引言：传统防护的演进与新时代的召唤
作为电力调度自动化系统的核心通信规约，IEC 60870-5-104协议承载着海量的实时遥测、遥信、?？赜胍５魇荩浒踩灾苯庸叵档降缤奈榷ㄔ诵小４车淖菹蚣用苋现ぷ爸?，通过在调度主站与厂站之间建立基于数字证书的加密隧道，为104协议等明文规约提供了关键的安全加固。然而，随着新型电力系统建设的加速，以及物联网（IoT）、5G、边缘计算等新技术的深度渗透，电力二次系统的网络架构、通信模式与安全需求正在发生深刻变革。这要求104协议的纵向加密技术必须超越传统的“通道加密”思维，向更智能、更融合、更前瞻的方向演进，以应对未来的挑战并把握新的机遇。
趋势一：从“通道加密”到“内生安全”与协议深度融合
当前，104协议的纵向加密主要是在网络层（如IPsec VPN）或传输层建立安全隧道，对应用层协议本身是透明的。未来的发展趋势是加密安全与通信协议的深度耦合，即“内生安全”。
- 标准演进：国际电工委员会（IEC）正在推动IEC 62351系列标准，该标准旨在为IEC 61850、IEC 60870-5-104等电力系统协议提供原生安全扩展，包括传输层安全（TLS）、应用层认证与消息完整性?；ぁＵ庖馕蹲盼蠢吹?04协议通信可能直接集成TLS加密，实现端到端的应用层安全，而不仅仅是网络通道的加密。
- 国网/南网实践：国内电网公司已在探索将纵向加密装置的功能与通信网关机、远动装置进行软硬件融合，形成具备内生安全能力的智能通信单元。这减少了独立加密装置的部署节点，降低了复杂度，提升了整体可靠性。
趋势二：5G与物联网（IoT）场景下的加密新挑战与自适应安全
5G切片网络和海量物联网终端（如分布式光伏监控、智能台区终端、巡检机器人）的接入，使得电力通信网络从封闭、固定走向开放、移动和泛在。这对104协议及其加密方式提出了新要求。
- 移动性与海量连接：传统的基于固定IP和长期隧道的加密方式难以适应5G环境下终端IP地址动态变化、海量终端并发接入的场景。需要研究轻量级的、支持快速移动切换的认证与密钥协商机制。
- 低时延与高可靠：配网差动?；ぁ⒕几汉煽刂频纫滴穸酝ㄐ攀毖雍涂煽啃砸蠹?。纵向加密带来的处理时延和封装开销必须被严格优化。未来可能采用硬件加速的国密算法芯片，并结合5G URLLC（超高可靠低时延通信）切片，实现安全与性能的最佳平衡。
- 边缘计算融合：在变电站或配电物联网关侧，纵向加密功能可能与边缘计算平台融合。加密装置不仅提供安全通道，还能对汇聚的104协议及其他物联网协议数据进行本地的安全分析和过滤，实现威胁的本地化处置。
趋势三：面向未来的前瞻性技术探索——量子加密与后量子密码
面对量子计算可能对现有公钥密码体系（如RSA、ECC）造成的潜在威胁，电力系统作为国家关键信息基础设施，必须未雨绸缪。
- 量子保密通信（QKD）试点：国家电网已在部分重要输电通道和核心调度链路开展量子保密通信试点。其理想模式是将QKD产生的“一次一密”绝对安全密钥，注入到纵向加密认证装置中，用于对称算法（如SM4）的密钥更新，从而构建“量子密钥分发+经典对称加密”的增强型纵向加密体系，为调度数据网提供面向未来的超长期安全。
- 后量子密码（PQC）迁移准备：行业正在密切关注NIST等机构的后量子密码算法标准化进程。纵向加密装置作为密码设备，其设计需具备算法可替换的灵活性。未来的装置可能需要支持国密算法与后量子密码算法的双栈或混合模式，确保在量子计算威胁到来时能够平滑过渡。
未来挑战与战略机遇
在拥抱趋势的同时，行业也面临诸多挑战，而这些挑战恰恰是驱动创新和创造价值的机遇。
- 挑战1：复杂度管理与运维智能化。融合多种技术后，系统复杂度激增?；鲈谟诶肁I技术实现加密策略的自动编排、密钥的全生命周期智能管理、安全态势的感知与预警，变“人工运维”为“智能运营”。
- 挑战2：标准统一与互联互通。新旧技术、不同厂商设备间的互联互通是关键?；鲈谟诨斡氩⒅鞯枷喙毓?、国内及行业标准的制定，推动形成开放、融合的安全技术生态。
- 挑战3：成本与效益的平衡。新技术引入初期成本较高?；鲈谟谕ü碛布怦睢⒎窕⒃苹渴鸬饶Ｊ酱葱?，降低部署门槛，让先进安全能力更普惠地服务于新型电力系统建设的各个环节。
总结
104协议的纵向加密技术正站在一个关键的十字路口。它不再仅仅是满足“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”十六字方针的合规性产品，而是正在演变为支撑新型电力系统数字化、网络化、智能化发展的核心安全基石。通过向内与协议标准深度耦合，向外与5G、物联网、边缘计算无缝融合，并前瞻性地布局量子安全技术，纵向加密将构建起更弹性、更智能、更坚固的电力网络安全防线。对于行业观察者和管理者而言，洞察这一融合趋势，提前规划技术路线和人才储备，是在能源革命和数字革命交汇处赢得先机的关键。