核电厂仪控系统安全和网络安全协调
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
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析摘要：数字化仪控在核电厂中的应用操作，为现有工作人员提供了信息资讯，也保证了核电厂的有效运作。
在核电厂数字化仪控系统之中，通讯网络是最为核心的部分，为控制系统的落实推进和工作执行带来了数据支撑保障，也促进了管理升级。
本文结合我国常见的核电厂数字化仪控系统的通讯网络结构，对其中的工作状态和工作模式进行了综合的分析，以求加快通信网络升级，保证核电厂工作的稳定性和高效性。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；远程智能运维引言:在当前的发展阶段，我国核电厂的仪控系统逐渐开始使用数字化的仪控装置，同时在数字化仪控系统结构之中，通信网络系统占据了较为重要的地位，为后期的系统控制和相互的控制站之间的数据信息管控分析提供了重要的工作基础。
在核电厂仪控系统操作中，设定了安全级以及非安全级两种，安全级系统需要具备多种安全操作功能结构，为此对于系统仪器设备的基础性能以及仪控设备的安全操作管理有着较高的管理基本要求。
通信网络作为当前数字化仪控系统的核心内容，在安全级数字化仪控系统中的作用逐渐地凸显。
为此就需要保证通信网络的功能多元化，以适应不同的故障问题以及安全管理基础要求，这也是保证通信网络安全有效的基础原则。
一、核电数字化仪控系统的相关概述核电数字化仪控系统是整个核电厂的核心系统，是保证核电站安全稳定运行的基础操作体系和工作项目。
运维管理作为核电站生命周期稳定的工作核心和基础，是保证核电站安全操作的管理基础手段。
随着新型核电站建设管理的不断加强，通过对已有核电站的不断优化和转型，核电站已经逐渐依托数字化仪控系统构建出了核电站的运行操作，实现了系统的控制和保护。
数字化仪控系统的产品内容也是因为规模化的集成电路信息资料的应用，智能化发展管理要求的提升，核电数字化仪控系统的工作方式不断升级。
传统人为的修订和优化模式，已经不能适应核电数字化仪控系统维护操作管理要求，因此全面优化维修技术和运维工作方式就显得尤为必要。
核电厂仪控系统的网络安全等级防护分析
核电厂仪控系统的网络安全等级防护分析摘要：近几年来，在全球范围内，由于电子设备的安全问题，已经引起了社会各界的广泛关注。
为了适应我国核电发展的数字化、信息化需求，加强核电仪控制系统的网络安全，对于核安全有着十分重要的意义。
然而，对每个系统或装置实行同一级别的防护，既不经济，也不现实，应按其重要性和实际需要进行分级，然后根据其重要性和重要性的大小，采取相应的保护措施。
目前，国内外已陆续制定了相应的技术规范，但其与核电仪控制系统的适应性、兼容性还存在着诸多问题。
文章分析了目前存在的问题，并给出了一些对策。
关键词：核电厂；仪控系统；网络安全等级引言据“谛听”和国家信息安全漏洞共享平台的统计，2009-2019年工业控制安全漏洞的数量每年都在增加。
核动力装置的仪表与控制系统也属于工业控制系统，它是核动力装置的“神经中枢”，它负责着核动力装置的几百个系统、上万个装置的运行，同时还包含了核动力装置的应急停堆、专用安全装置的启动等，如果出现网络信息安全事件，将会对核电厂的正常生产造成严重的影响，严重的还会危及到人类的生命和生态环境。
一、仪控系统网络安全分级中存在的问题目前，我国各核电厂均设有独立的计算机及网络管理机构。
核电厂和工程单位的安全管理主要依据《中华人民共和国网络安全法》（HAD102/16）、《核电厂安全控制与监控系统》、《核电厂安全技术规程》、《核安全技术标准》、《核电厂技术与设备安全标准》（HAD2/14)，以及《核电安全相关文书》等。
以及管制制度。
系统风险评估，防护等级， RG5.71,IEC62645等，对系统风险评估、等级保护、 RG5.71、IEC62645等方面的综合评价。
（一）等级保护方案并不能完全适用于核电I&C系统在电力控制系统的安全等级规范中，核电厂 DCS采用了三级防护，但是，核电厂对保护系统的实时、可靠性有很高的要求，并对三级有特殊的保护（如防火墙、入侵检测等）。
它会对上述各项指标造成直接的冲击，从而对核安全造成严重的危害，其危害程度甚至超越了网络。
