發(fā)布時(shí)間：2020-10-26 10:27

　　 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是現(xiàn)代大規(guī)�；ヂ�(lián)電網(wǎng)的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)。隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展,電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的規(guī)模以及承載業(yè)務(wù)數(shù)量不斷增加,使其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的作用更加突出。但目前電力調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全措施基于經(jīng)典的密碼算法,密鑰的長(zhǎng)期安全性難以保障,同時(shí)在電力調(diào)度系統(tǒng)中還有相當(dāng)數(shù)量的業(yè)務(wù)直接采用明文傳輸,因而使得電力調(diào)度系統(tǒng)存在著較大的信息安全隱患。本文將當(dāng)今最為成熟的量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution,QKD)技術(shù)引入電力調(diào)度系統(tǒng)中,首先重點(diǎn)分析了誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)技術(shù),保證了非理想光源情況下量子密鑰分發(fā)的安全性。進(jìn)一步分析了無(wú)限數(shù)據(jù)集和含有統(tǒng)計(jì)抖動(dòng)的有限數(shù)據(jù)集下的真空+弱誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā),并通過(guò)局部搜索算法(Local Search Algorithm,LSA)對(duì)其無(wú)限解和有限解進(jìn)行了全參數(shù)優(yōu)化,在安全密鑰生成率和安全傳輸距離上展現(xiàn)了更好的性能。然后設(shè)計(jì)了電力調(diào)度業(yè)務(wù)密鑰供給及動(dòng)態(tài)調(diào)整方案,提出了一種基于業(yè)務(wù)排隊(duì)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的密鑰調(diào)整算法。通過(guò)采用不同的量子密鑰應(yīng)用方式和預(yù)分配密鑰量進(jìn)行密鑰供給,利用逐級(jí)調(diào)整密鑰應(yīng)用方式和降低密鑰更新頻率的調(diào)整算法實(shí)時(shí)調(diào)整,最大程度保證量子密鑰的充足供應(yīng)。最后建立電力調(diào)度業(yè)務(wù)模型,對(duì)算法在調(diào)度網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用性能進(jìn)行仿真測(cè)試。并針對(duì)傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用方法站點(diǎn)密鑰產(chǎn)生與消耗不匹配問(wèn)題,提出了一種基于觀測(cè)時(shí)間內(nèi)密鑰產(chǎn)銷比的時(shí)隙分配方案。通過(guò)分析正常情況和異常情況下產(chǎn)銷比的調(diào)整情況,驗(yàn)證了量子密鑰供給方案及動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際效果,從而最大限度地提升量子密鑰分發(fā)使用的效率,保障了電力調(diào)度網(wǎng)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?br> 【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM73;TN918.4;O413
【部分圖文】：

ＱＫＤ主要由合法的通信雙方Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ、公共的量子和經(jīng)典信道以及??量子態(tài)集構(gòu)成，可以在不安全的信道上利用量子力學(xué)基本原理協(xié)商出加解密使??用的密鑰�；冢眩耍牡牧孔颖Ｃ芡ㄐ畔到y(tǒng)如圖２－１所示：??信息——？?ｏｔｐ加密???？解密??密性放大?密性放大??｜基＾對(duì)比?｜隨機(jī)數(shù)?｜隨機(jī)數(shù)丨」基＾對(duì)比??Ｉ信息協(xié)調(diào)ｒ￣￣ｉ發(fā)生器?｜發(fā)生器ｍ信息協(xié)調(diào)?????：?［???????????量子信號(hào)源一調(diào)制－舒舗？測(cè)量基一？？探測(cè)器??圖２－１量子保密通信系統(tǒng)框圖??在整個(gè)量子保密通信系統(tǒng)中，ＱＫＤ單元是最重要的構(gòu)成部分，包括：信號(hào)??源、調(diào)制器與探測(cè)器。在密鑰協(xié)商的過(guò)程中，主要有基失對(duì)比信息協(xié)調(diào)和糾錯(cuò)??密性放大。量子信道用于傳輸由光源發(fā)送的光子脈沖，經(jīng)典信道用于測(cè)量基的??對(duì)比，以及加密后密文的傳送。通信雙方利用預(yù)先協(xié)商好的密鑰，常采用一次??一密（Ｏｎｅ－Ｔｉｍｅ?Ｐａｄ，ＯＴＰ）的方式對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加解密處理，從而實(shí)現(xiàn)??理論上的安全通信。??５??

可能是兩個(gè)或多個(gè)光子。２０００年Ｂｒａｓｓａｒｄ等人發(fā)現(xiàn)了所謂的“光子數(shù)分離攻擊??（Ｐｈｏｔｏｎ－Ｎｕｍｂｅｒ－Ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ－ａｔｔａｃｋｓ，ＰＮＳ）?”［２９，３Ｑ］，攻擊會(huì)對(duì)弱相干光源的安全??性帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。ＰＮＳ攻擊過(guò)程如圖２－４所示。??Ｅｖｅ??Ａｌｉｃｅ??聲?Ｂｏｂ??／??Ｅｖｅ??圖２－２?ＰＮＳ攻擊??在ＰＮＳ攻擊中，由于弱相干光源遵循泊松分布，Ａｌｉｃｅ發(fā)射的光子不都是??單光子，可能有兩個(gè)或多個(gè)光子。竊聽(tīng)者Ｅｖｅ利用光源的不完美，在Ａｌｉｃｅ和??Ｂｏｂ通信時(shí)檢測(cè)Ａｌｉｃｅ發(fā)送光子的數(shù)量，若發(fā)射的是單光子，則Ｅｖｅ會(huì)把單光??子攔截，使其不到達(dá)Ｂｏｂ端。若發(fā)射的不是單光子，則將竊取的多光子分離出??一個(gè)自己保存，將其他剩余光子發(fā)送給接收方Ｂｏｂ。由于信道中存在著損耗，??１１??

的方向繼續(xù)搜索。??選取有限數(shù)據(jù)集下真空＋誘騙態(tài)在Ｌ＝７５ｋｍ時(shí)為例，采用表３－１實(shí)驗(yàn)參數(shù)，??通過(guò)掃描＾和ｖ以及優(yōu)化其他參數(shù)，可以看出該函數(shù)結(jié)果是凸函數(shù)（見(jiàn)圖３－３）。??因此可以采用ＬＳＡ進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，且通過(guò)分析ｙ，ｅｉ值與ｋ和ｖ關(guān)系，由圖３－４??和３－５可以看出：在？；最大值，ｅ，最小值附近處，密鑰生成速率達(dá)到最大值，??驗(yàn)證了公式（３－１０）。??＊１〇?ｉ．?ｒ－－－－??Ｉ?鐘＾１１??１１?ＵＢ??圖３－３密鑰生成速率及與ｗ，?ｖ關(guān)系圖??２２??
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本文編號(hào)：2856875