基于椭圆曲线密码体制的配电自动化系统信息安全研究

论文摘要

随着电力行业信息化的不断发展,配电自动化系统的信息安全面临着日益严峻的考验。如何保障配电自动化系统的信息安全,是一个亟待解决的问题。本文首先介绍了配电自动化系统的结构、通信方式。对其存在的信息安全隐患进行了分析,指出采用信息加密技术解决窃听和伪装等问题。然后,针对集中控制模式的配电自动化系统的密钥管理问题,提出了一种基于椭圆曲线密码体制的配电自动化系统密钥管理方案,并结合该密钥管理方案设计了配电自动化设备间信息加密传输的流程。最后,本文对信息加密流程进行了分析和仿真,结果表明,采用该流程可以有效地解决通信实体间的相互认证和信息实时加密的问题。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 论文背景与意义
• 1.2 配电自动化系统信息安全防护现状
• 1.3 论文的主要工作与章节安排
• 第二章 配电网馈线控制系统结构及其通信方式
• 2.1 配电自动化系统基本概念
• 2.2 配电网馈线控制系统结构
• 2.2.1 基于无通道模式的配电网馈线控制系统
• 2.2.2 基于面保护模式的配电网馈线控制系统
• 2.2.3 基于集中控制模式的配电网馈线控制系统
• 2.3 配电网通信方式
• 2.4 小结
• 第三章 配电自动化系统信息安全
• 3.1 配电自动化系统信息安全问题的根本原因
• 3.2 配电自动化系统的信息安全防护
• 3.3 小结
• 第四章 基于ECC的配电自动化系统信息加密传输方案
• 4.1 密码学基础
• 4.1.1 密码学相关概念
• 4.1.2 密码体制
• 4.2 椭圆曲线密码体制
• 4.2.1 椭圆曲线密码体制概述
• 4.2.2 椭圆曲线的定义
• 4.2.3 椭圆曲线的加法和标量乘
• 4.2.4 椭圆曲线离散对数问题
• 4.3 配电自动化系统信息加密传输流程
• 4.3.1 加密对象
• 4.3.2 加密流程
• 4.4 密钥管理方案
• 4.4.1 系统初始化
• 4.4.2 密钥协商
• 4.4.3 密钥更新
• 4.4.4 密钥管理方案分析
• 4.5 小结
• 第五章 配电自动化信息加密传输系统的仿真
• 5.1 系统总体结构
• 5.2 信息加密传输的实现
• 5.2.1 FTU的硬件设计
• 5.2.2 嵌入式软件开发环境的配置
• 5.2.3 Socket通信的实现
• 5.2.4 密钥管理方案的实现
• 5.2.5 AES的实现
• 5.3 配电自动化信息加密传输系统仿真结果
• 5.3.1 区域工作站与FTU之间的信息加密传输仿真结果
• 5.3.2 配电主站与区域工作站之间的信息加密传输仿真结果
• 5.3.3 效率分析
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况