网络安全小论文范文第1篇

关键词：计算机网络安全；教学手段；交互式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2023）04-0200-02

随着国际一体化的快速推进，信息技术在社会和经济发展中的地位越来越重要，信息安全成为关系到信息技术能否成功得到应用的一个关键因素。培养掌握高级信息安全高级人才已成为我国信息化建设的关键。

一、国内外现状

关于信息安全的教材，国内外有很多，比如由机械工业出版社出版的《网络与信息安全教程》，清华大学出版社出版的《信息系统的安全与保密》及William Stallings著的由电子工业出版社出版的《密码学与网络安全》。这些教材一般都是基于密码学基础，介绍基础的相关网络安全知识和基本原理，比如计算机网络安全的基本概念和技术、数据加密和认证原理技术、入侵与病毒、防火墙原理和技术等内容，比较适合本科生使用。但是随着信息技术及网络技术的快速发展，网络安全涉及的内容也越来越多，技术难度也越来越大，比如可信计算、无线网络安全、信息隐藏和数字水印技术及组播安全等理论和模型，而目前国内外还没有合适的教材涉及以上内容，适合研究生层次的教学。以上这些理论和技术目前只能在相关科研论文或其他文献中查到，这对我校计算机学院所开设的研究生学位课《高级计算机网络安全》的教学极不方便，也影响了同学们的学习。

二、课程内容的探索

本文作者从2006年开始，已经连续8年承担计算机学院《高级计算机网络安全》课程的教学，具有丰富的教课经验，并已积累了大量的教学素材。很多专家和学者也对信息安全和研究生教学进行了探讨和思考。考虑到当前信息安全的多个热点领域和发展方向，该课程内容从可信计算TCG和可信网络TNG开始，深入分析当前信息安全领域的现状和存在的问题，引出现代信息技术所涉及的信息安全的各种理论和相关技术，包括无线网络安全、信息隐藏和数字水印技术、网络流量分析、盲签名/群签名、病毒传播模型及云计算安全等。同时，为了加强学生的理论理解，在课程教学中融合一定的实例和案例分析，力求做到理论和实际相结合，提高学生的动手能力；同时对涉及领域的研究动向进行全面的综述，培养学生的研究能力和创新能力。

三、教学手段的探索

本课程教学最初几年，主要采用教师课堂讲授的方式。但由于课程涉及内容广，难度大，大部分学生有畏难情绪，教学效果并不好。通过和研究生多次交流，并不断总结经验，作者认识到：为了激发学生的学习兴趣、提高学生的学习热情，调动学生的积极性、增强学生的参与度是该课程教学效果的重要手段。近五年来，通过对该课程教学手段的不断改进和完善，慢慢总结出以下有效的教学手段，这些教学手段取得了非常好的教学效果，也得到了学生的好评。

1.基础知识介绍。我校计算机学院本科阶段，开设了《信息安全数学基础》、《密码学与安全协议》、《网络攻防》等课程，为我校毕业的研究生了解、掌握信息安全的基础知识。但我校其他研究生来自全国各高校，有的同学没有修读信息安全相关课程。为了使同学对信息安全基础知识有一个基本了解，在课程开始会利用4个课时对信息安全基础理论和技术做介绍，为后面的专题打好基础。

2.专题介绍及小组选题。信息安全技术发展日新月异，课程教师会总结当前计算机网络安全前沿较新的、较系统的、具有代表性的十多个研究方向和研究进展，并做简单介绍。教师会根据每个学生的研究方向及兴趣爱好将同学分为十多个小组，每个小组4～8名学生，包括一名组长。每个小组选取一个专题。

3.小组学习和讨论。在一定时间内，由组长负责组织小组成员对所选专题进行调研、学习和讨论，要求每个成员了解掌握专题主要内容，包括涉及的关键问题、模型、算法及系统实现等四个主要方面。对调研、学习过程中遇到的难题，如经过小组讨论还无法理解，可和教师沟通，得到教师的指导。最后，小组要按规范制作PPT，并发给教师审核。教师给出修改意见，小组再完善修改，直至定稿。这个过程锻炼了研究生的调研、学习和合作沟通能力。通过这个阶段，小组成员对所负责专题有了较深刻的理解，并对小组成员进入导师实验室，对他们开展进一步研究大有裨益。

4.课堂报告。每个小组将根据教师安排，在课堂汇报所负责专题的内容。为了保证每个小组成员积极参与小组学习和讨论，教师在上课时临时指定上台报告的学生，报告学生表现会作为其个人及其小组成员平时成绩的重要依据。在报告过程中，教师和其他小组同学可以随时就相关问题提问，有时对某一个复杂问题进行深入探讨。因为是学生上台报告，并且同学们可以随时参与讨论，课堂气氛非常活跃，大大增强了该课程的教学效果。

5.课程考核。虽然每个小组在他们负责的专题上投入了很多时间和精力，但该课程的主要目标是每个学生需要了解各个小组报告的专题内容。课程讲解、讨论结束后，所有同学还要参加最后的闭卷考试，考试内容来源于每个小组报告的内容。这样，在每个小组课题报告时，其他小组成员还要认真听讲并积极参与讨论。每个同学在课题上的表现和积极性也将作为该学生平时成绩的一部分。

