技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于IEC62351智能變電站的MMS報文離線分析方法。

背景技術(shù)

為提高變電站二次系統(tǒng)安全防護能力，降低智能變電站設(shè)備被惡意控制或誤操作的風(fēng)險，防止關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)被篡改或竊取，確保不發(fā)生因信息安全引發(fā)的電網(wǎng)事故和大面積停電事故。以IEC62351規(guī)范為基礎(chǔ)依據(jù)，對智能變電站內(nèi)部站控層通信規(guī)約(即MMS報文)進行改造加強。改造后的站控層網(wǎng)絡(luò)通訊具備了：

機密性(Confidentiality)：防止對信息的未經(jīng)授權(quán)訪問；

完整性(Integrity)：防止未經(jīng)授權(quán)修改或竊取信息；

可用性(Availability)：防止拒絕服務(wù)和保證對信息的授權(quán)訪問；

不可抵賴性或可追溯性(Non-repudiation or Accountability)：防止否認(rèn)

改造后的變電站站控層網(wǎng)絡(luò)通訊由明文轉(zhuǎn)為密文。使得變電站內(nèi)部了站控層通訊安全性得到提高，但對變電站內(nèi)部報文記錄，分析的工作帶來新的難題。

在數(shù)字化變電站內(nèi)，為了完整記錄變電站事件，有必要將變電站內(nèi)各二次設(shè)備的通訊報文都記錄下來。在變電站出現(xiàn)故障時，可以通過提取記錄的報文。并分析報文來還原事故的前后過程。目前此項工作是由“網(wǎng)絡(luò)分析儀”這類裝置完成的。事實上，在數(shù)字化變電站中，“網(wǎng)絡(luò)分析儀”是必不可少的設(shè)備之一。但當(dāng)前的“網(wǎng)絡(luò)分析儀”只能對未加密的MMS報文解碼。而對于基于IEC62351改造后的MMS報文解碼則無能為力。因此，急需一種基于IEC62351的MMS報文離線分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于IEC62351的MMS報文離線分析方法，旨在對現(xiàn)有的“網(wǎng)絡(luò)分析儀”設(shè)備作功能增強，以使現(xiàn)有的“網(wǎng)絡(luò)分析儀”設(shè)備有能力對基于IEC62351的MMS報文作離線分析。

本發(fā)明的目的可通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)：

一種基于IEC 62351的MMS報文離線分析方法，包括如下內(nèi)容：

首先，對基于IEC61850規(guī)約MMS報文進行改造形成基于IEC62351的MMS報文，改造過程包括如下步驟：

1.1基于IEC61850規(guī)約MMS報文在傳輸層的改造：在傳輸層添加安全傳輸協(xié)議SSL/TLS，對應(yīng)用層數(shù)據(jù)進行加密通信；

1.2基于IEC61850規(guī)約MMS報文在應(yīng)用層的改造：對IEC 61850規(guī)約MMS用戶在進入MMS環(huán)境之前，在MMS關(guān)聯(lián)建立時對MMS用戶進行認(rèn)證，即使用關(guān)聯(lián)認(rèn)證結(jié)構(gòu)來進行MMS協(xié)議的認(rèn)證；

ACSE關(guān)聯(lián)認(rèn)證結(jié)構(gòu)內(nèi)容由以下三部分組成：

1)、SignatureCertificate：簽名證書；

2)、SignedValue：簽名信息，它的值由以下方法計算得到：

a)使用HASH算法對字段time計算摘要值；

b)使用簽名證書對應(yīng)的私鑰計算摘要值的簽名值；

3)、Time：用GENERALIZEDTIME格式表示的格林威治時間(GMT)值；

接著，對基于IEC62351的MMS報文進行離線分析，具體過程如下：

2.1、對傳輸層加密報文的解碼；

在進行傳輸層進行連接的同時，MMS通訊的雙方，即服務(wù)端及客戶端，實時發(fā)送一份自身的密鑰信息給“網(wǎng)絡(luò)分析儀”設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)備將根據(jù)接收到的密鑰信息對相對應(yīng)的MMS報文進行離線分析，過程如下：

“網(wǎng)絡(luò)分析儀”設(shè)備收到服務(wù)器及客戶端發(fā)送的包含自身密鑰信息的UDP報文后，存入“密鑰數(shù)據(jù)庫”中，提取UDP報文中以下三類信息：

a)源IP地址：用于判定具體哪個設(shè)備的密鑰信息；

b)密鑰信息：用于解密對應(yīng)的加密報文；

c)報文接收時間：用于計算密鑰生存時間；

所述密鑰生存時間計算方法是：同一源IP發(fā)送的UDP報文中，將當(dāng)前接收到的UDP報文時間減去上一次接收到UDP報文的時間。

再將MMS報文接收時間和源IP地址作為關(guān)鍵字，匹配“密鑰數(shù)據(jù)庫”中源IP地址以及報文接收時間，進而獲取每幀MMS報文對應(yīng)密鑰信息；找到對應(yīng)的密鑰信息后，運用此密鑰信息將每幀離線報文進行傳輸層的加密信息進行解碼；

2.2對應(yīng)用層報文ACSE部分的解碼，具體過程如下：

在傳輸層報文加密信息解密后，按照ASN.1解碼規(guī)則解碼ACSE部分內(nèi)容以進行關(guān)聯(lián)認(rèn)證，步驟如下：