基于椭圆曲线的用电信息采集传输安全性研究.pdfVIP

学兔兔 《仪器仪表与分析监测》2014年第3期 基于椭圆曲线的用电信息 采集传输安全性研究 Studies on Safety Collection and Transmission of Electricity Information Based on Elliptic Curves 郑建柏 王芳 (1．国网厦门供电公司，福建厦门 361000；2．国网福建检修公司，福建厦门 361000) 【摘 要】 针对智能电表用电信息采集传输的安全性问题，在IEC62056标准的基础上，在 COSEM应用层使用椭圆曲线数字签名算法，对传输数据帧的消息摘要进行数字签名．防止用 电信息采集的数据被恶意篡改。介绍IEC62056标准体系；分析椭圆曲线及数字签名的原理， 利用其安全级别高、占用带宽少的特点，保证采集数据传输的实时性、高效性和安全性；引入 数据帧对椭圆曲线数字签名算法在智能电表采集数据传输上的应用进行算例分析。 [关键词】 智能电表；IEC62056；椭圆曲线；用电信息采集 [中图分类号】TM933 [文献标识码】 A 引言 1 智能电表通信协议mC62056标准体系 介绍 智能电表是智能电网数据采集的基本设备之 一 ， 承担着原始电能数据采集计量和传输的任务， 随着智能电表的发展，不同厂家、系统集成 是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础IlJ。 商和电力供应商在自动抄表、用户服务、负荷管 智能电表能够对计量数据进行自动处理、传输、 理、服务质量等诸多方面提出了大量的解决方案。 管理和使用，将先进的通信技术引入到电子式计 这些解决方案大多是为解决生产运行中某些具体 量设备中，实现实时的能耗监测。但是，在电表 问题设计的。因此其通信协议往往是自定义的． 数据向采集主站传输的过程中．存在着一定的安 协议的兼容性较差。为满足市场商务过程对计量 全隐患。一方面．智能电表可能成为黑客入侵电 数据一致性、合法性、安全性的需求，IEC TC13 力公司的专用通信网的客户端；另一方面，采集 WG14制定了IEC62056《电能计量一用于抄表、费 的数据可能在传送过程中被截获，不法用户可以 率和负荷控制的数据交换》系列国际标准[21。 通过注入虚假数据达到窃取电费的目的。 IEC62056标准体系整体上分为两大部分，一 本文针对智能电表数据传输过程中的安全性 部分是与通信协议、介质无关的电能计量配套技 问题，采用公钥加密体制，使用椭圆曲线数字签 术规 范——C0SEM (Companion Specification for 名算法，对智能电表采集数据的哈希值用私钥进 Energy Metering)，包括IEC62056—61对象标识系 行签名，防止电能信息采集数据的泄漏，同时防 统 (OBIS)和IEC62056—62接口类两部分；另一 止传输数据被恶意篡改。 部分是依据OSI网络模型和IEC61334制定的通信 一 24— 学兔兔 基于椭圆曲线的用电信息采集传输安全性研究 郑建柏，等 协议模型，即设备语言报文规范——DLMS 在通信过程中虽然没有规定加密算法，但是在 (Device Language Message Specification)。该标准不 COSEM应用层中使用了