四、小结

本论文讨论的《高级计算机网络安全》的教学模式和教学方法具有一定新意，主要体现在以下几方面。

1.国内外关于高级计算机网络安全专题的教材还没有，本课程对当前计算机网络安全前沿研究方向进行系统化总结。本课程主要内容既可作为研究生学习当前计算机网络安全领域较新和较成熟的科研成果，也可作为课题研究的参考。

2.本课程涉及的内容较全面，包括可信计算TCG和可信网络TNG、无线网络安全、信息隐藏和数字水印技术、网络流量分析、盲签名/群签名、病毒传播模型以及云计算安全等理论和模型。

3.为了加强学生对相关理论的理解，本课程包含一定的实例和案例分析，力求做到理论和实际相结合，提高学生的动手能力。

4.教学相长，通过小组合作和课堂讨论，引导学生深入研究某一专题，培养学生的团队合作能力和研究能力，增强同学学习的主动性和积极性。此外，还通过网上交流及讲座论坛等形式开展交互式教学。

参考文献：

[1]马建峰，李风华.信息安全学科建设与人才培养现状、问题与对策[J].计算机教育，2005，（1）.

[2]王海晖，谭云松，伍庆华，黄文芝.高等院校信息安全专业人才培养模式的研究[J].现代教育科学：高教研究，2006，（5）.

[3]景静姝，王玉琨，刘鉴汶.高等院校研究生课程教学改革问题探讨[J].理论导刊，2007，（5）：97-99.

网络安全小论文范文第2篇

目前网络网络安全人才极其缺乏的现状，我们认为主要有以下两点原因。

1）学校开设的课程不能很好地满足社会实际需求。学校的课程重理论轻实践，学生动手的机会不是很多。很多学生在学完大学必修课程后，没有或者很少有机会接触实际的网络安全实践项目，自己的能力与公司用人标准差距较大，导致学生所学的知识和网络安全的实践内容脱节。

2）很多学生热衷于选择校外的培训班进行网络安全知识的培训(主要有IT行业的CISP认证、NCSE认证等)，增长自己在网络安全某一方面的操作技能和项目经验。

IT行业认证对弥补基础网络安全人才不足和培养应用型人才然较为实用，但是很多认证培训不规范，培训内容往往缺乏必要的计算机理论基础和系统性知识。IT行业认证只能小批量、短期的培训，不能形成规模，无法填补网络安全人才的巨大缺口。因此，培养网络安全员、网络安全工程师等网络安全人才还得建立以高等学历教育为主，以中等职业教育和各种认证培训为辅的网络安全人才培养体系。

基于上述原因，我们认为在网络安全相关课程的教学中，有必要并且必须借鉴IT行业认证一些优秀培训班的经验，结合网络安全或信息对抗专业的特点和学生的实际，注重课程教学中的实践环节教学，形成独有的实践教学特色，才能培养出符合社会需要的网络安全人才。

网络安全理论与技术课程实践教学目标、实施

1实践教学目标

网络安全理论与技术课程和其他计算机应用技术类课程一样，在设计实践教学的目标时，应该考虑到教学的目标层次，图1是网络安全理论与技术课程实践教学目标的层次结构示意图。

1）会应用。第一个层次就是把理论知识与实践教学紧密结合，借助实际工程项目中的某一具体功能和实例对教学环节中的教学实践进行全面而细致的设计，让学生在教学中通过实际的项目练习来巩固所学到的知识，并且依照课堂中讲的实例(或文档说明)把所要求的功能重新实现一遍，这样就能够让学生有一个直观的认识，使学生对以后的学习产生很大的兴趣。

2）明其理。第二个层次就是要培养学生通过实践教学环节的学习后，自己学会学习的方法。学习的方法不仅只是简单的教会学生应用某一知识点，而且还要使学生深入地明其理，最后还能够触类旁通。

3）懂扩展。第三个层次是在学生已掌握了一定的理论知识和基本技能的基础上，建立实际工程项目开发的氛围，激发学生学习的兴趣，进一步培养学生的动手能力、设计能力和沟通能力，最终使学生对以后的工作有一定的了解和信心，并且能够胜任一定的项目开发工作。

2实践教学的实施

实践教学的实施是一个关键环节。在教学过程中，老师应尽量做到少讲多练，树立实践第一的原则。在知识点的教学实践中，每一个知识点的开设都与实际工程接轨，并组成系列化实践教学的模式，这些知识点是以培养学生动手能力和增强学生工程意识为主体的。在实验环节中，老师协助学生建立实验小组，确定具体的实验题目和内容，这样有利于建立互帮互学、积极探索的学风，并激发学生对实践教学的主动性与积极性。此外，在实践教学的过程中，带领学生参观一些比较知名的企业和实训基地，让他们萌发以后从事IT行业的目标和动力。

网络安全理论与技术课程实践教学内容

网络安全理论与技术课程实践教学内容分为基本知识点和综合实验两个部分。

1基本知识点内容

网络安全理论与技术课程的实践教学知识点设计如表1所示。网络安全理论与技术课程的实践教学知识点包括密码学及应用、主机安全、网络攻防、病毒攻防、安全协议、数据库安全等7大内容。设计知识点循序渐进，先做什么，再做什么，这样能让学生抓住重点，学习有条理。有了这些基础后，再进入综合实验的阶段，这样学生学习起来就会水到渠成。在每一个知识点讲述后都有相应的实验练习，通过实验练习来巩固知识点，达到“会应用、明其理”的教学目的。

