基于共识机制的电力物联网群组密钥管理研究

随着电力物联网的建设,终端接入数量的大量增加,实现低延迟和提供实时服务是传统电力物联网面临的两大挑战。虽然在电力物联网系统中已经有一些加密方案被设计来促进安全通信,但是现有的方案通常不支持匿名和灵活的密钥管理。文中基于区块链的共识机制,在电力物联网系统中保证了分散节点在区块链系统中实现一致性。提出了一种基于区块链的智能电网系统互认证和密钥方案,基于区块链共识机制的特性,所提方案可以支持高效的条件匿名和密钥管理,对终端(TA)与数据聚合器(DA)之间安全私有通信和密钥管理问题提出解决方案,提供了一个有效的密钥更新和撤销算法。对所提出方案的存储成本及时间成本进行了实验数据分析,实验结果与其他文献分别提出的三个密钥管理认证方案进行了对比,结果表明所提方案在存储成本及时间成本有明显优势。最后,进行了安全和效率之间的讨论分析,对未来电力物联网建设方面提出了建设性意见。     

基于区块链的电力物联网信任网关设计与实现

为保障大电网安全,解决电力物联网复杂通信网络中网关抗攻击能力弱、设备集中式接入认证方式导致认证中心负荷大、效率低、存在安全隐患等问题,提出了一种基于区块链的分布式动态网关架构以及接入认证机制。将区块链的共识机制运用到主网关的动态切换过程,形成了分布式的动态网关结构;结合门限秘密共享算法提出一种可信、灵活的分布式接入认证方式,并将接入认证过程中所涉及的设备ID等数字信息存入区块链数据存储结构中以提高认证过程的安全性。为了从理论和实践上说明该方法的有效性,进行了安全性分析与实验。结果表明,所提出的动态网关架构可以抵御物联网常见攻击,接入认证机制可以为电力物联网设备提供高度安全的接入认证保障。     

基于区块链的电力泛在业务接入网关的研究

电力系统中集中式的接入认证方式给认证中心带来了巨大的计算和通信压力。利用区块链去中心化的技术,结合电力通信网的特征,提出适用于电力物联网的分布式认证方案,并研制基于区块链的电力泛在业务接入网关。对接入的终端的合法性进行判断,在有线环境和无线环境下进行终端测试,证明该网关可实现配电自动化、新能源等典型泛在电力物联网系统的终端接入认证,具有普适性好、配置方便的特点,可在不影响原有系统拓扑的前提下显著提高终端系统的安全性。     

区块链技术在泛在电力物联网中的研究

随着信息通信技术的发展,电网智能化业务及能源互联网泛在业务接入的需求不断增加,目前集中式的接入认证方式给认证中心带来了巨大的计算和通信压力,特别是大规模并发接入和移动接入对系统认证效率带来严重影响。利用区块链技术去中心化、不可否认的特性,结合电力系统特点,分析了区块链技术在泛在电力物联网中的应用,并进行了实验验证,实验表明,所提方案可有效提高电力物联网终端并发接入效率。     

基于侧链技术的电力物联网跨域认证研究

能源互联网和5G通信技术发展使电力物联网规模不断增大,对于跨域数据交换的业务需求缺少有效的认证手段。分析了电力物联网终端跨域认证需求和面临的问题,介绍了区块链跨链技术中的侧链技术及实现机理,并将其引入到电力物联网跨域认证方案中,提出了一种基于侧链技术的电力物联网跨域认证方案。首先建立了基于侧链技术的跨链认证架构,设计了区块数据结构和双向锚定认证信息传递模型,通过公钥证书和数字签名生成认证凭据,通过时间戳确保认证信息的时效性,然后提出了基于侧链技术的电力物联网终端跨域认证流程,实现了认证凭证从申请域到认证域的可信传递。认证方案通过主链和侧链数据交互和共享,具有认证信息跨域有效、不可篡改以及分布式共识的特点。最后在配电自动化应用场景中进行仿真实验,验证了方案的可行性。     

基于区块链的电力物联终端信任共识方法

电力物联网(PIoT)智能终端安全机制是当前能源互联网发展的难点与热点.信任管理是提高终端攻击防御能力的关键环节,但目前已有方法缺少对信任参数的安全存储和多元评价主体的相关研究.文中提出一种基于区块链的电力物联终端信任共识方法,能够评估终端可信度并应对多种恶意攻击.首先,基于联盟区块链设计PIoT信任共识系统架构,增强信任参数的可靠性.其次,基于Beta分布建立多元信任评价主体机制,用熵值为不同评价主体分配动态权重,得出更准确的综合信任值.然后,提出5条共识机制准则和记账权选择机制,深度融合区块链技术与信任管理方法,为电力终端安全提供双重保障.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.     

