1、背景介绍

目前某省供电公司变电站均部署了网络安全监测装置，并接入了网安平台，实现了调度端对变电站纳入网络安全监测范围内设备外设接口使用情况的监测，但是这种方式还存在一定的问题及管控盲点。例如，对非法接入、非法外联事后报警的方式难以从源头上管控杜绝非法接入的USB等设备，同时众多的报警信息也给网络管理人员带来了诸多困扰。

在此背景下，国网某省电力有限公司调控中心计划进行辖区20座变电站50台设备外设接口统一管控能力提升项目实施工作。

2、目标与原则

目标：通过外设接口集中管控能力提升项目实施工作，实现对某省省调、地调及下属的各电力监控系统安全Ⅰ区、安全Ⅱ区终端主机（监控主机等）USB接口的接入行为的集中管控，实现对USB接口的统一管控，杜绝手机等违规外联行为及违规终端的非授权接入。

原则：根据国家电网的相关规范的指导意见，结合省电力有限公司及供电公司的相关要求，在对某省供电公司20座变电站外设接口集中管控能力提升项目实施工作进行安全建设时，所遵循的根本原则是：

业务保障原则：安全建设的根本目标是能够更好地保障网络上承载的业务。在保证安全的同时，还要保障业务的正常运行和运行效率。

结构简化原则：安全建设的直接目的和效果是要将整个网络变得更加安全，简单的网络结构便于整个安全防护体系的管理、执行和维护。

生命周期原则：安全建设不仅仅要考虑静态设计，还要考虑不断的变化；系统具备适度的灵活性和扩展性。

3、案例实施与应用情况详细介绍

本项目建设规划方案综合考虑省调度主站（I、II区）及变电站两部分的建设工作

① 调度主站（I、II区）

在Ⅱ区部署外设接口管控平台，实现多个变电站外设接口管控系统的统一接入、统一升级、策略维护、集中审计等业务管理功能，集中管理USB保护装置、交换机等设备；

在Ⅰ区、Ⅱ区的前置采集网关机部署通信代理，利用通信代理实现外设接口管控平台对多个变电站外设接口管控系统、交换机的数据采集、指令下发；

配置I、II区之间防火墙策略，实现安全Ⅰ区前置采集网关机与安全Ⅱ区外设接口管控平台之间的数据传输。

② 变电站

在II型网络安全监控装置上部署接口管控通信代理，利用II型装置的网络通路，辅助外设接口管控平台完成外设接口管控系统、交换机的集中化管理：将同网段内外设接口管控系统、交换机的接口信息上送到外设接口管控平台,将外设接口管控平台下发的指令推送到外设接口管控系统、交换机；

在监控主机/服务器部署外设接口管控系统（软件），负责主机USB接口、网络接口、串口设备等信息采集、策略响应和日志采集，根据管控策略允许鼠标键盘、白名单U盘和USB安全保护装置映射的U盘接入，封禁其他USB设备；与USB安全保护装置交互，实现USB安全保护装置策略的配置与恶意代码引擎与特征库的更新；

在监控主机/服务器部署USB保护装置（硬件），负责USB设备的接入管控，并对允许使用的USB存储设备进行恶意代码检测与文件访问控制，实现USB存储设备、鼠标键盘设备到目标主机的映射；

将局域网交换机接入接口管控通信代理，获取交换机的控制权限，实现交换机的数据采集与接口管控；

纵向加密装置策略开通，允许变电站接口管控通信代理与调度主站前置网关机通信代理进行通信，实现调度主站外设接口管控平台与变电站外设接口管控系统、交换机的数据传输、指令下达。

本项目实施工作分为两个阶段完成：

第一阶段：部署USB保护装置，设备通过USB直连数据线，直接接入被保护主机USB接口，单机测试使用；

第二阶段：在第一阶段测试完成后，部署外设接口管控平台（机架式设备）、外设接口管控代理、通信代理，实现对USB保护装置、交换机的统一接入管理、统一升级管理、集中审计。

