智能电网AMI网络安全机制研究
本文选题：AMI网络 切入点：安全威胁 出处：《国防科学技术大学》2014年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：智能电网将先进的计算机网络通信及自动化控制技术同现有的电力基础设施相结合,以实现电网的自动化和智能化。高级量测体系(Advanced Metering Infrastructure,AMI)是智能电网的重要组成部分,它使得信息在用户与电力公司间高速双向流动,是智能电网实现需求响应、能源管理等功能的基础,其可靠部署与安全运行是电网智能化的关键。AMI网络涵盖计算机信息通信网络、信息基础设施网络和电网用户及电力公司员工构成的社会网络,这三个网络交互融合使AMI网络具有信息-物理-社会域多域融合的特性,且人的因素及物理因素对AMI网络安全的影响越来越突出,这都使AMI网络安全面临严峻的挑战:攻击者可从信息域、物理域和社会域中的任一网络域发起攻击,可综合使用网络攻击、物理破坏、社会工程学方法等多种攻击手段,进行跨域攻击或实现威胁的跨域传播。本文从多域融合的角度分析AMI网络面临的安全威胁,考察人的因素和物理因素对AMI网络安全的影响,结合AMI网络中众多设备节点计算及存储资源有限的特点,从以下几个方面进行了AMI网络安全的研究:(1)从多域融合的角度,分析AMI网络在信息域、物理域和社会域分别面临的安全威胁以及这些安全威胁在多域融合环境下的相互作用和相互影响;考察了面向AMI网络的APT攻击及AMI网络中可能存在的内部攻击。该部分研究是AMI网络安全研究的基础。(2)AMI网络内在安全机制的研究,主要包括路由安全和入侵检测。在AMI网络路由安全研究方面,首先本文在考虑人的因素及物理因素对AMI网络路由安全的影响,分析了AMI网络的路由安全需求,并基于AMI网络众多设备节点计算及存储资源有限的特点,研究学习了适用于AMI网络的RPL路由协议规范。安全的密钥管理是实现AMI网络路由安全的基础,本文基于划分安全层次和安全域的原则,设计了面向AMI网络的密钥管理机制,可抵御人的因素及物理因素导致的密钥泄漏问题。基于该密钥管理机制并采用ECC算法和Hash算法,实现RPL的机密性和认证性,并通过时间戳和校验码保证路由信息的新鲜性和完整性。通过路由度量报文转发率实现RPL对黑洞和灰洞等内部攻击的抵御。最后基于J-Sim仿真平台,通过编写Tcl实例模拟AMI网络拓扑及不同的攻击场景,对安全RPL路由过程进行了仿真。AMI网络入侵检测研究方面,本文重点研究了智能电表的入侵检测机制。智能电表是AMI网络的重要组成部件,是信息域、物理域和社会域多域融合的接口,本文旨在设计能够实现物理层检测且计算及存储开销较低的智能电表入侵检测机制。首先,采用有色Petri网刻画智能电表各物理部件间的信息流动及信息流的发生条件,基于此构建智能电表威胁模型。本文提出监听区的概念,通过在智能电表物理存储区设置监听区,并结合事件日志及秘密信息,实现对智能电表的协同入侵检测;该检测机制主要针对日常生活中常见的一类出于偷电目的的坏数据注入攻击,可检测电表物理存储区上的非法读写操作,不受智能电表软件更新的影响。评估实验验证了该协同入侵检测机制的有效性和低开销。(3)多域协同的AMI网络整体防护。提出了AMI网络多域协同防护的概念,为AMI网络信息域、物理域和社会域各域分别设置防御策略,并讨论这些防御策略间的协同。重点针对面向AMI网络的APT攻击,构造了多域协同的APT防御机制,提出通过信息共享和构造安全知识库实现对APT攻击的多角度分析、预测和防御。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.08;TM76
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王思彤;周晖;袁瑞铭;易忠林;;智能电表的概念及应用[J];电网技术;2010年04期
2 张高龙;;智能电表技术及市场[J];电器工业;2010年12期
3 ;智能电表制约谁?[J];品牌与标准化;2011年07期
4 唐发荣;;智能电表功能及其高级应用分析[J];价值工程;2011年23期
5 郭凯婴;;澳大利亚出台智能电表新项目[J];物联网技术;2011年08期
6 ;中国促进国内智能电表市场发展[J];今日电子;2012年01期
7 王沛;黄帅;;智能电表质量监控仍是关键[J];进出口经理人;2012年06期