基于区块链技术的电力市场绿色证书交易机制研究

介绍了可再生能源消纳责任权重相关政策及国内外绿色证书交易现状.以确保电力绿色证书交易过程的可靠性与安全性为前提,引入区块链技术,对区块链技术应用于绿色证书核发、交易的可行性进行分析,提出了基于PBFT共识算法的绿色证书核发及交易机制,通过与传统第三方证书核发与交易模式进行对比论证,认为该机制在安全性、执行效率等方面具有...     

区块链在电力设备泛在物联网应用的关键技术及方案

随着泛在电力物联网(ubiquitous power internet of things, UPIoT)的建设,将有亿级海量终端设备接入系统,给基于传统中心化分布式网络结构的电力设备泛在物联网带来巨大的挑战。为此,首先分析了泛在电力物联网在网络结构、信息安全、隐私保护、通信壁垒和多主体协同中存在的问题。然后利用区块链思维将区块链技术与物联网(internet of things, IoT)相结合,提出了基于区块链的电力设备泛在物联网建设方案,并重点阐述了在物联网区块链应用中的分区并行高通量联盟链、跨链通信、共识算法、智能合约、加密算法和数据压缩等关键技术。最后讨论了区块链与电力设备泛在物联网融合创新的发展趋势。区块链技术的发展势必深刻影响到社会的方方面面,论文的研究成果可为区块链在电力物联网的应用和实践提供参考。     

面向分布式电力交易的区块链算法应用研究综述

当下分布式电力交易呈现出中心化网络风险验证和市场竞争过小等问题。区块链技术去中心化、防篡改及分布式存储等特点与分布式电力交易中存在的问题高度契合,将区块链技术应用于分布式电力交易中受到广泛关注。文章从安全防护类算法、数据同步类算法及共识类算法3个方面梳理了区块链相关算法,将其结合分布式电力交易的部分适用场景展开分析,总结现有区块链核心算法在分布式电力交易中优缺点。最后,对区块链技术现在存在的问题及各类算法在未来分布式电力交易的适用性进行分析,通过对3类算法分析综述,从安全、共享、共识3个方面提高分布式交易的交易速率和可靠性,为未来区块链核心算法在分布式电力交易领域的应用提供研究思路。     

基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证

电网安全稳定控制系统终端资源有限、业务实时性要求高,现有认证方案难以兼顾系统的安全性、实时性和存储效率。将分布式哈希表（distributed Hash table, DHT）技术与区块链技术相结合,提出基于跳图（skip graph）结构DHT的区块链分布式存储优化方法;设计了基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证方案,给出了终端注册、入网和认证的流程与关键算法;分析了该方案的安全性和时空复杂度;对认证方案进行系统实现,从平均认证时延和平均终端存储开销2方面进行了实验测试,验证了该方案的可行性和在时空效率方面的优势。方案在不影响电网安全稳定控制系统终端间通信效率的同时提升了终端间通信安全性,进而保障了电网的安全稳定运行。     

泛在电力物联网安全风险分析及分层防护措施

针对泛在电力物联网的安全建设问题,提出泛在电力物联网的分层架构,分别针对感知层、网络层、平台层、应用层的安全风险进行了分析,梳理各层存在的潜在安全性攻击行为,结合各层的特点提出了分层防护措施,旨在推动泛在电力物联网安全健康发展。     

泛在电力物联网通信需求及技术适用性分析

针对泛在电力物联网的业务需求,分析了带宽、传输时延及可靠性等方面对现有通信技术的适用性;从本地业务和远端业务两方面,探讨了泛在电力物联网网络层通信组网模式、骨干层和接入层代表性通信技术的特点及未来泛在电力物联网的接入组网方式;并给出加强感知层的覆盖建设,推广智能终端、高速载波技术的应用,以及促进电力网与信息网的深度融合等建议。     

