和處理效率，進一步降低了因安全事件導致的運營中斷和損失，實現了成本控制與效率提升的雙重目標。

價值創造與業務增值：項目的成功實施顯著增強了電力監控系統的安全性，為企業的安全生產和供電服務奠定了堅實基礎。同時，項目憑借其創新性和實用性，樹立了行業建設標桿，其可復制性和推廣性更為企業未來業務拓展提供了技術支持和經驗借鑒，有效促進了價值創造與業務增長的良性循環。