本文關(guān)鍵詞：智能變電站報(bào)文安全及其實(shí)時(shí)性研究

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【摘要】：智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分。作為一個(gè)典型的信息物理融合系統(tǒng),智能變電站信息安全對(duì)確保其電力網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。日益開(kāi)放的電力通信網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)化的智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及不斷增多的電力信息攻擊使智能變電站信息安全問(wèn)題形式嚴(yán)峻。與一般IT網(wǎng)絡(luò)相比,智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)具有不可中斷、實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)。本文以提出滿足智能變電站安全需求并符合其特點(diǎn)的信息安全方案為目標(biāo),重點(diǎn)研究了智能變電站網(wǎng)絡(luò)安全、關(guān)鍵報(bào)文安全及其實(shí)時(shí)性、密鑰管理等問(wèn)題。首先,以黑客攻擊智能變電站的過(guò)程為主線,分析了黑客接入智能變電站網(wǎng)絡(luò)的攻擊路徑,從技術(shù)和管理兩方面給出了針對(duì)不同攻擊路徑的阻斷措施;分析了黑客成功接入智能變電站網(wǎng)絡(luò)后發(fā)起的攻擊類(lèi)型,確定了智能變電站的網(wǎng)絡(luò)安全需求,給出了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施。其次,研究了數(shù)據(jù)加密算法、分組密碼鏈接模式、消息認(rèn)證碼等現(xiàn)代密碼學(xué)基本理論;分析了智能變電站中GOOSE、SV、MMS三種關(guān)鍵報(bào)文的信息安全威脅和信息安全需求;結(jié)合現(xiàn)代密碼算法和IEC 62351標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電站報(bào)文安全問(wèn)題的規(guī)定,針對(duì)GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文的數(shù)據(jù)完整性和真實(shí)性需求,提出了基于HMAC的報(bào)文安全方案;針對(duì)MMS報(bào)文的數(shù)據(jù)完整性、真實(shí)性和機(jī)密性需求,提出了基于認(rèn)證加密的報(bào)文安全方案;給出了三種報(bào)文安全方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。然后,為驗(yàn)證實(shí)施本文所提安全方案后的報(bào)文是否滿足實(shí)時(shí)性要求,分析了智能變電站報(bào)文通信時(shí)延構(gòu)成及IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電站報(bào)文的實(shí)時(shí)性規(guī)定;結(jié)合報(bào)文特點(diǎn),在ARM平臺(tái)和PC機(jī)上測(cè)量了報(bào)文安全處理時(shí)間;在OPNET軟件上構(gòu)建了某實(shí)際220k V智能變電站網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)仿真給出了報(bào)文在不同仿真場(chǎng)景下的端到端傳輸時(shí)間。最后,為滿足智能變電站密鑰管理需求,分析了已有的密鑰管理方案;結(jié)合智能變電站特點(diǎn),對(duì)一種經(jīng)典的基于對(duì)稱加密的密鑰管理方案進(jìn)行改進(jìn),提出了一種適用于智能變電站的密鑰管理方案,主要包括基于對(duì)稱加密的密鑰分發(fā)方案和密鑰更新方案。
【關(guān)鍵詞】：智能變電站 報(bào)文安全 HMAC 認(rèn)證加密 報(bào)文實(shí)時(shí)性 密鑰管理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM76;TM63
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題10-13
• 1.2.1 智能變電站信息安全標(biāo)準(zhǔn)概述10-11
• 1.2.2 智能變電站信息安全防護(hù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 智能變電站密鑰管理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 智能變電站信息安全特點(diǎn)13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及論文架構(gòu)14-16
• 第2章 智能變電站信息安全研究16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)安全分析16-20
• 2.2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)攻擊路徑及阻斷措施16-18
• 2.2.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)安全威脅及安全防護(hù)措施18-20
• 2.3 智能變電站報(bào)文安全研究20-31
• 2.3.1 智能變電站報(bào)文安全需求分析20-22
• 2.3.2 現(xiàn)代密碼算法基本理論研究22-28
• 2.3.3 智能變電站報(bào)文安全方案設(shè)計(jì)28-29
• 2.3.4 智能變電站報(bào)文安全方案實(shí)現(xiàn)29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 智能變電站報(bào)文實(shí)時(shí)性研究32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 智能變電站報(bào)文實(shí)時(shí)性分析32-35
• 3.2.1 IEC 61850報(bào)文實(shí)時(shí)性要求32-33
• 3.2.2 智能變電站報(bào)文時(shí)延構(gòu)成33-35
• 3.3 智能變電站報(bào)文安全處理時(shí)間測(cè)量35-37
• 3.4 智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真37-45
• 3.4.1 某智能變電站簡(jiǎn)述38-39
• 3.4.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真模型構(gòu)建39-43
• 3.4.3 智能變電站網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果分析43-45
• 3.5 智能變電站報(bào)文實(shí)時(shí)性測(cè)試與仿真結(jié)果分析45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 智能變電站密鑰管理研究47-68
• 4.1 引言47
• 4.2 密鑰管理基本理論分析47-52
• 4.2.1 基于非對(duì)稱加密的密鑰管理方案47-49
• 4.2.2 基于對(duì)稱加密的密鑰管理方案49-52
• 4.3 智能變電站密鑰管理方案設(shè)計(jì)52-64
• 4.3.1 SSKMS設(shè)計(jì)思想53-54
• 4.3.2 SSKMS具體流程54-64
• 4.4 SSKMS性能分析64-67
• 4.4.1 SSKMS安全性分析64-65
• 4.4.2 SSKMS效率分析65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-70
• 附錄70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果76-78
• 致謝78

【相似文獻(xiàn)】

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