2综合实验

在以上知识点教学完成后，学生就可以开始综合实验的锻炼。本课程设计包含文件安全传输、PKI证书应用、特洛伊木马、企业边界防火墙、入侵检测和防火墙联动等5个综合实验，且都属于设计型以及编程实现型的实验。每个综合实验以3~6人为一个实验小组，学生自愿组合，每一个小组选定一个组长，来负责任务的分配和实验管理。在实验完成后，学生提交相应的文档让老师评审。网络安全理论与技术课程的实践教学综合实验设计如表2所示。

结语

网络安全小论文范文第3篇

2023关于精选文明上网倡议书范文   随着网络时代的到来，以信息技术为代表的科学技术迅猛发展，越来越多的人利用网络从事研究、传递信息、交流情感，互联网得到迅速普及并逐渐渗透到社会生活的各个领域，也成为青少年学习知识、获取信息、交流思想、休闲娱乐的重要平台。但互联网上信息量大，内容繁杂。网上的腐朽文化，对青少年的人生观、价值观、道德观进行腐蚀；网上的黄色流毒，对青少年的身心进行摧残；网上的暴力文化，对青少年的行为进行误导。一些青少年因受到网络的负面影响，身心健康遭到极大的损害，走上了犯罪的道路。

  为了教育引导我班学生养成健康文明的网络生活方式，八年级三班班委会向全班同学发出“文明上网、健康上网，做网络时代好公民”的倡议：

  一、要认真学习、贯彻和践行社会主义荣辱观，坚持文明上网。

  二、互联网作为崇尚科学知识，传播先进文化，塑造美好心灵，弘扬社会正气的主阵地，小学生有责任和义务来共同营造积极向上、和谐文明的网上舆论氛围。

  三、从自身做起，在主观思想上建立一道防线，抵制网络上反动、腐朽、不健康的内容对自己精神上的侵蚀，树立与之斗争的信念与决心。

  四、努力学习网络知识、技能，提高操作水平，自觉维护网络安全，建设网络文明，勇做倡导和维护网络安全的先锋。

  五、同学上网要做到“三不”和“三上”，即：不进营业性网吧；不进色情、垃圾网站；不沉迷于网络游戏；健康上网，把网络作为获取知识的园地；文明上网，正确处理上网与学习的关系；绿色上网，熟悉上网的安全通道。

  同学们，让我们信守倡议，从现在做起，从自我做起，坚持自尊、自律、自强，努力弘扬网络文明，遵守《全国青少年网络文明公约》，自觉远离网吧，追求健康时尚的网络新生活，为社会的和谐健康发展做出自己的贡献！

  倡议人：

  xx年x月x日

  2023关于精选文明上网倡议书范文

  全市网民朋友们：

  互联网作为一种信息传播和交流工具，正在不断影响和改变着我们的生活。目前，我市正在创建全国文明城市，倡导文明新风。xx网民朋友，自觉文明上网，促进良好风气形成，是我们共同的责任。在此，我们向全市广大网民朋友们发出如下倡议：

  01、依法上网，做遵纪守法的倡导者。

  自觉遵守宪法和互联网相关法律法规，自觉对网上行为负责，不在网上和传播违反国家法律、影响国家安全、破坏社会稳定、破坏民族团结的信息，筑牢网络空间的法治屏障。

  02、安全上网，做网络空间的维护者。

  主动学习掌握相关网络安全知识，合理使用网络资源，注意个人信息保护，改变不健康的上网习惯，提高网络安全防护技能，积极监督举报各类互联网违法和不良信息，推动网络空间安全健康发展。

  03、理性上网，做社会责任的践行者。

  努力提高网上明辨是非的能力，增强社会责任意识，理性认识网络，全面客观看待纷繁复杂的网络信息，正确参与网上交流讨论，理直气壮倡导正确观念，驳斥错误言论，让网络空间风清气正、充满阳光。

  04、文明上网，做文明风尚的引领者。

  自觉养成文明上网良好习惯，使用文明礼貌用语，不信谣、不传谣、不造谣，拒绝不良信息，共同唱响文明xx的“好声音”。

  网民朋友们，让我们从现在做起、从自身做起，坚持文明上网，传播正能量，弘扬真善美，为城市文明做出应有的贡献!

