一个在电力线通信之外的安全智能电表协议.doc

一个基于电力线通信的安全智能电表协议 Sungwook Kim, Eun Young Kwon, Myungsun Kim, Jung Hee Cheon, Seong-ho Ju, Yong-hoon Lim, andMoon-seok Choi 摘要：一个智能计量系统是一个能够计量电，燃气及水的消耗并能通过测量设备的远程控制管理他们的供应的系统。电力线通讯（PLC）并不需要一个单独的通信线路就能很容易地利用电力线基础设施进行安装。PLC也允许用户通过将电源线插入电源插座的方式方便地连接PLC网络的测量设备。因此，一个基于PLC的智能计量系统的已被视为一个最合适的技术用来自动抄表控制，这对于实现智能电网是至关重要的。我们提出一个安全的智能电表协议包括：1）未曝光的生成和配置的设备的关键材料;2）交换数据之前，在设备之间初始化网络中的验证设备和共享密钥，（3）安全传输抄表数据，以及4）撤销对于网络上被丢弃的设备的处理的管理。特别是，我们的协议提供强大的身份验证设备和数据，它可以采用秘密共享通过多种认证的方式来防止单点当局。它也能降低逐跳认证服务器传输的到服务器的终端节点的数据的服务攻击的风险。 关键词 ： 电力线通讯（PLC），安全，智能，计量。 一．介绍 PLC是一种承载数据同时通过电源线发送电力的技术。由于电力线已经广泛建立，PLC不需要单独的通信线路，就能很容易地安装。而且它也可以通过骨干网连接到不同的网络。此外，设备可以通过将电源线插入电源插座轻松地访问系统。因此，PLC一直被认为是用远程抄表系统和自动化控制系统来实现先进的计量基础设施（AMI）系统最合适的技术，这也是智能电网的一个重要组成部分。 手稿收到于2010年9月24日，于2011年3月8日修订;于2011年5月15日接受。出版日期2011年7月11日；当前版本日期2011年10月07。这项工作获得了韩国能源技术评价研究所发电和电力交付（KETEP）的支持，这是由韩国政府知识经济部（R-2005-1-397-004号）规划的无偿资助。材料非纸质。 TPWRD-00732-2010。 S. Kim, E. Y. Kwon, M. Kim, and J. H. Cheon来自于韩国首尔151-747，首尔国立大学，数学科学学院（电子邮箱：avell7@snu.ac.kr; white483@snu.ac.kr; msunkim@snu.ac.kr;jhcheon@snu.ac.kr）。 S. Ju, Y. Lim, and M. Choi来自于韩国大田305-380韩国电力科学研究所（电子邮箱：shju1052@kepco.co.kr;adsac@kepco.co.kr cms96@kepco.co.kr）。 数字对象标识符10.1109/TPWRD.2011.2158671 智能计量是指安装智能抄表系统，远程抄表，并发送向用户的读数的步骤，。读数可以包括气体，水，电的消耗的详细信息。智能电表所需的个人技术大多处在被固定的状态。在这方面目前的主要问题之一是防止在读数抄表或数据传输期间篡改计量和读数。 近年来，世界各地的许多国家采用智能电表系统来进行远程抄表。目前针对改善仪表读数的准确性，设计网络传输仪表读数，并制定保护仪表的读数方法的研究正在进行中。美国（USA）对先进计量基础设施（AMI）设置了安全要求的在2008年12月[13]。国家标准与技术研究所（NIST）提出智能电网的互操作性的框架，改框架包括2010年1月提出的网络安全的智能电网标准[10]，和2010年8月提出的智能电网网络安全的策略和要求[11]。除了对安全性要求的研究，基于Certicom所提供的安全解决方案的实施正在进步，然而，一个对于系统的详细描述不会被释放。 欧洲联盟（EU）正在推进智能电网安全标准化成为智能电网标准化的一部分，推动贯穿在 “智能电网欧洲技术平台” 整个项目中。该项目由5个研究部分实施出来的19个详细的研究组成 [16]。 “OPEN meter”项目[12]，欧盟正在进行中，和它奠定了在2009年7月提出的安全要求规范[15]。国际电工委员会（IEC）的智能电网战略组（SG3）在2010年6月提出了中日智能电网标准化路线图 [14]。它包括介绍现有的库存标准，实际的标准和未来要求之间的差距分析，进化的建议。 正如前面提到的，关于安全智能计量的最前沿的研究专注于绘画的安全要求。对于使协议满足安全要求的发展的研究是在早期阶段。到目前为止只有几个具体的协议建议，此外，很少有关于他们的资料描述的信息被释放。据我们所知，这是在公共场所的安全智能电表的第一个协议。 在本文中，我们定义并设计一个安全的智能电表协议（SSMP）。在SSMP中我们描述的所有数据结构和程序包括：1）关键材料产