核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
核电仪控系统网络安全保护
应 用 能
别
划 分
能 授 权
功 能验证
过 程 纪 录 程 纪 录 管 理
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Ｄ． Ｄ１．人 和 操 作 Ｄ１ａ面 向 操 Ｄｌｂ 操 作 Ｄｌｃ 操 作 系 Ｄｌｄ 用 户 登 陆 Ｄｌｅ用 户 登 陆 Ｄｌｆ用 户 登 陆 过
谢 新 勤 （１９７５一），男 ，上 海 人 ，硕 士 ，上 海 三 零 卫 士信 息 安 全 有 限 公 司 ，技 术 总 监 ：主 要研 究 方 向和 关 注领 域 ：信 息 安全 。
表 ３基 于 主 客 体 形 式 的 安 全 需 求
层 次 访 问 控 制 规 范 ａ．
ｂ．
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［１］ＲＧ ５．７】核设 施 的 信息 安 全程 序 ． ｆ２１ ＮＢ厂ｒ ２００２６—２（）１４核 电厂安 全 重要 仪表 和控 制 系统 总体 要 求． ［３］ＩＥＣ ６２４４３工业过 程 测量 、控 制和 自动化 网 络与 系统信 息安 全 【４】ＮＩＳＴ一８ｏ０—８２ Ｔ业控 制 系 统 （ＩＣＳ）的安 全指 南 ． ［５］ＩＥＣ ６２６４５核 电 厂 仪 器 仪 表 和 控 制 系 统 针对 计 算 机 系统
核电仪控系统安全分级及设计要求
核电仪控系统安全分级及设计要求摘要：核电仪控系统是确保核电设备和系统安全运行的重要系统，如若核电仪控系统出现了无法安全运用的问题，经会严重影响到核电仪器设备的安全运用效果，也会使得核电厂产生严重的经济损失。
因此，相关的核电厂应注重对核电仪控系统安全分级及设计，以保障其能被有效地运用到核电厂之中，促使核电厂核电工作的安全和高效开展。
关键词：安全分级；可控状态；安全状态核电厂就是一种靠原子核内蕴藏的能量，大规模生产电力的新型发电站，核电厂在工程的过程中都是依靠仪控系统进行对设备正常运行和灾害问题控制的的，设计好核电系统的安全分析功能，才能使物项真正在预期内安全和稳定地运行，否则就会使得设备运行问题无法被及时发现，产生严重影响核电厂工作安全开展的问题，也会严重影响到核电厂的经济效益。
因此，相关的核电厂应注重对核电仪控系统安全分级设计，合理地分析运行系统和设备进行安全分级，以保障核电厂所运用的设备能真正达到核电厂工作所需的质量要求，保障其发电的效果，促使核电厂的健康稳定发展。
一、仪控系统的安全分级（一）仪控安全分级的发展随着时代的不断改革与发展，仪控系统越来越受核电厂的重视，这就使得仪控系统得到了迅速的发展，相关的部门研究出了新型的仪控安全分级措施，以进行对核电厂中设备与系统运行安全的更加高效地控制，这在核电厂中得到了广泛地应用，也有效地加强了对核电厂核电工作安全的保证。
因为当仪控系统能被安全地运用到核电厂之中，才能有效地保障核电厂中构筑物和设备的安全，使得核电厂的工作能得以安全和顺利开展。
否则一旦核电厂中核电设备的安全无法得到保障，就会使得核电工作产生各种各样的问题，影响核电企业的工作安全和经济效益。
所以，仪控系统得到了迅速的发展，而安全分级又是核电仪控系统中的重要组成部门，相关的核电厂应正确地认识到做好核电仪控分析，才能缓解设计基准事故后果以保护公众健康和安全。
相关的核电厂应进行对核电仪控系统的合理安全分级，使其能进行对安全停堆、事故后参数监测数据等等的合理安全分析，并做出相应的安全级判定，以进行对非安全级设备运行的有效检测，将核电厂中的所有的物项分级（包括仪控物项分级）基于功能分类确定其相应的安全分级，制定出相应的安全预防控制程序，以加强对核电仪控系统安全运用效果的保证。
核电厂仪控系统安全防护策略研究及应用
