智能电表用户隐私保护系统研究

《智能电表用户隐私保护系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文智能电表用户隐私保护系统研究学位申请人：陈诚学科专业：电气工程校内指导教师：张利华副教授校外指导教师：答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校

3、外导师签名日期摘要智能电表用户表隐私保护系统研究摘要传统电网存在一定的局限性，导致电能管理的不善和能量的滥用。随着计算机技术和通信技术的发展和对传统电力行业的渗透，各国家和电力公司纷纷提出了新电网的概念：智能电网。智能电网设计目标是能够为用户提供高可靠性、高安全性、高效率和高清洁环保的电力能源，改善国家能源结构，推动能源可持续发展。智能电网区别于传统电网的本质特征是电力流和通信流的双向性，通常认为智能电网实现的第一步是高级量测体系（AMI）的部署，而在高级量测体系中智能电表和智能终端占有核心地位。新技术的产生往往也伴随着新的问题，随着

4、智能设备的大量部署，网络界限进一步向用户侧靠拢，用户侧信息安全问题将会更加突出。在这些安全威胁中用户隐私信息泄露问题尤其值得关注。通过对用户用电数据的分析，可以获得用户生活习惯和基本家庭信息，甚至严重的可以获得与用户账户相关系的信息，这些信息一旦被不法分子利用，将会产生极大的危害。本文基于用户隐私泄露的问题展开研究，通过对前人方案的分析，提出了一个新的智能电表隐私保护方案，并设计了一款密码协处理器可以更好的应用于隐私保护场合，最后在密码协处理器中进行方案模拟。本文主要取得了以下研究成果：（1）对智能电网概念及其中存在的智能电表用户隐私

5、泄露问题进行分析，对当前存在的智能电表隐私保护方案进行了总结、归纳并分析了优缺点。通过对智能电表存在攻击类型分析，提出了智能电表用户隐私保护需要满足的安全需求。这些安全需求主要包括：匿名性、不可否认性、前向安全性、可追踪性、不可链接性等。同时分析当前存在的智能电表隐私保护模型中各参与方以及各自的职责界定。（2）分析了前人群签名方案，指出该方案在应用于智能电表隐私保护中存在签名被打开后，改签名者的前期签名将会失去匿名性的问题。因此设计了使用公共证书和群中分组匿名验证的方案，新设计的方案很好的解决了以上问题，同时能够满足当前所有的智能电表

6、安全需求。新用户隐私保护方案是基于椭圆曲线困难问题设计的，也避开了双线性对的使用，在同等安全下，其计算量和通信量都远远优于现存方案。（3）密码算法的硬件实现有着软件实现无法比拟的优势，本文基于FPGA设计实现了一款通用型密码协处理器，该处理器可实现对称密码算法SM4、哈希算法SM3和椭圆曲线标量乘KP运算。协处理器设计中采用了局部动态可重构技术，通过微处理器向CPLD配置芯片发送控制信号，从而控制FPGA配置流文件的动态加载。通过验证，该密码协处理器实现了预设功能。（4）在设计的密码协处理器之上构建了智能电表用户隐私保护系统模拟。该系

7、统I摘要中密码协处理器通过串口与上位机通信，将本文设计的隐私保护方案各个阶段模拟实现进行通信，最后验证得出正确结论。关键词：智能电网，隐私保护，群签名，可重构技术，密码协处理器IIAbstractTHERESEARCHOFSMARTMETERINGPRIVACYPRESERVINGSYSTEMABSTRACTThe limitation to the traditional grid leads to poor management and abuse of power.With the development of computer

8、 technology and communication technology and the infiltration of traditional electric power industry，different