發(fā)布時間：2018-01-08 12:02

  本文關(guān)鍵詞：AMI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及安全機制研究　出處：《國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：高級量測體系(AMI)是智能電網(wǎng)的一個重要組成部分,近年來得到了越來越多的研究和應(yīng)用,是當前的一個研究熱點。通過AMI,電力公司不僅可以收集、存儲、分析和提供來自智能電表等設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù),而且可以向智能電表等設(shè)備發(fā)送控制信息,提供遠端設(shè)備的固件升級服務(wù),實現(xiàn)了電力公司和用戶之間的雙向通信和互動。本文重點研究了AMI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制和應(yīng)用層安全機制。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制方面,提出了一種以IPv6的引入與增強型協(xié)調(diào)器的設(shè)計及使用為核心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機制,并基于節(jié)能的考慮在AODV路由算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進的路由算法iAODV。對于改進的路由算法,提出了一種基于角色的差異化HELLO消息時間間隔設(shè)定思想和一種基于路由表項統(tǒng)計的差異化HELLO消息時間間隔設(shè)定算法。使用OPNET仿真工具對iAODV進行了性能測試,并同時對基于網(wǎng)狀和樹狀的兩種網(wǎng)絡(luò)拓撲進行了性能測試。仿真結(jié)果表明,改進的路由算法在節(jié)能的同時還降低了網(wǎng)絡(luò)延時,而網(wǎng)狀拓撲相比于樹狀拓撲有更好的網(wǎng)絡(luò)性能。在應(yīng)用層安全機制方面,設(shè)計了身份認證、安全傳輸和密鑰管理三種安全機制。在身份認證機制方面,提出了一種基于雙密鑰哈希鏈的雙因子身份認證方法,安全分析表明,該方法有很高的安全性;在安全傳輸機制方面,綜合使用對稱密碼算法、散列函數(shù)和無損的數(shù)據(jù)壓縮算法,提供了數(shù)據(jù)機密性、數(shù)據(jù)完整性驗證和數(shù)據(jù)壓縮三種服務(wù),使用了一種輕量級的對稱密碼算法,重新定義了應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式;在密鑰管理機制方面,提出了一種基于橢圓曲線密碼技術(shù)的輕量級密鑰管理方案,分別提供了在單播、組播和廣播模式下點對點共享密鑰、組共享密鑰和全局共享密鑰的生成方法,理論分析表明,該方案具有很高的安全性、可靠性和靈活性�；贠penSSL開源密碼算法庫對設(shè)計的安全機制進行了實現(xiàn),對多項性能進行了測試,包括連通性、對稱加密速度、密鑰交換速度、數(shù)字簽名速度和哈希鏈速度五項測試。實驗結(jié)果表明,設(shè)計的安全機制有很高的效率,能很好地滿足AMI實時性高的需求。
[Abstract]:Advanced measurement system (AMI) is an important part of the smart grid in recent years has been more and more research and application, it is a research hotspot. Through AMI, power companies can not only collect, store, analyze and provide relevant data from smart meters and other equipment, and can control the information to send smart meters and other equipment, providing remote device firmware upgrade services, to achieve a two-way communication and interaction between power companies and users. This paper focuses on the mechanism and application layer security mechanism of AMI data forwarding mechanism. In terms of data, presents an introduction to IPv6 and enhance the design coordinator and use as the core of the data forwarding mechanism, and based on the consideration of energy efficiency based on the AODV routing algorithm, this paper proposed an improved routing algorithm for iAODV. routing algorithm, proposed a radical The differences in the characters of the HELLO message time interval setting method and a different routing table based on the statistics of HELLO message time interval set algorithm. Using OPNET simulation tools to test the performance of iAODV, and the two kinds of network topology and network based on the tree were tested. The simulation results show that the improved routing algorithm in the energy saving but also reduces network delay and network topology compared to the tree topology has better network performance. In the aspect of the application layer security mechanism design, identity authentication, key management and secure transmission of three kinds of security mechanism. In the aspect of identity authentication mechanism, this paper proposes a two factor authentication method of double key based on the hash chain, the security analysis shows that this method has very high security; in the safe transmission mechanism, the integrated use of symmetric ciphers, hash function and lossless data compression Shrink algorithm, provides data confidentiality, data integrity verification and data compression of three kinds of services, using symmetric encryption algorithms a lightweight, redefined application protocol data unit format; in the aspect of key management mechanism, proposes a lightweight key management scheme based on elliptic curve cryptography, are provided in the unicast, multicast and broadcast mode of the shared secret key sharing group and the global method to generate shared keys, theoretical analysis shows that this scheme has high security, reliability and flexibility. The security mechanism of OpenSSL open source cryptographic algorithm library based on design were implemented on a number of performance tests were carried out, including connectivity, symmetric encryption key exchange speed, speed, speed of digital signature and hash chain speed five tests. The experimental results show that the design of security mechanism has high efficiency, can Well, it meets the needs of high real time AMI.

【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.08;TM73;TM76

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本文編號：1397009