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔发布时间：2022-12-27T07:14:47.022Z 来源：《国家科学进展》2022年9期作者：汪昭翔[导读] 随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
身份证号：46003119910811xxxx摘要：随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
关键词：核电厂；仪控系统；可靠性引言随着我国核电事业的发展，仪表与控制系统的引入给核电厂的安全与可靠性带来的风险受到了广泛关注。
目前，核电厂仪控系统的状态监测仅针对单台设备，忽略了设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响，存在一定的局限性。
仪控系统是核电站的中枢神经系统，而反应堆保护系统是核电站中枢神经系统的小脑，其可靠性对核电站的安全运行至关重要。
本文对如何提高电厂仪控设备的可靠性进行了研究和分析。
1核电厂常见仪控设备核电厂仪控设备包含数字化控制系统和工艺仪表设备，工艺仪表设备包含就地仪表和远传仪表，远传仪表包含开关量仪控设备和模拟量远传设备，模拟量远传设备又主要包含液位、压力、流量、温度、转速、震动、位移测量设备。
其中模拟量传感器是仪控现场设备中最重要的组成部分之一，其通常用于测量工艺系统过程参数或设备参数，用于核电机组的运行监视、自动控制或通道保护，并且模拟量远传仪表的趋势是可监视分析的。
基于以上原因，本文的主要研究内容就是仪控模拟量传感器。
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。
核电厂数字化仪控系统信息安全监管要求探讨
核电厂数字化仪控系统信息安全监管要求探讨杨丽丽;宋大虎;张巧娥;刘婷;孔令海;张玮【摘要】本文给出了核电厂信息安全的概念和内涵,研究了IAEA和NRC对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,分析了我国法规对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,对强化数字化仪控系统信息安全监管要求提出了建议.【期刊名称】《核安全》【年(卷),期】2017(016)002【总页数】6页(P50-55)【关键词】核电厂;数字化仪控系统;信息安全;监管要求【作者】杨丽丽;宋大虎;张巧娥;刘婷;孔令海;张玮【作者单位】环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082【正文语种】中文【中图分类】TP309随着信息化的发展，基于计算机和网络的数字化信息系统越来越广泛地应用于工业控制系统中。
核电厂也越来越多地采用全数字化的分布式控制系统(Distributed Control System,简称DCS)。
DCS有诸多优势，但同时也面临着严峻的核安全挑战。
2010年爆发于伊朗核设施中的震网病毒，给核安全带来了巨大的威胁，引发了业界对核电厂DCS系统信息安全问题的探讨。
我国自田湾核电厂首次使用DCS 之后，新建核电厂均陆续采用DCS，这为信息安全工作带来了很大挑战。
“信息”是一个宽泛且内涵丰富的概念。
网络和计算机系统中传输的数据是信息，两个物体碰撞后留下的痕迹也是信息，写在纸面上的文字还是信息。
在讨论核电厂DCS系统的信息安全时，可以认为是保护DCS系统中储存、传输和使用的数据的安全。
国际上，通常用“information security”来表示“信息安全”。
国际电工委(International Electrotechnical Commission,简称IEC)给信息安全的定义是“保持信息的机密性、完整性和可用性”[1]，同时还包括真实性、可说明性、不可否认性和可靠性等其他方面。
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用摘要：将数字化仪控系统引入核电厂，可以使核电厂的工作人员得到更为精确的线路信息，使核电厂的安全生产得以顺利进行。
通讯网络是核电厂数字化仪控系统的核心，它为核电厂的监控系统和各控制站之间的数据交换奠定了坚实的基础。
文章重点对核电厂仪控系统进行了概述，比较了各种通讯网络的优劣，并讨论了在核电厂数字化仪控中应用最广泛的通讯网络。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；通讯网络前言数字化仪控系统是信息技术、控制技术、网络技术的有机结合，在核电工程中得到了广泛的应用。
