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智能配电网数据传输安全研究

戴熙昌  
【摘要】:智能配电网是未来配电网的发展方向,智能配电网与传统配电网的最大区别在于它采用了先进科学技术,智能配电网在智能电网中扮演着重要的角色。 数据传输的安全性在智能配电网中的重要性日益突出,数据安全传输对于智能配电网是一个需要解决的关键问题。主要了完成了以下研究工作: 1.分析了智能配电网的数据传输体系结构。结合智能配电网数据传输体系结构的组成和特点,对智能配电网数据传输系统进行了总结和分析,得出智能配电网数据传输系统潜在的安全问题,引出了智能配电网数据传输的安全需求。 2.提出采用加密技术来解决智能配电网数据传输存在的隐患。针对智能配电网的数据传输体系和特点,设计了一个数据安全传输模型,该模型采用的是混合密码体制,即密钥管理和数字签名使用公钥密码体制,而报文加密使用对称密码体制,这样可以充分的利用两种密码体制的优点,相比单一的密码体制在效率和安全性方面都具有较大的优势。 3.根据智能配电网的结构特点设计了一个身份认证方案,并对方案的性能的进行了分析,分析结果表明设计的身份认证方案达到了设计要求。 4.数据安全传输模型和身份认证方案都是以密码服务为基础的。为此,采用动态局部可重构技术设计了一款密码芯片,并以FPGA作为硬件实现平台。该芯片集成了公钥密码体制中的ECC,对称密码体制的中AES和PRESENT,Hash函数中的SHA-3。AES、ECC的运用领域非常广泛,已经渗透到生活的每个方面。PRESENT是基于物联网资源受限而提出来的一种超轻量级对称密码算法,具有运行速度快、安全性能高、易以硬件实现的优点。SHA-3是最新的Hash标准,由于公布时间晚相关研究还处于起步状态,其安全性较高。芯片在运行过程中容易遭受到外界的攻击,其中破坏性最强、最常见的当属差分故障攻击,为此专门为芯片设计了差分故障检测电路-TRC检测电路,有效的增强了密码芯片的生存能力。并以密码芯片为硬件平台搭建数据安全传输模型,并对通过串口调试助手对模型的功能进行模拟仿真。 进行的智能配电网数据安全传输研究在技术可行,具有明显的实践意义,为智能配电网数据安全传输系统的建设提供了一个新思路。


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