روش نوین مبادله کلید در شبکه‏ ی برق هوشمند

اخیراً ارتباطات شبکه برق هوشمند (sg) به منظور تسهیل در سیستم‏های انتقال برق هوشمند و توزیع شده به میزان چشمگیری مورد توجه قرار گرفته¬اند. اعتماد ارتباطات و مسائل امنیتی به عنوان یکی از چالش های اساسی در استقرار sg به شمار می آیند. امنیت و حفظ حریم خصوصی شبکه‏ های برق هوشمند آینده و شبکه ‏های اندازه‏گیری هوشمند، اثرات قابل توجهی در پیاده سازی آن‏ها و پذیرش توسط عموم مردم خواهند داشت. تحقیقات بسیاری در این زمینه در حال انجام است تا به کاربران اندازه‏گیر هوشمند این اطمینان را بدهند که اطلاعاتشان به صورت امن مبادله می‏شوند. محیط‏هایی که شبکه ‏های الکتریکی کنونی در آن عمل می‏کنند و همچنین الزامات مورد نیاز شبکه‏های برق هوشمند با شبکه‏های مخابراتی و اینترنتی موجود، تفاوت های قابل ملاحظه‏ای دارند. به عنوان مثال، اندازه‏گیر‏‏های معمولی برق یا گاز در زیرساخت اندازه‏گیر‏ی پیشرفته (ami) در شبکه برق هوشمند بر خلاف شبکه‏ های مخابراتی و اینترنتی، دستگاه‏هایی با قابلیت پایین هستند که از تکنولوژی شبکه‏ های بی‏سیم شخصی (به عنوان مثال، ieee 802.15.4) استفاده می‏کنند. در این پایان‏نامه، به منظور حل این چالش و نگرانی موجود، یک پروتکل امن با حجم محاسباتی اندک به عنوان یک جزء اساسی و در عین حال بسیار مهم برای چارچوب ارتباطات sg امن پیشنهاد می‏کنیم. به طور خاص، در طرح پیشنهادی، اندازه‏گیرهای هوشمند که در شبکه‏ های مختلف سلسله مراتبی از sg توزیع شده اند، می‏توانند به احراز هویت متقابل دست یابند و کلید جلسه مشترک را با استفاده از داده‏های موجود در آن‏ها یا نمودار مصرف انرژی، تولید نمایند. سپس با استفاده از کلید جلسه مشترک بین اندازه‏گیرهای هوشمند (smها) و همچنین بین sm (han gw) و ایستگاه پایه (ban gw)، پیام‏های بعدی می‏توانند با حجم محاسباتی کم، احراز اصالت شوند. آنالیز امنیتی نشان می‏دهد که طرح پیشنهادی می‏تواند نیازمندی‏های امنیتی مطلوب ارتباطات sg را برآورده سازد؛ ضمن این که مصرف انرژی کمی داشته و حجم محاسباتی آن اندک است.