经过几十年的技术创新和制造实践，使得我国核电厂数字化仪控系统得到了不断发展，但也对其运行可靠性提出了更高的要求。
通讯网络是数字化仪控系统中的关键部分，担负着核动力装置的大量信息传递，是核电厂过程控制的核心环节。
工业以太网技术的特点、工作原理及可靠性已逐步成为新建电站中的一个重要问题，也是目前电力设备可靠性提升的一个重要课题。
1.核电厂仪控系统概述核电厂仪控系统属于非安全级别。
非安全控制系统指的是电站的控制系统，它负责设备的启动、控制和停止等功能，也就是控制电厂各种设备的功能。
DCS是一种在工业上得到广泛应用的分布式控制系统，它采用了大量的模拟量回路控制，并将4C技术(通信，计算机，控制，CRT)技术相结合，并与现场装置及控制器连接。
该网络的组成是：控制(工程)，操作(操作站)，以及现场仪器(测试站)。
DCS由四个层次构成：接口层、过程控制层、操作监控层、信息管理层。
2.各通讯网络性能的优缺点2.1SINECH1网络网络拓扑结构常见为树型以及树形和环网网络相结合的网络结构。
SINECH1网络的优势在于：第一，它具有很好的开放性和互联性；第二，它没有主结构，不会对整个通讯系统造成任何影响。
但也存在一定的不足，如SINECH1网络存在着复杂的组网流程和繁琐的运行过程，给以后的维护带来了困难。
2.2SINECL2/FO网络它的网络拓扑主要有点对点、总线型、树型、星型和环型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核电厂仪控系统安全和网络安全协调
1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。
2安全和网络安全协调要求
2.1基本原则
数字式仪控系统整体结构层面应考虑以下原则：（1）网络安全措施不能影响核电厂安全目标。
网络安全措施不应损害仪控系统架构实施的多样性和纵深防御的有效性。
（2）首先按照IEC61513的要求，进行仪控系统功能初次分配，并进行仪控系统架构总体设计，然后考虑可能影响整体系统架构的网络安全要求。
通过迭代设计过程，将可能影响系统架构的网络安全要求整合到一起。
（3）网络安全功能不得对安全重要功能所要求的性能、有效性、可靠性和可操作性产生不利影响。
（4）安全重要系统增加的网络安全特征应进行失效模式和后果分析，并考虑预防、控制或缓解措施.（5）当两种架构设计有相同等级的安全性时，优先考虑具备网络安全防范特性的设计。
但应避免不必要的复杂设计，因为复杂设计既不利于功能安全也不利于网络安全。
2.2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。
2.3共因故障处理原则
在某些情况下，共因故障的措施，有利于网络安全防范。
具体情况需由负责网络安全人员基于特定场景可能的恶意攻击和潜在威胁进行评估。
多样性手段在网络安全防范中使用，利弊需要具体分析。
以串联方式可以增加网络安全效果，但是会引入复杂性；以并联方式则可能增加系统接入路径和漏洞。
对于集成到系统中的网络安全防范措施，应分析其可能在多样性系统间引入共因故障的潜在风险。
存在风险时，应考虑替代措施，在保证充分的网络安
全的同时，降低共因故障风险。
2.4隔离原则
隔离设计在某些情况下也可用于网络安全防范。
应由负责网络安全的人员按照场景进行分析，利用隔离措施促进安全防范。
功能安全相关标准所提出的用于支持A类功能的控制系统的独立性要求，对网络安全是有益的，应针对具体场景进行评估和验证，以便在网络安全防范中纳入这些措施。
这些控制系统的独立性要求包括：（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。
3结语
在核电厂仪控系统设计时，考虑功能安全和信息安全的协调要求，使仪控系统在保证安全性的同时也具备适当的信息安全特性，为确保电站安全稳定运行、免受网络攻击提供了有力保障。
参考文献
[1]王小山,杨安,石志强,孙利民.工业控制系统信息安全新趋势[J].信息网络安全,2015(01).
[2]卿斯汉.关键基础设施安全防护[J].信息网络安全,2015(02).
[3]章坚青,王根生.核电厂安全重要仪表和控制系统标准体系概述[J].自动化仪表,2010(09).。