核电厂仪控系统安全防护策略研究及应用发布时间：2023-01-30T07:55:03.334Z 来源：《中国电业与能源》2022年8月16期作者：沈正儒孟凡超[导读] 核工业的网络安全事件表明，核电站仪表和控制系统的网络沈正儒孟凡超连云港金辰实业有限公司江苏连云港 222000摘要：核工业的网络安全事件表明，核电站仪表和控制系统的网络、主机、应用和数据保护不足，一旦发生网络安全事件，后果严重。
基于对核网络安全标准的回顾，分析了白名单和黑名单政策之间的技术差异，并提出了在核电站场景下实施白名单保护政策的建议。
详细讨论了软件白名单、外围白名单、工控协议白名单和工控行为白名单的基本概念、技术参数和实际实施方案；介绍了白名单保护策略的具体实施方案，包括规划、设计、验证、实施和维护五个阶段，该产品已在实际核电站投入运行。
该产品已在一家核电站投入使用。
经过验证，采用白名单技术保护的网络区域可以有效防止恶意软件的破坏，阻止恶意信息的发送，从而保护核电站的仪控系统。
关键词：核电厂；仪控系统；防护策略引言核电厂是中国能源工业中具有国家战略意义的部门，有其独特的操作流程，这意味着对核电站仪控系统的安全要求更加严格。
一旦发生事故，这不仅会影响生产和运营，而且会影响环境污染和工人的辐射风险，这可能会进一步影响全球核工业。
影响核网络安全的重大事件，如伊朗地震和韩国核电站泄漏，都说明了核网络安全的重要性和关键性。
在建立、运行和维护中国核电网络安全的过程中，由于大量的进口设备和维护团队，安装和引入潜在漏洞的风险增加。
在核电站仪表和控制系统的运行过程中，如果不能保护网络、主机、应用程序和数据，在恶意软件感染的情况下会产生严重后果。
因此，必须考虑对AES正常运行的影响和网络安全的有效性。
1保护核电站仪表和控制系统安全的策略保护技术方法是根据业务活动来划分网络，避免网络之间的直接连接。
隔离是通过使用单向隔离网关或工业防火墙来实现的，它限制了访问权限并防止恶意软件和信息的传播。
核电厂仪控系统信息安全研究
2021年第20卷第2期核电厂仪控系统信息安全研究□徐博雅【内容摘要】随着数字化仪控系统的大规模应用，核电厂信息安全问题日益凸显，本文主要从法规和技术两个角度对信息安全的要求出发，分析了当今核电厂仪控系统设计过程中的信息安全要求并提出建议。
【关键词】核电厂；仪控系统；信息安全【作者简介】徐博雅（1985．12 ），男，河北人，中国原子能科学研究院工程师；研究方向：反应堆工程与技术随着核电仪控系统数字化的进程随之而来的是信息安全问题日益突出，《中华人民共和国网络安全法》的颁发，将网络、信息安全从规章制度上升到法律的高度。
本文将从信息安全技术和信息安全管理两个方面对核电厂仪控系统信息安全进行分析，提出安全要求。
一、工业控制系统信息安全简述在信息安全领域，工业控制系统信息安全一直处于被忽视的地位；技术和管理手段落后，信息安全意识不足。
人们的主要精力集中于互联网安全、个人隐私安全、资金安全等方面；造成这种局面的原因主要是因为工业控制系统一般是独立而封闭的局域网，对外开放的端口较少导致主观意识上认为系统是安全的，信息安全宣传教育不到位导致的安全意识不足。
从以往的经验看，工业控制系统信息安全存在的隐患是最大的，信息安全事件造成的后果最为严重。
国内工业控制系统的信息安全问题主要集中在以下方面：一是研发、设计、制造水平限制导致的信息安全技术手段落后；二是信息安全管理体系不完善导致的风险；三是信息安全教育不足导致的人为信息安全风险。
而工业系统信息安全造成的后果却非常严重，例如：2015年12月23日乌克兰发生持续三个小时的电网系统事故，影响140万居民用电，经分析确定为网络攻击导致的供电中断事故；2019年3月7日委内瑞拉发生全国性的大范围停电，全国18个州电力供应中断。
从公开资料分析，这两次事件都是有组织、有计划、多渠道、持续性的网络攻击事件，是网络战的经典案例。
二、核电厂仪控系统信息安全需求核电厂的安全性一直是核电厂设计工作的重点，信息安全已经成为核电厂整体安全性的重要组成部分，信息安全设计应贯彻在核电厂仪控系统的设计、制造、调试和运行的整个生命周期中。
IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准与国内等级保护相关标准的协调分析
IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准与国内等级保
护相关标准的协调分析
郭云;李江海
【期刊名称】《核科学与工程》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】伴随着全球工业数字化、网络化和智能化的发展,传统基于物理隔离的保护方式已无法确保核电厂仪控系统的网络安全。
核电厂仪控系统遭受网络攻击不仅可能导致生产过程中断,还可能引起核安全事件,因此核电厂仪控系统网络安全已引起世界各国及相关国际组织的高度关注。
国际电工委员会于2020年发布了关于核电厂仪控系统网络安全防范管控的国际标准IEC 63096,为核电厂仪控系统各相关方提供了基于网络安全防范等级和生命周期阶段的具体指引,用于指导核电厂实施网络安全管控措施,以预防、检测和处置网络攻击。
同时,等级保护制度作为我国网络安全的基础制度,是国内各核电厂必须开展的规定工作。
为此,本文分别对IEC 63096以及等级保护系列标准进行了介绍,重点对二者在安全等级及管控措施方面的协调性进行了分析,从而帮助核电厂在进行网络安全管控措施的部署时有效降低时间成本和投资成本。
【总页数】7页(P161-167)
【作者】郭云;李江海
【作者单位】华能山东石岛湾核电有限公司;清华大学核能与新能源技术研究院【正文语种】中文
【中图分类】TL48
【相关文献】
1.核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
2.核电厂仪控系统的网络安全等级防护研究
3.IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准分析
4.核电站仪控系统网络安全标准研究分析
5.核电厂数字化仪控系统软件共因故障相关核安全标准研究
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核电站仪控系统网络安全标准分析
核电站仪控系统网络安全标准分析摘要：现如今，基于我国信息时代发展背景下，工业领域也因此获得了良好的发展前景，特别是在工业控制系统当中，数字化控制设备实现了非常广泛的应用，在加快工业控制系统升级的同时，也逐渐带来了一些工业控制系统网络安全问题。
与其他系统相比，核电系统本身就具有非常明显的特殊性，并且在运行过程中面临着非常大的网络安全风险问题。
本文主要针对核电站仪控系统网络安全标准进行了深入分析，针对核电仪控网络安全建设方面存在相关政策进行探究，并根据实际情况提出了一些有效的改进策略，希望能为相关人员提供合理的参考依据。
关键词：核电站；仪控系统；网络安全；标准建设；策略目前，我国计算机技术水平有了很大提升，这也使得网络攻击方式不断增加，从而严重影响到了网络系统安全性。
通常情况下，在以往的工业仪控系统使用中，主要体现出了实用性以及时效性等特点，往往没有对网络安全防范工作引起高度重视，很多情况下为了能维持系统稳定运行，会将系统认证以及防火墙等功能进行关闭。
另外，因为受到不同系统之间信息传输的影响，导致工业控制系统与外界网络之间无法实现有效分隔，因此，如果病毒直接侵入到了系统中，那么系统运行下的设备就会受到非常严重的影响。
1.我国核电网络安全相关标准政策1.1.网络安全法律法规与标准政策在我国核电网络安全管理工作中，已经制定出了相应的安全法律法规，主要包括“中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例”、“中华人民共和国网络安全法”以及“关键信息基础设施保护条例”等几个方面。
