水利工控数据安全传输技术研究

作     者：葛创杰 荆芳 王戈飞 袁世冲 

作者机构：黄河勘测规划设计研究院有限公司 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0839[工学-网络空间安全] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发项目(2023YFC3209200) 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心项目(2023C005) 

主　　题：水利工控系统 数据传输风险 数据加解密 协议加固 通信安全 

摘      要：针对水利工控系统面临的数据监听、数据篡改、数据伪造等安全风险，基于商用密码算法，开展数据安全传输技术研究，确保水利系统中工业以太网数据和现场总线数据传输的机密性、完整性和真实性。首先分析当前水利工控系统面临的数据传输风险，再针对工业以太网和现场总线2类通信协议进行安全加固设计，完成密码模块设计，开展多场景安全性测试与分析。经某水务基地水利一体化闸门现场测试，2种模式下各通讯主体间分别收发数据10000次，其中工业以太网层共计成功收发数据10000次，失败0次，加密前后平均延时0.25ms，现场总线层共计成功收发数据9977次，失败23次，加密前后平均延迟为269.28ms，另外，开展了身份仿冒、数据窃取、数据篡改攻击测试。实验结果表明，该方法加解密成功率极高，时延很低，运行非常稳定，能够抵御外部攻击，在不影响业务运转前提下，可有效保障水利工控场景下的数据通信过程安全。