针对项目中存在的难点问题，具体如下：

技术兼容性：不同品牌和型号的设备在接口和通信协议上可能存在差异，导致集成和部署难度较大。

安全策略配置：防火墙和纵向加密装置等安全设备的策略配置需要精确且复杂，一旦配置错误可能导致通信故障或安全隐患。

数据交换和同步：外设接口管控平台与前置采集网关机、外设接口管控代理等设备之间的数据交换和同步需要高效且可靠。

项目团队充分考虑了业务实际情况，制定了详细的实施方案，包括外设接口管控平台、前置采集网关机、接口管控代理、USB保护装置等关键设备的部署和调试计划，并明确了项目的目标、原则、实施步骤和配合事项。

通过提前进行技术调研和测试，确保所选设备能够兼容并满足项目需求；

制定详细的配置方案和测试计划，并进行充分的测试和验证，以确保安全策略配置的正确性和有效性；

采用高效的数据交换协议和通信技术，并进行实时的数据同步和校验，以确保数据交换和同步的高效性和可靠性。

整体部署拓扑图如下：

本项目采用了前置采集网关机+平台的架构，实现了对电力监控系统终端主机外设接口的集中管控和统一审计。同时，通过引入USB保护装置和接口管控代理等技术手段，有效杜绝了外设接口违规外联和非法接入等安全隐患，通过创新性的技术手段和解决方案，不仅提升了项目的实用性和可操作性，也为其他类似项目的实施提供了有益的参考和借鉴。

本项目方案主要功能特点如下：

内核级管控：在内核层实现USB设备插拔事件响应，可在恶意设备枚举完成前阻断连接。协议级过滤：直接解析USB协议栈，精确控制设备类对U盘进行接入控制、病毒查杀、文件黑白名单管控和全面的日志审计等，保障数据摆渡的安全。内存隔离：内核模块运行在Ring 0特权级，可防止用户态恶意程序篡改USB安全策略，提升系统整体安全性。

多层组件结合：整体方案由外设接口管控平台、前置代理程序、外设接口管控通信程序、外设接口管控程序、USB安全管理系统构成的5层组件组成，各组件分工明确且协同工作，实现了从设备接入、信息采集与传输、策略执行到安全防护的全流程管理。这种架构设计确保了系统的高效运行和扩展性，能够适应电力行业内不同规模网络环境的安全管理需求。

精细的设备管控技术：对外设接口的细粒度管控，不仅能精准控制USB设备的接入和使用权限，还能对网卡、串口、光驱等多种设备进行有效管理。通过设置黑白名单、启用或禁用设备等操作，实现对USB设备、交换机接口的细粒度管控，且可以针对不同U盘设置不同权限，限制可执行文件访问和U盘自动播放功能，防止恶意软件传播，从源头降低安全风险。

全面的日志审计：提供全面的日志审计功能，涵盖操作日志、外设接口管控终端日志和系统运行日志。这些日志详细记录了系统中发生的各种操作和事件，包括用户登录、权限管理、业务操作、设备插拔等信息。通过对日志的分析，管理员可以实时监控系统状态，追溯安全事件的源头，为安全决策提供有力依据。

本项目主要实现功能如下图所示：

4、应用价值与效益

合规强化与风险降低：项目通过构建一套高效、智能的外设接口管控体系，实现了对电力监控系统终端主机外设接口的全面监控与统一管理，有效杜绝了违规外联、非法接入等潜在的安全风险，显著提升了系统的合规性。这种创新性的管控模式，不仅符合国家对电力监控系统网络安全的高标准要求，也为企业自身筑起了一道坚实的合规防线，降低了因安全违规而可能面临的法律风险和声誉损失。

成本控制与效率提升：在项目实施前，由于外设接口管理分散、手段落后，导致安全管控效率低下，且需投入大量人力进行日常巡检和故障排查。而项目通过引入先进的USB保护装置、接口管控代理等技术手段，实现了对外设接口的自动化、智能化管理，大大降低了人力成本和管理难度。同时，集中管控和统一审计的功能，也提高了安全事件的响应速度和处理效率，进一步降低了因安全事件导致的运营中断和损失，实现了成本控制与效率提升的双重目标。

价值创造与业务增值：项目的成功实施显著增强了电力监控系统的安全性，为企业的安全生产和供电服务奠定了坚实基础。同时，项目凭借其创新性和实用性，树立了行业建设标杆，其可复制性和推广性更为企业未来业务拓展提供了技术支持和经验借鉴，有效促进了价值创造与业务增长的良性循环。