8 任建婧;罗江;;论智能电表的推广应用[J];科技情报开发与经济;2012年16期
9 刘静怡;付瑶;;浅谈智能电表[J];黑龙江科技信息;2012年30期
10 杜代兴;;智能电表功能及其高级应用分析[J];科技与企业;2012年19期
相关会议论文 前10条
1 吴金星;韩明明;;一种低成本智能电表的设计与实现[A];山东省优秀计量学术论文选编（2011年度）[C];2012年
2 徐敏锐;;一种基于智能电表的能耗监控系统简述[A];2012年中国通信能源会议论文集[C];2012年
3 许高阳;宣筱青;司庆华;颜云松;;云计算智能电表在电力系统的应用[A];2012电力行业信息化年会优秀论文专辑[C];2012年
4 王伟;吴金星;吴杰;;浅谈几种提高智能电表可靠性的保障措施[A];山东省优秀计量学术论文选编（2011年度）[C];2012年
5 ;ONU-A1型光通信模块——单相智能电表[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年
6 章健;刘栋;;基于DL/T645-2007协议的大容量智能电表参数记录仪的设计[A];中国智能电网学术研讨会论文集[C];2011年
7 ;ONU-B1型光通信模块——三相智能电表[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年
8 黄剑龙;王忠锋;李力刚;赵雪峰;;基于ZigBee智能电表集中器的设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
9 于香芝;高洪民;汪渤;刘世岳;;基于RS-232接口的智能电表通信监控系统的设计[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
10 赵勇;盛万兴;;基于智能用电的智能家庭能源系统的研究及思考[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
相关重要报纸文章 前10条
1 李大维;2020年英国将全面安装智能电表[N];国家电网报;2009年
2 柳力萍;平凉供电公司推广智能电表[N];国家电网报;2010年
3 记者 冯tD 通讯员 张弦 马青雯;首批1600户居民用上“智能电表”[N];宁波日报;2010年
4 冯tD 夏君娜 张弦;市民五年内可用上“智能电表”[N];宁波日报;2010年
5 记者 金振文 通讯员 程权;天津上千户居民用上智能电表[N];国家电网报;2010年
6 实习记者 陈飞燕;智能电表 明白用电缴钱方便[N];四川日报;2010年
7 彭晔;智能电表市民爱[N];西南电力报;2010年
8 国网能源研究院 王峰峰;加大智能电表技术创新力度[N];国家电网报;2010年
9 记者 鲍丕勇 通讯员 周洋;全市智能电表更换工作启动[N];徐州日报;2010年
10 汤荣汛;智能电表在巢湖投入使用[N];中国建设报;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 张喜峰;基于ZigBee和GPRS通信的智能电表系统的设计[D];内蒙古大学;2015年
2 叶挺;基于自制罗氏线圈的农配网智能电表专用SPD研究[D];南京信息工程大学;2015年
3 陈勇;基于本体的智能电网历史与实时数据流查询研究[D];华北电力大学;2015年
4 位书军;IC卡智能电表的硬件设计[D];河南师范大学;2015年
5 何小辉;一种单相远程智能电表的设计与实现[D];河南科技大学;2015年
6 唐菁;基于传感网络的智能电表现场服务终端设计与实现[D];电子科技大学;2013年
7 于婷;基于无线通信技术的智能电表研制[D];大连理工大学;2015年
8 熊海涛;智能电表集中充值查询终端系统设计与实现[D];电子科技大学;2014年
9 章文;智能电表数据采集与故障分析系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年
10 高文峰;一种适用智能电网中的新型智能电表设计[D];东北石油大学;2015年
，本文编号：1618122
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1618122.html
