具有密码功能的网络面板设计与研究
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作者:厉进 钱杰 邹翔 应雪莲 周盛路
摘 要：为防止没有权限的人通过裸露在外的即插即用网络端口，连接到专网，给专网的网络安全带来巨大隐患。本文设计了一款具有密码功能的网络面板，通过在传统的网络面板上增设密码按钮功能，同时增加网线插入拔出监测功能，实现网络的智能开通与断开，装置的研发，大大方便了网络端口的管控，增强了专网的独立安全运行。
关键词：网络面板 密码功能 网络监测
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0127-02
随着国家电网“三型一化”营业厅改造的推进，智能设备在营业厅得到大力推广应用，如自助设备、智能家居产品、广告机等等，所有这些设备必须连接网络才能工作，因此在营业厅改造时会布置较多的网络端口，方便营业厅智能设备的应用，有时为了方便下一次局部升级改造，能部署新的智能设备，故在改造时会尽量多的部署网络端口，这样就可以避免敲墙布线，只要更新智能设备，即可达到升级改造效果。而国家电网由于其业务特殊性，对数据保密性要求较高，因此国家电网采用的是专网，与外界网络从物理上是隔离的，这使得电网专网安全性得到了极大的提升。然而我们发现只要通过供电营业厅裸露在外的即插即用网络端口，即可连接到内网，越过了物理隔离因素，虽然内网设置了大量密码不易被攻破，但也使得内网运行存在一定的安全隐患。
从技术层面来看，常见的安全隐患主要来有窃取权限、篡改数据、中间人攻击等。而如何实现智能终端安全等级的提高，首先要从硬件体系方面入手，通过改进其体系架构，才能够使安全问题得到根本的解决。可以在处理器中增加安全标志位，人为地将其隔离为普通区域和安全区域，能够保障安全区域内的处理器不被软件攻击。同时，采用硬件加密、存储保护等措施，都能够提高硬件的安全运行环境。基础软件的安全预防，重点在于提高系统运行环境与数据存储的安全。在操作系统中，可以采用虚拟隔离的技术，能够有效地增强其安全性能。而将安全启动验证机制加入到终端的启动过程中，也可以提高终端基础运行环境的安全。可信计算环境的建立，关键代码在验证平台的应用，对于数据、密钥、凭证等而言，都有助于其安全存储保护的增强。
为此本文设计一款具有密码功能的网络面板，在传统网络面板基础上增加密码按钮功能，以防外界没有权限的人通过网络端口即插即用连接内网，同时通过监测网线的拔出，实现网络的自动断开，再插入时，需重新输入密码，可大大提升网络的安全防控等级。
1 功能实现
为方便本装置的应用场景，因此本装置在传统网络面板盒基础上研究，在传统网络端口上新增了通道开关，用网终端设备连网的时候需要在面板上输入正确的密码，密码正确，86盒上网控制器与路由或交换机在物理上连通，否则终端设备不能连上路由器/交换机。当成功连接之后，只要网线不拔出，则保持网络畅通状态，避免了密码多次重复输入的麻烦，而一旦网线拔出，则网络自动关闭，终端设备网线再次插入网线，需要再次输入密码，方可上网。为达到上述功能，本装置新增网络连通状态的监测功能，其检测的技术方法是：通过检测RJ45网口的物理开关，物理开关由关闭变成打开，认为网线拔出，自动关闭网络86盒里面的通道，实现断网功能。总的来说，该装置备主要新增两个模块包括：密码输入模块和网线插入拔出监测，实现网络的断开与连接，具体如下：
密码输入模块，在原有的网络86盒的基础上，增加了一个按键，这个按键是用于密码输入。86盒面板盖里面采用的是ST公司的ARM主控芯片，用于检测按钮输入，控制网络通道开关芯片TSL110PW。采用轻触按钮，检测外部手动按下的次数，当按下的次数等于设定的次数时，由STM32 ARM芯片采集到，去打开网络通道，当按键按下的次数不等于设定的次数时，网络通道不连通，电路设计如图1所示。
网线插入拔出监测模块，通过RJ45的物理开关电平输入到ST公司的ARM主控芯片，判断网线是否拔出。在输出RJ45底部PCB上面安装了物理检测，可以检测到网线的插入和拔出。同时在输出的接口通道上增加了网络变壓器，防止干扰，见图2。当成功连接之后，只要网线不拔出，则保持网络畅通状态，避免了密码多次重复输入的麻烦，而一旦网线拔出，装置会自动监测到网线的拔出，断开网络通道，终端设备网线再次插入网络端口，需要再次按下正确按键次数，方可上网。本产品检测的技术方法是：通过检测RJ45网口的物理开关，物理开关由关闭变成打开，认为网线拔出，自动关闭网络86盒里面的通道，实现断网功能。
2 结语
随着智能设备广泛应用，网络端口越来越普遍，随处可见，但这给专网运行的电网系统带来极大的安全隐患。为防止没有权限的人通过裸露在外的即插即用网络端口，连接到专网，给专网网络安全带来巨大隐患，本文设计了一款具有密码功能的网络面板，通过在传统的网络面板上增设密码按钮功能，同时增加网线插入拔出监测功能，实现网络的开通与断开。本装置的研发，大大方便了网络端口的管控，增强了内网独立安全运行。
参考文献
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[3] 叶颖，孔旭峰，胡倩咏.智能网络面板锁的设计与研制[J]. 数码世界，2018（6）：102.
①基金项目：本文系国网浙江慈溪市供电有限公司创新咨询项目《基于信息安全的智能网络面板盒关键技术研究》（项目编号：CXXJ201920）。
作者简介：厉进（1974—），男，汉族，浙江宁波人，本科，高级工程师，研究方向：通信专业。
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