其中,“中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例”主要是对我国网络安全监督以及责任等方面做出了相关规定，同时制定出了严格的计算机信息安全保护制度，并监督计算机信息安全保护工作的全面实施。
后来“信息系统安全保护条例”全面实施，这也是在我国现有安全法律制度中，非常重要的网络安全法律，该政策的实施，将重点放在了信息基础设施建设保护工作上。
为了保证“信息系统安全保护条例”的价值作用可以充分发挥出来，随后又办法了“关键信息基础设施保护条例”目前，该条例还处于不断完善的阶段。
大型核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则_吴国旸
相 对 于 火 电 机 组 ，核 电 机 组 由 于 单 机 容 量 大 ，蒸 汽做功能力和转子 转 动 惯 量 的 差 距 大，在 发 生 甩 负 荷 等 恶 劣 工 况 时 ，更 容 易 引 起 超 速 。 因 此 ，必 须 通 过 ＯＰＣ 强行快速 关 闭 高、中 压 调 节 阀，有 效 控 制 汽 轮 机转速。 １．３ 机 组 频 率 异 常 保 护
当 前 ，核 电 在 全 球 能 源 战 略 中 发 挥 着 重 要 作 用 ， 中国核电正处于大规模建设、加速发展 时 期 。 ［６－７］ 由 于核电机组 （ＮＰＵ）单 机 容 量 大、安 全 要 求 高，电 网 中发生大的故障扰动对系统和核电机组都将造成严 重的冲击和影响，如 何 保 证 电 力 系 统 和 核 电 机 组 都 能稳定运行 是 一 个 极 其 重 要 的 课 题 。 ［８－９］ 但 是 长 期 以 来 ，核 电 机 组 的 保 护 首 先 考 虑 核 电 机 组 安 全 ，源 网 协调还没有引起有关部门足够重视。
核电工控系统运维阶段的网络安全关键技术及防护措施分析研究
核电工控系统运维阶段的网络安全关键技术及防护措施分析研究摘要：自1990年以来，全世界已发生了近30起通过网络攻击核设施的事件。
其中，最严重的当属2010年伊朗核电站遭受的“震网”攻击事件，该事件导致上千台离心机不可用，给核安全造成巨大的冲击。
根据《中华人民共和国网络安全法》第三章（第二节）第三十一条规定，国家对公共通信和信息服务、能源、交通、水利、金融、公共服务、电子政务等重要行业和领域以及其他一但遭到破坏、丧失功能或者数据泄露，可能严重危害国家安全、国计民生、公共利益的关键信息基础设施，在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护。
为保障核电工控系统可靠、安全运行，确保其敏感数据不被篡改和泄露，规范工业控制大区信息系统的安全管理，网络安全防护策略及技术要求以“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”为核心，满足适度防护、纵深防御、统一管理、技术管理并重、国产化、动态调整六大原则。
关键词：核电工控系统；网络安全；1、华龙项目核电网络安全技术及防护方案1.1工控网络结构华龙项目工控系统以DCS（集散控制系统）为主，DCS按照功能不同可分为四个层级，分别是Level 0（工艺系统接口层）、Level 1（自动控制和保护层）、Level 2（操作和信息管理层）、Level 3(全场信息管理层)，如图1所示。
其中，Level 0层包含现场变送器、执行器，可监测现场的过程参数，并根据上层设备下发的指令控制设备；Level 1层包含现场控制站、通讯站以及网关，负责level 0层的数据并进行自动保护、自动控制或信号预处理；Level 2层包含各类服务器，还有工程师站、操作员站、网关等设备，作为人机交互的接口，向操作员提供机组运行信息，操作员在人机界面上操作，向下层发送控制信息以维持机组的运行；Level 3层负责对电厂信息进行综合处理，并将相关信息传送给应急指挥中心、场内场外专网上的用户，该过程为单向传输。