  2023关于精选文明上网倡议书范文

  学生朋友们，大家好！

  随着互联网的迅速发展，网络已成为中小学生学习知识、交流思想、休闲娱乐的重要平台。网络拓宽了中小学生的求知途径，为中小学生打开了认识世界的一扇窗，更为他们创造了一个求知的广阔空间。网络为中小学生提供展现自我的个性空间，中小学生在这里拥有自己平等的权利和展现自我的机会。互联网在极大地方便人们交流和获取信息的的同时，个别网站也存在着传播不健康信息、提供不文明服务等严重危害社会的问题，尤其危害中小学生的身心健康。少数中小学生沉迷网络，荒废学业，进而引发暴力、色情等社会问题；网上的腐朽文化侵蚀了我们中小学生人生观、价值观、道德观；网上的黄色流毒摧残了我们中小学生身心。所有这些，令人痛心，令人警醒。我们中小学生是祖国的未来和希望，是最具科技意识和创新能力的一代，如果我们在上网时不加以抵制不良信息、不能够做到文明上网、健康上网，就会对在网络环境中成长的我们这一代中小学生产生极其不利的影响。

  为此，我校向全体学生发出“美德网上行，做文明小网民”的倡议：

  一、要认真学习、贯彻和践行以“八荣八耻”为主要内容的社会主义荣辱观，坚持文明上网。

  二、互联网做为崇尚科学知识，传播先进文化，塑造美好心灵，弘扬社会正气的主阵地，学生有责任和义务来共同营造积极向上、和谐文明的网上舆论氛围。健康上网、文明用网，不浏览色情、暴力等信息，自觉抵制邪教等不良信息。

  三、从自身做起，在主观思想上建立一道防线，抵制网络上反动、腐朽、不健康的内容对自己精神上的侵蚀，树立与之斗争的信念与决心。

  四、努力学习网络知识、技能，提高操作水平，自觉维护网络安全，建设网络文明，勇做倡导和维护网络安全的先锋。

  五、广大学生朋友上网要做到“三不”和“三上”，即：不进营业性网吧；不进色情、垃圾网站；不沉迷于网络游戏；健康上网，把网络作为获取知识的园地；文明上网，正确处理上网与学习的关系；绿色上网，熟悉上网的安全通道。

  学生朋友们，让我们信守倡议，从现在做起，从自我做起，坚持自尊、自律、自强，努力弘扬网络文明，遵守《全国青少年网络文明公约》，自觉远离网吧，追求健康时尚的网络新生活，为社会的和谐健康发展做出自己的贡献！

网络安全小论文范文第4篇

关键词： 统计学习；风险评估；支持向量机

中图分类号：F224文献标识码：A文章编号：1671－7597（2023）0110102－01

0 引言

互联网络时代的到来使得网络重要性和人们对其依赖也日益增强。网络安全问题也不容乐观。网络安全风险评估是保证网络安全的重要环节。基于人工智能的评估方法是近些年发展起来的，其评估结果较为客观和准确，克服了传统方法的缺陷，为网络安全评估拓展新的空间。支持向量机[1]就是其中一种，其学习能力强，解决了在神经网络方法中无法避免的局部极值问题，具有较好的泛化推广能力。

1 风险评估及支持向量机

1.1 网络风险评估。准确进行网络安全风险评估并预测其发展趋势成为保障各种网络服务安全急需解决的问题。网络安全风险评估[2]是指依据国家有关网络信息安全技术标准，对网络信息系统及由其处理、传输和存储的信息的保密性、完整性和可用性等安全属性进行科学评价的过程。风险计算是对通过对风险分析计算风险值的过程。风险分析中要涉及资产、威胁、脆弱性等基本要素，每个要素有各自的属性。

在完成了资产识别、威胁识别、脆弱性识别，以及对已有安全措施确认后，将采用适当的方法与工具确定威胁利用脆弱性导致安全事件发生的可能性，考虑安全事件一旦发生其所作用的资产的重要性及脆弱性的严重程度判断安全事件造成的损失对组织的影响，即安全风险。风险计算原理利用范式（1）给出：

风险值=R（A，T，V）=R（L（T，V），F（Ia，Va））（1）

其中，R表示安全风险计算函数；A表示资产；T表示威胁；V表示脆弱性；Ia表示安全事件所作用的资产重要程度；Va表示脆弱性严重程度；L表示威胁利用资产的脆弱性导致安全事件发生的可能性；F表示安全事件发生后产生的损失。

1.2 支持向量机理论。SVM是在统计学习理论基础上发展起来的，是根据Vapnik提出的结构风险最小化原则来提高学习机泛化能力的方法。SVM对小样本、非线性和高维特征具有很好的性能[4]。具有理论完备、适应性强、全局优化、训练时间短、泛化性能好等优点[6]。

假定训练数据 可以被超平面

无错误地分开，且距离超平面最近的向量与超平面间的距离最大，则称这个超平面为最优超平面。而SVM的主要思想就是：通过某种事先选择的非线性映射将输入向量x映射到一个高维特征空间Z，在这个空间中构造最优分类超平面。SVM就是解决如何求解得到最优分类超平面及如何解决高维空间常遇到的维数灾难问题。而通过核函数方法向高维空间映射时并不增加计算复杂度，又可以有效克服维数灾难问题。

SVM中不同的核函数将形成不同的算法，对于在具体问题中核函数的选定和构造也是SVM中的研究内容之一。

2 支持向量机的评估方法

支持向量机可以较好的解决小样本、非线性模式识别、过拟合、高维数等问题，具有学习能力强，全局最优以及很好的泛化能力和结果简单等优点，应用于风险评估具有其可行性及优势[3，5]。

2.1 算法可行性。将SVM运用到风险评估中，对目标网络进行安全风险评估具有其可行性。支持向量机是专门针对有限样本情况的，目标是得到现有信息下的最优解。其次，支持向量机能将分类问题最终转化成一个二次寻优问题。最后，风险评估对问题解决方法的泛化能力及简单性要求较高。支持向量机能将实际问题通过非线性变换转到高维特征空间，在高维特征空间中构造线性判别函数使得原始空间具有了非线性判别函数的功能。在保证模型推广性的同时也消除了维数灾难的问题。

