基于SM2加密算法的网络型电压监测系统的研发

发布时间：2017-05-20 19:10

  本文关键词：基于SM2加密算法的网络型电压监测系统的研发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电力改革的不断深入,智能电网已经成为电力系统发展中的重中之重。然而,随着智能电网建设的高速发展,其安全性问题也日益突出。特别是在进入网络通信时代,智能电网中数据安全问题也越来越突出。一方面,目前标准安全协议采用的RSA公钥密码算法已经逐渐不能满足智能电网中数据传输采用的商用密码算法的要求。另一方面,大量数据采集终端的并发接入使得智能电网中数据的可靠传输面临着挑战。基于上述背景,本文利用国家商用密码管理局颁布的SM2加密算法,研发了一种网络型电压监测系统,其主要研究成果如下:首先本文研究了密码学基础,比较了当下两种主流密码算法的优缺点,并且重点研究了椭圆曲线密码算法的数学原理。其次以国家密码管理局公布的SM2公钥算法规范为依据,研究了SM2加/解密算法和SM3杂凑算法的原理,并使用C语言和OpenSSL开源算法库对其进行了软件实现,从而提高了密码算法的运算效率。最后针对智能电网数据采集终端中存在的信息安全方面的威胁,设计了一个基于SM2加密算法的网络型电压监测系统的架构模型和硬件系统,并且基于该网络型电压监测仪的ATmega128微处理器,设计了电压监测仪与上位机服务器之间数据传输的安全通信协议,将SM2加/解密算法与SM3杂凑算法嵌入到其硬件系统中,从而实现了智能电网网络型电压监测仪和上位机服务器之间电压参数的安全传输。对网络型电压监测系统进行了性能测试,结果表明:使用软件方式实现数据的加/解密的结果与现有的使用硬件方式实现数据加/解密性能相当、具有较高的安全性、准确性以及实用性,能够很好的达到对智能电网中电压数据进行实时监测的预期效果。
【关键词】：智能电网 电压监测仪 椭圆曲线 SM2加密算法 数据安全
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM933.2;TN918.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-13
• 1.1.1 智能电网背景10-12
• 1.1.2 课题研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 数据安全威胁和防护13-14
• 1.2.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 课题组研究基础与本文研究内容15-17
• 1.3.1 课题组研究基础15-16
• 1.3.2 本文研究内容16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第二章 椭圆曲线密码概述18-30
• 2.1 密码学概述18-20
• 2.1.1 数据安全18-19
• 2.1.2 密码体制分类19-20
• 2.2 公钥密码体制20-23
• 2.2.1 RSA密码算法21-22
• 2.2.2 椭圆曲线密码算法22-23
• 2.3 椭圆曲线密码概述23-29
• 2.3.1 椭圆曲线密码基本概念23-24
• 2.3.2 椭圆曲线上群运算法则24-27
• 2.3.3 椭圆曲线上加/解密原理27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 国家标准算法SM2软件实现30-45
• 3.1 SM2算法的椭圆曲线30-32
• 3.2 SM2算法的辅助函数32-38
• 3.2.1 密钥派生函数32-33
• 3.2.2 SM3密码杂凑函数33-38
• 3.3 SM2加/解密算法流程与实现38-44
• 3.3.1 SM2加密算法38-40
• 3.3.2 SM2解密算法40-42
• 3.3.3 SM2加/解密算法软件实现42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 基于SM2算法的网络型电压监测系统设计与实现45-64
• 4.1 网络型电压监测系统概述45-46
• 4.2 网络型电压监测系统设计46-53
• 4.2.1 总体设计46-48
• 4.2.2 微处理器模块48-49
• 4.2.3 GPRS通信模块49-51
• 4.2.4 电压监测模块51-52
• 4.2.5 电源模块52-53
• 4.3 通讯协议设计53-58
• 4.3.1 TCP/IP协议简介54-56
• 4.3.2 通讯协议数据流设计56-58
• 4.4 系统实现与实验结果58-63
• 4.4.1 系统环境58-59
• 4.4.2 软件实现59-60
• 4.4.3 实验结果60-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间的主要学术成果71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Eric Schlaepfer;;复杂系统的电压监测[J];今日电子;2012年10期

2 徐宏蓉;;电压监测管理在地方电网中的作用[J];科技风;2013年18期

3 陈山,潘天红,盛占石,李正明;分布式电网电压监测系统的研制[J];电力自动化设备;2003年02期

4 刘凡;司马文霞;孙才新;杜鹏;杨丽君;;过电压监测中电网频率微变检测方法[J];电工技术学报;2007年03期

5 马思乐,王效良,王划一;电网电压监测及保护电路的设计[J];电子与自动化;1997年04期

6 葛彬杰;王新安;张兴;冯晓星;汪清勤;;一种新颖的可编程电压监测芯片[J];微电子学;2010年01期

7 舒洪,胡文松,胡亦涛;新型电压监测统计仪[J];南昌大学学报(理科版);1999年01期

8 杨能益;;电池电压监测电路[J];电工技术;1986年10期

9 严小东;;电压监测网络治理“低电压”[J];农村电气化;2012年04期

10 严小东;;依托电压监测网络实现农村“低电压”综合治理[J];农村电气化;2012年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 谢荣斌;;探讨过电压监测技术在220kV及以下区域电网的应用[A];贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 薛红 丁海宝;宝泉岭局电压监测网络实现全覆盖[N];东北电力报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 刘亭婷;眉山公司电压监测与综合管理系统的设计与实现[D];电子科技大学;2013年

2 丁佳莉;基于SM2加密算法的网络型电压监测系统的研发[D];江苏大学;2016年

3 刘赫;基于TMS320F2806的电网电压监测仪的研制[D];江苏大学;2009年

4 张磊;基于电压监测系统的配电网无功优化研究[D];华北电力大学;2014年

  本文关键词：基于SM2加密算法的网络型电压监测系统的研发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：382541