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核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
发表时间：2020-04-03T05:47:04.431Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年24期作者：姚路锋
[导读] 核电是我国能源行业国家级战略产业，其自身运行过程具有特殊性，所以对核电厂仪控系统有更为严格的安全要求。
福建福清核电有限公司福建福清 350318
摘要：核电是我国能源行业国家级战略产业，其自身运行过程具有特殊性，所以对核电厂仪控系统有更为严格的安全要求。
一旦发生事故，除了生产运行受到影响外，还可能导致环境污染和人员辐射危害，并进一步波及全球核电行业。
伊朗震网事件、韩国核电厂泄密事件等重大的核电网络安全事件说明了核电网络安全的重要性和关键性。
在我国核电网络安全建设运维过程中，由于进口设备多、维护团队多，潜在植入漏洞和引入漏洞的风险较大。
关键词：仪控；核电；安全；协调
引言
随着现代工业技术的发展，工业化与信息化正在不断融合，工业控制系统越来越多采用通用的通信协议和软硬件系统，并且以各种方式接入网络，从而打破了这些系统原有的封闭性和专用性，造成病毒、木马等安全威胁向工控领域迅速扩散。
工业控制系统所面临的信息安全问题日益严重，而且呈现出诸多与传统IT系统不同的特点。
核电厂作为国家关键基础设施，是关注的核心，重中之重。
仪控系统作为核电厂的神经中枢、关键数字资产，是重点保护对象。
而仪控系统从功能安全角度已有完整的法规标准和技术。
如何在不降低安全的情况下考虑加强信息安全，有必要提出协调功能安全和信息安全的整体框架。
1安全级仪控系统需求的描述方法
1.1自然语言需求
在通常的需求实践中，最常见且使用最广泛的一种需求描述方式是使用自然语言。
由于自然语言的广泛性和其描述问题的普适性，使得自然语言需求具备普遍、灵活、可理解这几个主要的优势。
但是，使用自然语言对同一事物进行描述和理解会因人而异，这是由于自然语言本身具有的二义性和人们的认知水平不同而导致的。
1.2模型化需求
在使用自然语言描述需求的同时，人们也专门创建了一些建模语言，如：数据流语言、状态图、AND/OR目标图等模型化建模语言来描述需求。
认知科学中的研究表明，与来自文本中的信息相比，人类更容易捕获并记住来自图画中的信息。
这些发现对于使用需求模型来理解和记忆需求提供了有力的支撑。
需求模型对于关注特定方面的支持十分有用，通过提供预定义的抽象化机制，建模语言支持用于关注特定的方面，同时消除不必要的细节。
对于用自然语言描述的需求，进行正确性、完整性以及一致性等质量属性的检查通常十分耗时且容易出错。
需求建模语言支持对需求的特定质量属性的检查。
然而，与自然语言需求相比，模型化需求所提供的表达能力有限，不能作为一种普适性的需求描述方法，而且需要需求的涉众熟悉相应的建模语言后才能理解需求。
2核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
2.1网络安全区域划分原则
为了更切实地实施分级方法，需要将仪控系统中的基于计算机的和基于数字逻辑的系统划分为若干安全区域，分级保护原则适用于各个安全区域。
区域允许将在安全和设备功能方面有着相似重要性的系统分为一组，以管理并应用保护措施。
定义安全区域的标准可能包括组织问题、本地化、架构或技术方面。
划分网络安全区域应考虑如下原则：（1）网络安全区域的划定应考虑和利用为加强安全目的而引入的独立性和物理隔离要求；（2）划定网络安全区域应同时考虑数据通信、地理/物理隔离以及独立性等方面；（3）除非能够从网络安全防范角度有效的过滤和监测分隔之间的通信，否则由多个子列组成的仪控系统应划分到同一个网络安全区域中。
2.2网络安全的生命周期
核电厂数字化仪控系统网络安全的防范活动是一个动态的过程，根据不同时间的环境情况对网络安全的防范措施进行维护和更新，始终使核电厂的网络处于安全稳定的运行状态。