2.2 基于SVM的评估模型。随着SVM的广泛应用及对其深入研究，结合具体需求将SVM与其他算法相结合进行优化，出现一些新型的SVM方法。在对SVM参数优化方法也有相关深入的算法研究。本论文结合SVM实际应用模型与网络风险评估要求及流程，提出基于SVM的评估模型。评估模型主要分四部分：评估观测期、风险分析期、基于SVM的评估期、防护措施调整期。该模型采用周期循环的理念，可以得到目标网络实时的安全状况，更好的保证网络安全可靠。

基于SVM的评估期对评估指标进行归一处理，作为SVM的输入。对数据初始化后通过对训练数据进行机器学习，最终获得SVM的训练模型。然后运用模型对测试数据进行处理，得到测试集中样本的分类结果即评估结果。

3 结束语

网络安全评估成为解决网络安全问题以及网络优化的关键手段之一。支持向量机能较好地解决传统评估方法不能解决的非线性、高维和局部极小等实际问题，克服了神经网络的过拟合、局部最优的缺陷，成为网络安全领域的又一研究热点。该领域仍需完善和改进SVM算法，结合其他学科提高SVM训练速度、降低算法复杂度和运算量等。

参考文献：

[1]邓乃扬、田英杰，支持向量机理论、算法与拓展[M].北京：科学出版社，2009．

[2]黄光球、朱擎等，基于信息融合技术的动态安全态势评估模型[J].微计算机信息，2023，26（1-3）：27-29．

[3]党德鹏、孟真，基于支持向量机的信息安全风险评估[J].华中科技大学学报（自然科学版），2023，38（3）：46-49．

[4]殷志伟，基于统计学习理论的分类方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009．

[5]王伟，AHP和SVM组合的网络安全评估研究[J].计算机仿真，2023，28（3）：182-185．

[6]故亚祥、丁世飞，支持向量机研究进展[J].计算机科学，2023，38（3）：14-17．

网络安全小论文范文第5篇

当前，智能电网的研究方兴未艾，一定程度上讲，智能电网代表了未来电网的主流发展趋势。

从近年电力系统科技发展的脉络上看，广义而言，可以认为智能电网有两大起源：文提出的数字电力系统理念，其重点在于输电网的智能调度与控制文提出的“友好电网”，其重点在于建设互动型配电网。尤其是文工作的提出，揭开了数字电网乃至智能电网研究工作序幕；2006年国家电网公司实施SG186工程，开始进行数字化电网和数字化变电站的框架研究和示范工程建设，南方电网公司委托清华大学开展数字南方电网研究;2009年，国家电网公司提出了建设我国“坚强智能电网”的宏伟蓝图。国际上，欧美等国纷纷出台了各自的智能电网发展计划。与此同时，国内外学者从各个方面对智能电网基础理论和关键技术进行了深人研究，取得了一大批重要成果，其中多指标自趋优运营能力被认为是智能电网与传统电网的最大区别。

毋庸置疑，智能电网的建设进程伴随着电力系统中数字化和信息化程度的不断提高，系统中的能量流和信息流的交换与互动亦日益频繁，最终使得未来智能电网在很大程度上将发展成一类由信息网和物理（电力）网构成的相互依存的二元复合网络(cyber-physicalpowergrid，CPPG)。在此背景下，研究信息网和物理网相互依存的新一代电力网络的拓扑结构特征、连锁故障传播机理、安全水平和生存能力以及相应的预防控制措施在理论和工程两方面均具有重要意义，这主要缘于以下3方面的因素。

（1)智能电网在规模和动态上的复杂特性对复杂网络理论本身的发展提出了更高的要求。随着智能电网建设的深人，CPPG的网络规模不断扩大、网络动态的新特性日益增多，从而导致CPPG的网络复杂性持续增强，主要体现在如下两个方面：

(2) CPPG是由信息网/物理网耦合而成的超大规模二元复杂网络，它对复杂网络理论研究提出了新的重大挑战。

1998年发表于Nature上的题为《“小世界”网络的集体动力学》（collectivedynamicsof‘small-world，networks)和1999年在Science上发表的题为《随机网络中标度的涌现Kemergenceofscal?inginrandomnetworks)的文章分别揭示了复杂网络理论的小世界和无标度特性，开创了复杂网络理论研究的新纪元。基于统计特性与结构模型，研究者对网络性能进行了详细的分析，并在网络的社团结构、脆弱度评估和传播动力学等方面取得了较大的进展。2009年7月Scence杂志出专栏介绍复杂网络理论的新发展，例如将其用于预测种族冲突1和识别恐怖组织中的关键人物等问题。特别需要指出的是，复杂网络理论在电力系统巳得到成功应用，文基于该理论建立了电力系统自组织临界一般理论，包括电网演化机制模型、连锁故障模拟方法、电网脆弱度及风险评估方法和电力系统应急管理平台4项创新。

