新一代信息通信及网络安全技术发展趋势-国家电网-2020.11-37页_2mb

新一代信息通信及网络安全技术发展趋势总结

核心内容

新一代信息通信及网络安全技术正在加速发展，以满足能源互联网建设对电力系统智能化、安全化、开放化的需求。这些技术融合了人工智能、区块链、边缘计算、量子计算、5G/6G通信、大数据、云计算、可信计算、态势感知等，推动电力系统向更加智能、安全、高效的形态演进。

主要观点

• 信息技术：新一代信息技术如人工智能、区块链、边缘计算等正被广泛应用于电力系统，提升其自动化与智能化水平。电力系统正在向“神经系统”演进，实现发、输、变、配、用、调等环节的全面感知和在线控制。
• 通信技术：5G已成为国家“新基建”重点部署领域，6G技术正在向更高性能、更广覆盖、更智能、更绿色的方向发展。空天地一体化通信网将成为未来通信的重要形态。
• 网络安全技术：传统的“封闭隔离”防护体系已不能满足能源互联网的复杂安全需求，需向动态防御、态势感知、可信计算、后量子密码等主动安全体系转变，以应对未知攻击和量子计算带来的威胁。

关键信息

信息技术发展现状与战略需求

• 发展现状：

  • 电力行业信息网络基础设施逐步夯实，信息技术已深度融合电网各环节。
  • 基础设施转型升级加快，云平台、高效能数据中心、卫星通信网络等逐步建成。
  • 智能化与自动化技术结合紧密，支持复杂问题的计算处理与系统赋智赋能。

• 战略需求：

  • 前沿科研成果与电力业务结合：人工智能、区块链、5G等技术将加速在能源互联网中的落地，提升技术先进程度和国际竞争力。
  • 学科融合发展：通信、仿真、安全、云平台、大数据等多学科融合，支撑能源互联网的构建。
  • 数据中心战略需求：
    • 硬件：加快UPS电池、智能母线、直流配电、液冷技术等应用。
    • 软件：实现动态能耗管理、计算任务调度、一体化智能管理。

通信技术发展现状与趋势

• 发展现状：

  • 通信技术由模拟向数字演进，光纤、无线、卫星等技术飞速发展，形成“空天地海”协同泛在通信网。
  • 5G已实现大规模部署，国内用户超3亿，基站超48万个，预计2030年带动经济产出36.7万亿元。

• 发展趋势：

  • 5G/6G技术：5G将推动物联网应用深化，6G将实现数字孪生、智慧泛在，构建全频谱融合通信网。
  • 6G愿景：实现去中心化、扁平化、全空间覆盖、感知-通信-计算一体化协同。
  • 技术指标：6G将具备太比特级峰值速率、超低时延、超局安全、亚米级定位等能力。

网络安全技术发展现状与趋势

• 发展现状：

  • 电力网络安全经历了从无体系化防护到边界隔离被动防护，再到主动防御的转变。
  • 现有技术如防火墙、入侵检测等已不能应对复杂网络环境，需发展动态防御、态势感知、可信计算等技术。

• 发展趋势：

  • 动态防御技术：通过IP地址跳变、网络动态变形、拟态防御等手段，提高系统防御能力。
  • 态势感知技术：全面感知网络态势，预测攻击趋势，实现智能响应与防范。
  • 可信计算技术：以TPM或TCM为信任根，构建安全可信的计算平台。
  • 后量子密码技术：应对量子计算对现有加密体系的威胁，研究抵抗量子攻击的密码算法。

电力系统网络安全战略需求

• 防护策略：提出“分级分域、可信接入、智能感知、动态防护”的总体策略，推动安全防御体系向动态智能转变。
• 技术攻关：重点研究态势感知、动态防御、可信计算、抗量子技术，提升电力物联网安全。
• 国际标准：国外以TPM为信任根，国内以TCM为信任根，形成双体系可信计算标准。

发展趋势

• 信息技术：人工智能、数字孪生、量子计算等技术将推动社会向“万物智联”发展。
• 通信技术：5G/6G将实现广覆盖、高带宽、低时延、智能服务，构建空天地一体化通信网络。
• 网络安全技术：从静态被动防御转向动态主动防御，构建多层次、全方位的安全保障体系。
• 能源互联网：将传统电力技术与信息通信技术融合，实现多能互补、跨季节互济、广域配置，成为开放共享、弹性灵活的新型能源网络。

潜在使能技术

• 6G网络：实现数字孪生、智慧泛在，支持全频谱接入、虚拟天线、4D MIN等技术。
• 卫星互联网：以中低轨星座组网、低成本天基节点布设、高速数据传输为核心，实现空天地海互联互通。
• 量子计算与通信：量子计算将推动大规模并行计算，量子通信与加密技术将为未来网络安全提供保障。

未来展望

新一代信息通信及网络安全技术的发展将推动能源互联网向更智能、更安全、更开放的方向演进。通过多学科融合、技术协同创新，实现电力系统从传统向数字化、智能化、安全化的全面转型。