核电厂数字化仪控系统网络安全控制的生命周期分为评估、设计、实施、维护四个阶段，每个阶段活动完成后才可以进行下一阶段的活动。
第一阶段：评估
对核电厂运行环境、数字化仪控系统运行状态、现场安全控制策略、各种风险等内容进行评估后，制定核电厂网络安全控制的需求，以此作为设计阶段的输入。
第二阶段：设计
根据评估阶段制定的需求作为设计输入，以此设计核电厂数字化仪控系统网络安全的控制方案，设计的内容包括系统安全防护策略、安全控制流程和程序、设计有效的管理组织等。
第三阶段：实施
根据设计阶段制定的控制方案在现场开展修改实施活动，主要涉及硬件/软件的升级、网关/防火墙的安装等。
第四阶段：维护
在维护阶段定期对核电厂数字化仪控系统的网络安全进行检查，以发现网络安全是否需要继续升级改造。
同时在维护期间开展人员的培训，各种安全控制手册、程序的升版工作。
2.3黑、白名单技术对比
传统的防病毒软件、入侵检测系统(intrusiondetectionsystem，IDS)、入侵防御系统(intrusionprotectionsystem，IPS)等都属于典型的黑名单类产品。
黑名单类产品基于已知特征进行恶意软件识别、恶意行为识别，通过设置规划好的“不允许”规则来检测匹配文件、报文、行为等，实现对恶意软件和攻击行为的识别和阻止，达到净化效果。
在核电厂的网络环境里，黑名单类产品有如下缺点。
①内置特征库，需要实时更新才能达到较好的防护效果;核电厂仪控系统与外网隔离，无法及时更新系统补丁，不能保证防护效果。
②在特征匹配过程中会消耗较多资源，可能会造成系统拥堵或缓慢、实时性较差，不满足核电厂仪控系统高实时性的要求。
③特征匹配不能保证完全准确，可能会存在误报;特别是行为特征识别中，往往会将仪控系统的I/O卡读写等驱动层面的操作当成恶意行为进行阻止。
④只能对已知特征进行匹配，发现已知的恶意软件和攻击行为，无法防护“0day”漏洞和有针对性的攻击。
综合考虑上述黑名单类产品的弱点，需要在核电厂仪控系统的安全防护方案中引入不同于黑名单的防护技术———白名单技术。
图1白名单和黑名单技术对比图
2.4隔离原则
（1）对于那些仅用于检测或保护目的的A类信号，对同时用于控制系统（无论其类别）的A类系统信号需要予以特别关注。
这是由于传感器故障可导致控制系统的测量值超出需求容许值，并产生不安全的控制动作，同时还会方案保护系统对不安全工况的探测。
（2）保护系统和控制系统应设计成如下的形似和：对两个系统之间所传递的信号，假设单一故障包括了后继故障，不能引发事故或要求安全动作的瞬态，同时，也不能引发A类系统不可接受的降级。
（3）当A类系统内的一个单一随机故障及其后任何后续故障可引发一个控制系统动作，从而成为导致一个要求安全动作的工况时，即使此时有第二个随机故障使得A类系统降级，A类系统仍应有提供安全动作的能力。
应采取措施，无论任何原因，包括测试或维修目的，使得部件或组建旁通或退出运行，系统都应满足这一要求。
（4）即使有效的旁通、传感器和设备有测试证据证明的高可靠性，对提供控制信号的二取一表决的保护系统将要求比较论证和证明。
如果在维护期间使用了合适的旁通措施，则采用故障安全的设备和自动探测故障传感器的三取二系统能够满足要求。
结语
随着国内核电仪控技术的发展，对于需求工程的理解也在逐步深入。
在需求开发阶段将整个系统的功能、性能需求表达清楚，开发具备良好形式的需求规范，有助于为下游设计提供高质量的需求输入。
这对于提高产品质量，满足客户需求，避免不必要的返工都有着积极的意义。
参考文献
[1]夏丹阳,刘汪平.需求管理在核电DCS系统开发中的应用[J].仪器仪表用户,2015,22(2).
[2]毛磊，郑威，谢新勤.核电仪控系统网络安全保护[J].网络空间安全，2016(6):40-43.
[3]周继翔，朱攀，肖鹏.核电厂仪控系统纵深防御和多样性设计[J].核动力工程，2014，35（1）：122-124.。