(3) 未来电网若干关键功能，如对分布式发电的接纳、需求侧管理等，无疑加大了CPPG在动态特性上的复杂度。

在资源和环保的压力下，以新能源发电为主体的分布式发电（distributedgeneration,DG)成为电力系统发电的一个重要方向。通常位于近负荷侧的分布式发电改变了传统电力系统中功率单向流动的特点，也使得电力系统的负荷预测、规划和运行与过去相比具有更大的不确定性;同时分布式发电的加人，必然需要增加大量通信装置以实现分布式发电的自身控制以及与传统电网的协调。

此外，借助于先进的测量和通讯系统，基于政策和电价激励的需求侧响应技术被认为是提高系统可靠性和实现节能环保的有效方法，如通过推广电动汽车平抑负荷峰谷差和减少系统备用，即是一种用户参与需求侧响应的有效方式。

综上所述，现有工作的研究对象无论其规模和结构多么复杂，大多针对单一复杂网络，或者信息网，或者物理（电力）网，而对于CPPG这类二元网络的复杂网络特性研究则鲜有先例可循，因此，迫切需要发展现有的复杂网络理论，以满足未来智能电网发展的需要。

（4)智能电网主要目标的实现需要信息技术的发展来提供保障。

信息化在实现智能电网主要目标（灵活、高效、可持续、节能环保、高可靠性和高安全性等）的过程中起着举足轻重的作用。然而，目前大多数的研究和实践更加侧重于信息化引人新功能的实现和挖掘，而对信息化背景下智能电网的安全性问题则缺乏足够的重视。信息化程度的提高给电网带来诸多安全隐患，如信息采集环节、传输环节、智能控制和电网与用户互动环境下均存在不同程度的安全风险。

信息化带来的种种安全隐患或危害，均可视为对信息网的有意或无意攻击，其影响一般表现为信息网的相继故障从而可能引发信息网瘫痪，严重时故障可能穿越信息网边界波及物理网，进而导致物理网连锁故障。极端情况下，相继或连锁故障在信息网和物理网之间交替传播，严重威胁电力系统安全运行。

（5)对信息安全问题的关注应贯穿智能电网重大工程实践的全过程。

在智能电网重大工程建设过程中，评估系统运行风险、辨识系统薄弱环节并制定相应的预防控制措施贯穿全程，需要充分考虑CPPG中信息网与物理（电力）网紧密融合后带来的新变化。

(1) 信息网比物理（电力）网的运行风险更高。

文中指出，广义电力系统是由电力系统(EPS)、信息通信系统（ICS)和监测控制系统（MCS)融合而成的3S系统：这里的ICS/MCS即为本文所指的信息网，它是安全供电不可或缺的工具；由于ICS/MCS存在的潜在漏洞、缺陷和故障，使其成为3S系统安全风险的主要来源。如果信息网遭到攻击，则可能给物理（电力）网造成严重的故障，使得电力系统出现大面积停电事故或重要电力设备损坏。例如，2023年9月，伊朗布什尔核电站的计算机系统遭Stuxnet蠕虫病毒攻击，大大延迟了伊朗的核进程[27]。由此可见，智能电网的安全性不容忽视，而信息网的安全性则是重中之重，主要原因有：从网络本身受攻击的容易程度来看，信息网更容易受到攻击从网络的相互依赖程度来看，物理网对信息网的依赖程度更大从网络故障影响的范围来看，信息网故障的可影响范围更广。

(2) 保障CPPG中的信息网安全是全面建设智能电网的前提和必要环节。

建立信息/物理网一体化的新一代电力系统是未来电网发展的一个重要趋势，而保障其中的信息网安全则是全面建设智能电网的前提和必要环节，主要体现在两个方面：一方面，在建设CPPG之前考虑系统的安全问题，有利于清晰认识系统建成后可能面临的各种风险;一方面，在认知系统安全水平以及可能面临的各种攻击的基础上，从制定系统安全标准和政策法规等方面做好事先的安全预防，以保证系统的安全运行。

综上，可以得出以下结论：

信息化在提升电力自动化水平、提高社会生产效率和改善用户体验的同时也给智能电网的安全性带来了诸多隐患。一方面，信息网本身存在许多尚未解决的安全性问题，当电力系统高度信息化后，将在电力系统中埋下许多安全隐患[28—31]’另一方面，信息网和物理网作为未来智能电网的两大主要组成网络，其相互影响和相互作用机理尚不明确，该复合网络的脆弱性有可能被攻击者加以利用从而造成更大的危害。因此，有必要对智能电网中存在的信息安全隐患及其对全系统存活性的影响加以讨论并思考相应的解决方案。

1国内外研究现状

目前国内外对CPPG的研究尚处于起步阶段，主要集中在电力系统信息安全标准的制定、CPPG基本框架的建立以及可靠性等几个方面，详述如下：

(1) 电力系统信息安全标准制定

国外在电力系统信息安全标准的制定方面起步较早：2006年，北美电力可靠性委员会(NERC)为保证电力系统中所有实体均对北美大电网的可靠性承担部分职责，同时保护可能影响到大电网可靠性的重要信息资产，制订了信息安全标准CIP-002-1?CIP-009-1;国际电工委员会针对数字和通讯安全提出了IEC62351标准。