电力EPON通信网安全设计

分析电力EPON通信网存在的安全隐患的基础上,对电力EPON通信网的安全机制进行了设计.针对电力EPON通信网的安全隐患,从终端认证、业务隔离、深度检测与防御三个方面对电力EPON通信设备进行安全防护部署.通过EPON通信数据的加密处理和密钥管理,实现OLT与ONU的双向身份认证,确保了电力EPON通信数据的安全.测试结果表明,系统正常工作时,数据传输的上行延时小于2ms,下行延时不超过1ms,完全满足电力系统数据和信息传输的要求.     

泛在电力物联网释义与研究展望

能源互联网是以电力能源为中心,多种能源协同,消费协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新型生态化能源系统,主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中,泛在电力物联网还处于起步阶段,是能源互联网建设的关键一步。泛在电力物联网的建设对提升用户体验、提升电网运营水平、促进新能源消纳和培育新兴业务有明显的积极意义。从物联网概述、泛在电力物联网特征、支撑泛在电力物联网的关键技术以及典型应用场景几个层面对泛在电力物联网进行释义,最后对泛在电力物联网的发展进行了分析和展望。     

支撑泛在物联的电力无线专网性能评估

针对无线通信技术受电磁干扰和通信安全限制在电力系统中的应用相对缓慢的情况,介绍了可支撑泛在物联的电力无线专网,根据电力新兴业务的通信需求,比较1.8 GHz和230 MHz TD-LTE系统的技术指标,选择前者作为工作频率构建无线专用网,并根据地形和通信需求设计了电力无线专网的建设方案。实测数据表明,任何1个基站发生故障后,信号覆盖率均能达到1 Mbit/s的要求,所建无线专网可为泛在电力物联网的发展提供有力的支撑。     

基于电力物联网的电费回收侧管控研究

泛在电力物联网的出现,为电费回收侧管控提供了新的思路,通过泛在电力物联网与电力营销业务的结合,设计集纳电费风险信息网内交流及预警共享、拖欠电费网内共同追缴、恶意欠费网内共同制约、共同制裁功能于一体的电费回收管控共享平台,实现供电公司电费回收难的信息共享与协作应对,共同提升电费回收管控能力。该平台的建设思路是首先将平台架构建成,并落实需求中所涉及的功能,使之尽快汇集资源、发挥作用;下一步将深化设计、完善结构,充分体现开放、共享、协作理念,集中组织、模块化实现,保证平台的运行与实施效果。     

泛在电力物联网智能感知关键技术发展思路

智能感知是泛在电力物联网的数据入口,在泛在电力物联网建设中扮演着极其重要的角色。该文通过抽象化泛在物联网的信息论表述,量化比较了泛在电力物联网在数据传输容量上的优势,综合估算了智能感知网络规模,预测需要在此基础上解决海量异构多源数据融合、信息安全防护等问题。探讨了泛在电力物联网边缘算法的可分解性与下沉系数,定义了描述边缘算法可分解程度的范式,举例电力常用算法在泛在物联网边缘分解后的计算效率。讨论了智能感知在时空、类型、准确度的信息增益,以此为数学前提分别叙述了泛在电力物联网智能感知技术在通信网络、边缘计算、深度感知3个维度的发展思路,在此基础上讨论了泛在电力物联网的实际应用场景。     

配电物联网边缘物联代理网络安全防护研究

配电物联网是配电监控系统向物联网模式演进的结果,边缘物联代理是连接物联网终端与云端的重要感知层设备。通过分析边缘物联代理自身及交互面临的安全风险和安全需求,研究了可信启动、身份认证、密钥协商、数据机密性保护、数据完整性保护、安全监测等技术,构建了基于可信启动的设备本体安全、基于身份认证和数据保护的交互安全以及基于日志、流量信息实时采集的安全监测于一体的安全防护架构,有效避免了因边缘物联代理遭受恶意攻击而导致整个系统瘫痪事件发生,有助于提升配电物联网在新的网络安全形势下抵御恶意攻击的能力。