智能變電站通信網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的安全性研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)概念的提出，變電站從數(shù)字變電站逐步向智能變電站方向轉變，智能化、網(wǎng)絡化、集成化是智能變電站區(qū)別于其他時期變電站的顯著特點。智能變電站在智能電網(wǎng)中擔任著數(shù)據(jù)轉換中心和控制命令發(fā)號者的角色，是實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度、控制與保護等一系列行為中的重要環(huán)節(jié)，所以智能變電站網(wǎng)絡通信系統(tǒng)中，報文能否安全實時傳輸顯得尤為重要。
　　互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，黑客惡意破壞網(wǎng)絡系統(tǒng)安全現(xiàn)象時有發(fā)生，變電站中的數(shù)據(jù)傳輸同樣也面臨著諸如竊聽、假冒、篡改和抵

2、賴等安全威脅，而目前應對安全問題的保護措施不能達到相應的傳輸要求。為解決這些問題，論文通過對報文傳輸要求的研究，結合美國變電站通信組織發(fā)布的IEC61850與IEC62351變電站通信標準中對報文安全傳輸提出的保障措施，在FPGA開發(fā)環(huán)境下采用Verilog硬件語言設計出了一種適用于智能變電站報文傳輸?shù)母咝У脱舆tGCM加密認證系統(tǒng)，以保障智能變電站報文能夠安全有效的傳輸?shù)侥康牡亍?br>　　論文在研究分析GCM加密認證系統(tǒng)原理以及其加密

3、和認證兩個核心內(nèi)容的基礎上，構建智能變電站通信傳輸系統(tǒng)的整體框架。在通信網(wǎng)絡加密系統(tǒng)中采用AES加密算法保障智能變電站報文的保密傳輸，結合混沌密碼學，優(yōu)化加密分組密碼系統(tǒng)中的密鑰管理及分配方式，采用M序列擾動logistic混沌作為AES加密系統(tǒng)的密鑰發(fā)生器，提高加密空間與加密系統(tǒng)的安全性，并分別利用Quartus和ModelSim軟件進行綜合仿真，驗證加密系統(tǒng)的可行性和正確性;在通信網(wǎng)絡認證系統(tǒng)中采用GHASH認證技術保障智能變電站報

4、文傳輸?shù)耐暾麄鬏敚捎貌⑿屑軜嫺咚賹崿F(xiàn)伽羅華域Arash乘法器，在系統(tǒng)中Hq參數(shù)采用2的倍數(shù)次，減少預處理時間，以達到高效的并行實現(xiàn)目的，并分別通過Quartus和ModelSim軟件進行綜合仿真，驗證認證系統(tǒng)的正確性。
　　論文根據(jù)整體硬件架構，在FPGA開發(fā)環(huán)境下完成對GCM加密認證系統(tǒng)的仿真驗證，證明了該系統(tǒng)的正確性。同時根據(jù)綜合報告結果得出GCM加密認證系統(tǒng)的吞吐率為11.29Gbps，進而計算出GCM系統(tǒng)的最大傳輸耗時時