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
文獻標識碼： A
DOI： 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.02.010
引用格式： 田學成，張五一，江楠，等. 基于Modbus協議新能源風電網絡通信安全研究[J].網絡安全與數據治理，2022，41(2)：61-67.
文獻標識碼： A
DOI： 10.20044/j.csdg.2097-1788.2022.02.010
引用格式： 田學成，張五一，江楠，等. 基于Modbus協議新能源風電網絡通信安全研究[J].網絡安全與數據治理，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
能源行業網絡安全關系國家的基礎設施安全。2019年阿根廷發生大規模停電，沿海輸電系統疑遭受黑客攻擊發生故障并導致全國停電[1]；2021年美國主要輸油管道系統受到勒索軟件攻擊，持續多日中斷，造成嚴重經濟損失[2]。
網絡安全是國家安全的重要組成部分，當下大國關系不明，針對關鍵基礎設施的網絡攻擊時有發生，關鍵基礎設施一旦被境外黑客攻擊利用，將會造成不可估量的損失。
相比于傳統互聯網安全，工業控制系統在設計之初重點考慮系統的穩定性、實時性、魯棒性，而安全性并沒有得到充分有效的考慮，造成工業控制系統存在著大量的漏洞和后門。據CVE、CNVD等漏洞數據庫統計，西門子、施耐德、羅克韋爾、AB、ABB、艾默生、歐姆龍等工控設備暴露的漏洞占據前列[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，極易導致安全事件發生。我國工業控制系統基礎薄弱，大部分控制設備、工控協議和系統使用國外設備，面臨很多潛在的未知安全威脅。隨著新能源產業的發展以及工業控制系統的網絡互聯趨勢，必須要加強新能源工業控制系統的網絡安全建設和防御能力。
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作者信息：
田學成1，2，張五一1，2，江 楠1，2，陳燕峰1，2
(1.國電南京自動化股份有限公司，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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