面向智能电网云存储的数据完整性保护研究

发布时间：2017-10-28 12:31

  本文关键词：面向智能电网云存储的数据完整性保护研究

  更多相关文章： 智能电网 云存储 数据完整性 双线性配对 IEC61970

【摘要】：随着智能电网建设的不断推进和云计算技术的快速发展,云计算技术应用于智能电网信息化建设中已是发展的趋势。云存储系统具备可靠性高、数据处理量大、灵活性强、可扩展好及设备利用率高等优势,能够用于解决智能电网对海量数据存储的难题。而云存储中的数据安全保护问题是智能电网云存储系统建设面临的关键性挑战,如何确保云存储中数据的完整性是本文研究的重点。首先,根据现有的云存储数据完整性验证方案存在的不足,在已有方案的基础上进行了方案改进。采用双线性配对和同态验证标识进行数据完整性验证方案的设计,将数据标识和验证证据的计算交给云服务器端完成,并充分利用云计算的Map Reduce编程框架将数据标识产生算法并行化,有效提高了数据存储和完整性验证的效率。同时,通过引入随机安全参数保护数据隐私来支持公开验证,并引入哈希索引表来支持数据更新时的动态验证。然后,在智能电网数据中心建设的架构基础上给出了云存储数据完整性保护模型。在所给出的保护模型中,依据IEC61970标准中的CIM模型和HBase数据库完成了电力数据安全云存储设计,并按照设计的存储方案将所改进的验证方案进行了优化。最后,在实验室搭建的9节点云计算平台上编程实现了智能电网云存储数据完整性保护原型系统,并在原型系统上进行了数据安全云存储效率测试和数据完整性验证算法的性能测试。实验结果表明所设计的数据完整性保护方案可以有效地对电力数据进行安全存储并可以进行完整性验证,并且算法的效率较高,云服务器端与验证服务器端计算开销都较小。所设计的保护方案能够为智能电网云存储中的数据安全提供有效的保护。
【关键词】：智能电网 云存储 数据完整性 双线性配对 IEC61970
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM76;TP309
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 智能电网云存储系统与核心标准IEC6197011
• 1.2.2 智能电网云存储系统面临的安全风险与防护11-13
• 1.2.3 智能电网云存储系统数据完整性保护研究现状13-14
• 1.3 论文的组织安排14-16
• 第2章 相关技术16-21
• 2.1 公共信息模型CIM介绍16-17
• 2.1.1 CIM的组织方式16-17
• 2.1.2 CIM类及其关系17
• 2.2 数据完整性验证预备知识17-18
• 2.2.1 同态验证标识17
• 2.2.2 双线性映射17-18
• 2.3 Hadoop云计算平台18-20
• 2.3.1 HDFS分布式文件系统18-19
• 2.3.2 Map Reduce编程框架19-20
• 2.3.3 HBase分布式数据库20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 云存储中数据完整性验证方案设计21-34
• 3.1 现有的云存储数据完整性验证方案21-24
• 3.1.1 云存储数据完整性验证需求21
• 3.1.2 常见的可证明数据持有模型21-22
• 3.1.3 云存储数据完整性验证方案22-23
• 3.1.4 现有方案的不足23-24
• 3.2 云存储数据完整性验证方案改进24-29
• 3.2.1 方案基本设计24-25
• 3.2.2 方案算法设计25-29
• 3.3 方案安全性分析29-30
• 3.4 方案性能分析30-32
• 3.4.1 存储开销分析30-31
• 3.4.2 计算开销分析31-32
• 3.4.3 通信开销分析32
• 3.5 方案对比32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第4章 智能电网云存储数据完整性保护方案设计34-45
• 4.1 智能电网云存储数据特点34-35
• 4.1.1 数据源多且信息格式待统一34
• 4.1.2 数据量大且实时性要求高34
• 4.1.3 需数据安全等级划分机制34-35
• 4.1.4 信息共享存在35
• 4.2 智能电网云存储数据完整性保护建模35-38
• 4.2.1 智能电网数据中心建设需求35-36
• 4.2.2 面向电力数据中心的模型建立36-38
• 4.3 验证方案在所建立模型中的应用设计38-44
• 4.3.1 SCADA系统中数据的CIM模型38-40
• 4.3.2 基于CIM的电力数据安全云存储设计40-43
• 4.3.3 基于安全云存储的验证方案优化43-44
• 4.4 保护方案整体分析44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 智能电网云存储数据完整性保护系统的实现及方案测试45-66
• 5.1 Hadoop云计算平台与开发环境的搭建与配置45-54
• 5.1.1 系统环境配置45-47
• 5.1.2 全分布Hadoop集群搭建47-50
• 5.1.3 全分布HBase的安装与配置50-52
• 5.1.4 开发平台搭建52-54
• 5.2 系统架构说明54
• 5.3 系统功能设计54-57
• 5.3.1 智能电网数据安全云存储的实现54-56
• 5.3.2 智能电网云存储数据完整性验证的实现56-57
• 5.4 原型系统实现57-62
• 5.4.1 服务器端57-62
• 5.4.2 客户端62
• 5.5 所设计的保护方案在原型系统上的实验及分析62-65
• 5.5.1 云存储中数据安全存储效率测试63-64
• 5.5.2 云存储中数据完整性验证算法测试64-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果71-72
• 致谢72

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本文编号：1108288