国内目前尚未明确制定信息安全的相关标准，只是为保障信息安全提供了一系列原则。文[5]提出智能电网信息安全工作一定要坚持安全分区、网络专用、横向隔离和纵向认证的原则；同时对大量分散用户的信息介人，也要采取类似方法，将其影响范围局限在变电站甚至更低的等级，以防止对整个电网产生灾难性的后果。文[36-38]强调在智能电网的研究中，应特别关注建立电网信息支撑平台的必要性，这是因为开放的信息系统和共享的信息模式是智能电网的基础，开发与建造一个能够覆盖电网全域的、统一的信息系统是智能电网发展的关键所在，而要消除信息共享障碍就必须对信息进行标准化和规范化。

(2) 信息/物理网安全性研究框架

文中将智能电网的信息安全相关问题分解为如何保障智能电表(AMI)和无线网络的安全，以及如何制定政策奖励维护网络安全的电力生产运营商等。

文中提出采用由安全管理、安全策略和安全技术组成的电力信息系统安全防护总体框架，其中安全管理包括组织保证体系、安全管理制度及安全培训机制；安全策略分为分区防护和强化隔离；安全技术则涵盖身份认证、访问控制、内容安全、审计和跟踪及响应和恢复等。

文[1]提出统一信息系统必须包括以下4个独立存在又相互依赖的信息处理子系统：用于存储和管理电网中的所有信息数据的分布和分层的数据库群子系统；分布和分层的用于电网控制与管理的任务处理应用子系统；分布和分层的电网状态检查和监视应用子系统；分布和分层的电网全域可达的人机信息交互子系统。

基于信息物理系统（cyberphysicalsystem，CPS)的概念和电力系统的特点，文[42]构建了电力CPS的思路和框架并提出建设电力CPS面临的挑战，认为电力CPS主要由大量的计算设备（服务器、计算机、嵌人式计算设备等）、数据采集设备（传感器、PMU、嵌人式数据采集设备等）和物理设备（大型发电机组、分布式电源、负荷等）组成，其中前者通过信息网络互联，后者则构成物理的电力网络。具体地，电力CPS包括控制中心、分布式计算设备、通信网络、输配电网络、电源和负荷。同时，电力CPS可以与其他的CPS子系统通过网络连接协同工作。该文进一步提出发展电力CPS的关键技术涉及全局优化与局部控制的协同技术、大规模分布式计算技术、CPS通信协议、动态网络和延迟/终端容忍网络、集群智能和虚实空间的自动映射一致性等。

(3)信息/物理网安全性建模分析

在一般信息-物理二元网络的建模方面，采用如下的两个步骤进行建模：首先通过物理和信息的输人输出信号、内部动态和局部传感信息等要素对各个(或组）元件建立状态空间模块；进一步在网络拓扑的基础上将各模块整合在一'起以建立系统的信息,理二元复合网络模型。

在网络攻击对电力系统系统的可靠性影响方面，目前巳有初步进展。文章构建了系统性评估信息物理依存网络脆弱度的基本框架，进一步该文研究了网络攻击对电力系统的数据采集和监控(SCADA)系统的影响。文章通过信息-物理的连接桥建立信息攻击与物理元件之间的通道，以此表征由于某处信息攻击所导致的电力设备的意外故障，进而在巳知信息攻击概率的基础上，评估系统遭受信息攻击时的可靠性。

更有意义的是，文章提出研究相互依存网络灾变的重要性，并基于意大利的电力网和信息网的网络关系图（如图1所示）模拟了该网络上由于一个变电站故障退出运行后，故障在物理（电力）网络与信息网络之间的交替传播及整个网络的崩溃过程。其基本思路是某个网络中一个节点的故障可能会造成与其耦合的网络中相关联节点的故障，通过建立连锁故障传播模型，分析指出某个网络中小部分节点的故障可能导致整个耦合系统的崩溃。

(4)其他方面

文章指出新一代电力系统的SCADA采用越来越多的无线通信可能面临的信息安全方面的6个障碍和挑战，涵盖量测的机密性、测量环境的模糊化、数据的安全聚集、拓扑模糊化、可扩展的信任管理以及数据聚集的隐私性等。文[1]指出目前电力系统的信息系统存在信息难以综合和深化利用、信息处理及控制管理设备和系统上的重叠以及开发基于信息综合的高级控制管理功能（如自适应性、自组织和智能决策等）受限等问题。

2 CPPG信息安全性研究关键课题

CPPG作为一类信息/物理网高度依存的二元复合网络，分析其连锁故障机理及脆弱度评估方法是保障CPPG信息安全乃至全系统安全的重要前提。为此，本节从复杂网络视角提出以下4个前瞻性课题。

2.1 CPPG中信息网和物理网异构特性及相互依存关系分析、一体化网络模型建立及拓扑结构特征提取

一般而言，CPPG中信息、物理两个网络往往呈现截然不同的结构特性，如有研究表明，信息网呈现无标度特性，而很多实际电网具有小世界特性。在此背景下，CPPG将是由信息/物理网相互依存演化成的二元异构网络(如无标度信息网与小世界物理网），如图2所示。

