江苏科东隔离装置正向

2 StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)

2.1 开发背景

调度自动化系统等与当地的MIS系统或因特网之间直接互联(或无缝连接),对电网安全运行构成严重隐患;

2000-10-13二滩电厂由于控制系统死机造成川渝电网大范围的停电事故,其中控制系统网络与办公自动化系统网络的直接互联就被认为是事故的一个可能因素;

国家电力公司科技环保部2000年科技攻关项目,是国家863项目国家电网调度中心二次系统安全防护的子课题;

2001年在国调试运行,并对设备进行多次改型、功能与性能完善;

2002年6月,国家经贸委下发30号令;

20027月通过公安部检验,并获得网络安全隔离设备的销售许可;

2002年9月由国调、科技环保部在保密局组织了安全测试;

2002年9月通过国家网络安全积极防御实验室检测;

2002年9月通过解放军信息安全评测中心检测

2002年9月底,国调、科技环保部组织了安全技术评审,受到何德全院士、曲延文院士、吴世忠主任、杨有权将军、袁文恭将军等院士专家的好评;

2003年6月11日 StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)全国第一个获得国家电力调度通信中心《关于电力专用安全防护设备的检测证明》;

2003年10月22日 StoneWall-2000网络安全隔离设备获得实用新型   号ZL 02 82484.7。

2004年4月 StoneWall-2000网络安全隔离设备获得国家电网公司科技进步奖,科东公司是国内一获此殊荣的隔离设备生产厂家。

2007年7月对StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)进行全面的升级改造。

2.2 概述

    StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)是由北京科东电力控制系统有限责任公司自主开发研制,具有物理隔离能力的网络安全设备,具有操作简便、高性能、高可靠性等特点。

网络安全隔离设备(正向型)采用软、硬结合的安全措施,在硬件上使用双嵌入式计算机结构,通过安全岛装置通信来实现物理上的隔离;在软件上,采用综合过滤、访问控制、应用代理技术实现链路层、网络层与应用层的隔离。在保证网络透明性的同时,实现了对非法信息的隔离。

 StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)已经通过国调中心的测试,并获得了公安部计算机信息系统安全产品质量监督检验中心的检验报告和公安部颁发的销售许可证。

2.3 基本功能

  1. 完全满足《全国电力二次系统安全防护总体方案》标准要求,并通过公安部、国家电力调度通信中心、解放军信息安全评测中心的检测;

  2. 实现两个安全区之间的非网络方式的安全的数据交换,并且保证安全隔离装置内外两个处理系统不同时连通;

  3. 应用层返回确认字节数为1bit;

  4. 支持多种工作模式:无IP地址透明工作方式(虚拟主机IP地址、隐藏MAC地址)、支持网络地址转换(NAT)、混杂工作模式,保证标准应用的透明接入;

  5. 支持基于状态检测的MAC、IP、传输协议、传输端口以及通信方向的综合报文过滤与访问控制;

  6. 防止穿透性TCP联接:禁止内网、外网的两个应用网关之间直接建立TCP联接,应将内外两个应用网关之间的TCP联接分解成内外两个应用网关分别到隔离装置内外两个网卡的两个TCP虚拟联接。隔离装置内外两个网卡在装置内部是非网络连接,且只允许数据单向传输;

  7. 提供完备的日志审计功能,如时间、IP、MAC、PORT等日志信息。对通过装置进入内网的应用数据及未通过装置而被丢失的应用数据进行完整的纪录,已备事后审计。

  8. 具有报警功能,当发生非法入侵、装置异常、通信中断或丢失应用数据时,可输出报警信息;

  9. 安全、方便的维护管理方式:图形化的管理界面。方便地对装置进行设置,监视和控制系统运行;

  10. 支持地址绑定功能,可以有效阻止非法用户盗用合法用户的IP地址;

  11. 支持双向地址转换功能,可以在保障自身网络安全的前提下向外提供服务;

  12. 具有可定制的应用层解析功能,支持应用层特殊标记识别;

  13. 提供基于硬件WatchDog的系统监视功能,保证系统连续稳定可靠运行;

  14. 提供数据传输软件和API函数接口,方便用户进行二次系统安全隔离的改造;

2.4 设备特点

2.4.1 安全可靠

StoneWall-2000建立在具有自主知识产权的硬件结构和安全操作系统基础上。通过对操作系统内核的大规模裁减,剔除不安全模块,大大加强了系统内核的安全性和抗攻击能力,而且操作系统固化在隔离设备中,避免了因操作系统故障而导致设备工作异常。

StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)功能比较全面,具有单向数据传输、状态检测功能、地址绑定功能、双向地址转换功能、双机热备功能、日志审计功能等,而且由于StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)使用透明接入方式,是一般用户在正常操作时感觉不到设备的存在,这样既不影响网络的工作效率,又保证了更高的安全性。

2.4.2 硬件控制的单向数据传输

正向型网络安全隔离设备的数据流向控制通过特定硬件设备实现,每次由外网到内网传递的数据不能超过1个bit,由内网到外网不限制,极大地保证了内网的安全。

2.4.3 支持双网结构

设备内外网两侧均提供两个网络接口、可以支持单进/单出、双进/双出或双进单出等多种接线模式,能够适应各种需求,部署灵活方便,能够大程度节省用户投资。

2.4.4 支持双机热备

不用心跳线,通过在线检测即可将两套独立的隔离设备整合为一套高可用的物理隔离系统,互为备用的两台设备中任何一台出现故障,另一台设备自动接替其工作,保证提供不间断的网络服务;

2.4.5支持双电源

设备带有两个电源转换器,在工作的时候,有一个电源作为主电源供电,一个作为辅电源作备份,实现了主备电源的故障自动无缝切换,切换时声音报警,有效地提高整个电源工作的可靠性及延长整个系统的平均无故障工作时间。

2.4.6 高强度的抗攻击能力

处于内网和外网通信一通路上的网络安全隔离设备(正向型)无形中成为黑客攻击的首要目标,要保护内网的安全,首先要保证网络安全隔离设备(正向型)具有较强的抗攻击能力,网络安全隔离设备(正向型)采用非INTEL(及兼容)双微处理器,减少被病毒攻击的概率,采用自主版权的操作系统内核,取消所有网络功能,而且设备本身没有IP地址,使得黑客攻击无从下手。

2.4.7 高速稳定

StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)采用高速处理器,保证了硬件平台的高速运转,操作系统经过科学裁减和安全加固,保证了软件平台的稳定运行,再加上百兆以太网模块,这些条件保证了高速稳定的网络传输。

2.4.8 防止穿透性连接,连接方向控制

StoneWall-2000禁止内网、外网的两个应用网关之间直接建立TCP联接,将内外两个应用网关之间的TCP联接分解成内外两个应用网关分别到隔离装置内外两个网卡的两个TCP虚拟联接。隔离装置内外两个网卡在装置内部是非网络连接,且只允许数据单向传输。

网络安全隔离设备对连接进行严格的方向控制,保证TCP连接只能由内网主机(高安全区主机)建立连接,保证内网主机不提供网络服务,使内网主机无懈可击;StoneWall-2000做到了禁止通过穿越安全区的穿透性访问,同时也禁止穿越安全区的E-MAIL、WEB。

2.4.9 真正支持透明接入

StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)真正做到了透明接入,即无论使用任何功能,对正常使用网络的合法用户来设备是不可感知的。网络隔离设备通过使用虚拟主机IP地址和隐藏MAC地址的方式保证了对网络隔离设备对用户的完全透明的工作方式,用户无需更改原有的网络拓扑结构,只需把网络隔离设备置于需要保护的网络或主机的网络即可。

2.4.10 具有内外网络接口通信状态指示灯

    正向型网络安全隔离设备在前面板上提供电源指示灯、10M/100M自适应网卡连接状态,传输速率指示灯,便于用户监控及故障诊断。


设备特点

支持集中监视

华中电力调度(交易)中心在北京科东电力控制系统有限责任公司的协助下起草了《电力专用横向单向安全隔离装置日志标准》,基于此标准,网络安全产品集中监视管理系统可以集中展现各网络安全隔离设备运行工况、配置信息、日志信息、报警信息等并综合利用,以便于系统维护,保证系统安全稳定运行。通过测试验证,北京科东电力控制系统有限责任公司的StoneWall-2000系列网络安全隔离设备均支持此标准的各项接口,符合《电力专用横向单向安全隔离装置日志标准》要求。

该标准的技术原则为:遵从二次系统安全防护方案、不引入安全隐患、不增加设备成本、不增加应用难度。

安全可靠

StoneWall-2000建立在具有自主知识产权的硬件结构和安全操作系统基础上。通过对操作系统内核的大规模裁减,剔除不安全模块,大大加强了系统内核的安全性和抗攻击能力,而且操作系统固化在隔离设备中,避免了因操作系统故障而导致设备工作异常。StoneWall-2000系列网络安全隔离设备(正向型)功能比较全面,具有单向数据传输、状态检测功能、地址绑定功能、双向地址转换功能、双机热备功能、日志审计功能等,而且由于StoneWall-2000系列网络安全隔离设备(正向型)使用透明接入方式,一般用户在正常操作时感觉不到设备的存在,这样既不影响网络的工作效率,又保证了更高的安全性。

硬件控制的单向数据传输

正向型网络安全隔离设备的数据流向控制通过特定硬件设备实现,在硬件上将外网到内网传递的应用数据大小限定为单比特,保证从低安全区到高安全区的TCP应答禁止携带应用数据,可以说全部的病毒都要超过这个长度限制,而即使黑客及病毒强行攻击了外网接口机,其数据也无法进入内网,因此,内网不会受到网络层的攻击,这就在物理隔离的同时实现了数据的安全交换,并提高了防止病毒和黑客非法访问的能力。

防止穿透性连接,连接方向控制

StoneWall-2000禁止内网、外网的两个应用网关之间直接建立TCP联接,将内外两个应用网关之间的TCP联接分解成内外两个应用网关分别到隔离装置内外两个网卡的两个TCP虚拟联接。隔离装置内外两个网卡在装置内部是非网络连接,且只允许数据单向传输。网络安全隔离设备对连接进行严格的方向控制,保证TCP连接只能由内网主机(高安全区主机)建立连接,保证内网主机不提供网络服务,使内网主机无懈可击;StoneWall-2000做到了禁止通过穿越安全区的穿透性访问,同时也禁止穿越安全区的E-MAIL、WEB。

真正支持透明接入

StoneWall-2000网络安全隔离设备(正向型)真正做到了透明接入,即无论使用任何功能,对正常使用网络的合法用户来说,设备是不可感知的。网络隔离设备通过使用虚拟主机IP地址和隐藏MAC地址的方式保证了对网络隔离设备对用户的完全透明的工作方式,用户无需更改原有的网络拓扑结构,只需把网络隔离设备置于需要保护的网络或主机的网络即可。

高强度的抗攻击能力

处于内网和外网通信一通路上的网络安全隔离设备(正向型)无形中成为黑客攻击的首要目标,要保护内网的安全,首先要保证网络安全隔离设备(正向型)具有较强的抗攻击能力,网络安全隔离设备(正向型)采用非INTEL(及兼容)双微处理器,减少被病毒攻击的概率,采用自主版权的操作系统内核,取消所有网络功能,而且设备本身没有IP地址,使黑客无法攻击。并且,把规则设置和对数据报的细致检查都放在内网主机中,通过这样的设置保证即使网络隔离设备的外网侧被黑客攻占,也能保证非法的数据报文无法被传输到内网中去,保证网络物理隔离设备本身具有最高的抗攻击特性及系统安全性,保证了系统安全的大化。

支持双网传送数据

为了适应电力系统特殊要求,特别升级了网络安全隔离装置系统功能。StoneWall-2000网络安全隔离装置最新支持双网口同时工作,也就是在内网和外网分别都有两个网口,支持双网结构的数据传输。更进一步提高了网络安全隔离装置的可适用性。

双路电源供电

设备支持双电源供电模式,在工作的时候,有一个电源作为主电源供电,一个作为辅电源作备份,当主电源失效时,备份电源自动接替主电源工作,同时蜂鸣报警,当主电源恢复时,自动切换回主电源工作,报警结束,实现了主备电源的在线无缝切换,有效地提高整个电源工作的可靠性及延长整个系统的平均无故障工作时间。

高速稳定

StoneWall-2000系列网络安全隔离设备(正向型)采用高速处理器,保证了硬件平台的高速运转,操作系统经过科学裁减和安全加固,保证了软件平台的稳定运行,再加上百兆以太网模块,这些条件保证了高速稳定的网络传输。

实时告警

设备提供实时的报警输出功能,当出现非法访问,设备重启动,通信中断、装置异常或丢失应用数据时,设备将相应的报警信息输出到专用的RS232串口,最简单的应用办法是:用户可以通过串口线将报警信息接入到监控主机,利用超级终端显示,即可获得设备的实时报警信息,也可以连接综合告警平台,实现报警的综合处理。设备的报警格式遵循SYSLOG规范,便于用户收集、分析及综合利用。

具有内外网络接口通信状态指示灯

正向型网络安全隔离设备在前面板上提供电源指示灯、10M/100M/100M自适应网卡连接状态,传输速率指示灯,便于用户监控及故障诊断。

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