对该网络的拓扑结构特征提取有助于从本质上揭示其功能特性，具体可以开展如下研究：

(1) 分析并揭示CPPG中信息网与物理网的异构特性，建立连接信息/物理网的联络线网络化数学表述模型，研究不同类型信息网与物理网（如无标度网与小世界网）中信息流和能量流的输送特性。基于电力系统动态特性（如潮流）建立物理网功能有效性模型，基于信息系统静态特性（如网络拓扑结构和元件级联失效等）建立信息网功能有效性模型。这里的功能有效性是指网络节点和边的动态均受到一定的容量限制，在限制值之内称为有效。

(2) 深人分析CPPG中信息网和物理网的耦合

机理，研究信息过程和物理过程的相互影响。

(3) 研究信息网和物理网内部以及二者之间的拓扑连接或者信号传送关系，进一步将上述信息/物理功能有效性模型集成，以建立能够反映CPPG中信息网和物理网交互过程的一体化网络模型。

(4) 基于复杂网络理论中网络结构影响网络功能的基本思路，选用适当的指标，提取并分析CPPG拓扑结构特征，即从统计的角度考察CPPG中大规模节点及其连接之间的性质，这些性质的不同意味着网络内部结构的不同，进而将导致系统功能有所差异。因此，对CPPG拓扑结构特征的描述和分析是进行CPPG研究的必要步骤。

2.2CPPG的连锁故障研究

到目前为止，巳有较多针对信息网或物理网连锁故障建模分析的研究成果[16—17]，尽管人们对单一网络（信息网或物理网）的连锁故障过程有了一定程度的认识，但连锁故障在CPPG上的发生和传播过程可能与单一信息网或物理网情形大不相同。研究

CPPG的连锁故障发生过程需要根据信息网和物理网的依存关系，将两个网络中的故障传播过程进行合理的对接。

在上述CPPG—体化网络模型的基础上，同时考虑物理设备和数据采集计算设备等对系统连锁故障发生、发展过程的影响，分析CPPG的连锁故障特性，具体包括以下几个方面：

(1) 构建CPPG连锁故障模型。具体地，根据信息流的传输特性，建立CPPG中信息网连锁故障模型，同时提出适当的指标分析其连锁故障影响后果;考虑未来智能电网中高渗透率的分布式发电以及广泛的用户侧响应，分析CPPG中物理网的连锁故障发生、发展过程，并采用适当的指标（如负荷损失量)表征其连锁故障规模;在信息网与物理网耦合机理分析的基础上，将信息网与物理网连锁故障模型进行合理对接，构建CPPG连锁故障模型并模拟其连锁故障传播过程。

(2) 辨识影响连锁故障发生的关键因素，既要包含物理网上的关键发电和输电设备，又需计及信息网上的关键计算机和信号传输单元。

(3) 定量分析CPPG上发生的连锁故障，借鉴风险价值和条件风险价值指标[16—17]，分析其灾变风险；对比CPPG和传统物理电力系统连锁故障的异同，重点分析信息网对CPPG连锁故障的影响。

2.3 CPPG的脆弱度评估研究

CPPG的脆弱度水平指其遭受攻击时造成的性能下降程度，下降程度越大则系统越脆弱。此处CPPG遭受的攻击既可能来自物理网，又可能来自信息网（如图3)，而对物理网的攻击可以等效为设备故障（包括退出运行），而对信息网的攻击形式多种多样（常见信息攻击和防守形式见图4)，包括信息的窃取、篡改等。

在综合评估CPPG脆弱度水平的同时，可寻找对其脆弱度水平影响较大的攻击模式和最坏干扰信息激励。具体研究内容如下：

(1) 建立CPPG的脆弱度评估指标体系，同时从结构和状态角度评价CPPG的性能水平。这里，所提脆弱度指标应兼顾物理网的安全、可靠和经济性以及信息网对数据机密性、完整性、可用性、可控性和可审查性的要求。

(2) 基于连锁故障模型，模拟CPPG遭受随机攻击和蓄意攻击后可能引发的连锁故障发生、发展过程，评估不同攻击模式下系统性能的变化，同时辨识出严重恶化CPPG性能的攻击模式以及系统脆弱环节。

此外，信息攻击形式需要考虑如下因素：

图4信息网安全的攻击与防守

①信息攻击的影响范围；

②信息攻击源与受影响位置的距离；

③信息攻击带来的后果多样性，例如有些攻击损害信息的机密性，而有些攻击损害信息的完整性和可用性，可以等效为相关服务的中断。

(3)通过对比CPPG和传统物理电力系统面临节点或者线路攻击时的脆弱度水平异同，明晰信息网对CPPG脆弱度的影响。

2.4灵活协调的优化控制方法

在脆弱度评估的基础上，针对系统的薄弱环节，可以从物理和信息网两方面设计有针对性的灵活协调优化控制方法，具体可以研究：

(1) 根据脆弱度评估辨识出的物理网薄弱环节，如关键发电机、线路和负载节点信息，采取适当的措施，例如建设新的电厂或者输电线路，以保证CPPG在面临攻击时依然能够运行在满意的状态。

(2) 根据脆弱度评估辨识出的信息网薄弱环节，如关键信号传输通道和网络设备等信息，有针对性地增强其安全保密水平，保证信息攻击“进不来、拿不走、看不懂、改不了、跑不了”48]，提高CPPG在故障下的安全稳定能力。此外，还应在连锁故障模拟结果的基础上，针对高风险故障制定相应的预防控制与应急预案。