电力公司信息通信论文提纲

论文题目：高级量测体系中的数据安全与隐私保护研究

摘要：高级量测体系是智能电网的重要组成部分,它连接着用户和电力公司,被看作是智能电网的第一步。高级量测体系通过安全、可靠的通信网络实现用户与电力公司之间的测量数据和指令数据的双向交换,以此来有效实施互动用电。在高级量测体系中,一方面,智能电表采集大量数据上传到电力公司,这些数据包括各类电能数据和用户的预付费信息等,如果这些数据泄露就会暴露个人用户的用电规律和生活习惯等隐私信息。另一方面,电力公司向智能电表发送远程控制信息和电价信息等,这些信息遭到篡改会造成智能电表执行错误的指令,不能进行正常的测量工作。因此,如何在不泄露个人用户信息和用户用电信息的情况下,对一个区域的用电量进行监控是高级量测体系信息单播上传过程中需要重视的问题。而能够确保智能电表接收到正确的指令信息,并保证接收信息的智能电表的身份不被泄露成为高级量测体系中下传信息多播传输过程中面临的安全挑战。本文针对以上问题主要研究了高级量测体系中的数据安全与隐私保护方案,完成了以下几个方面的工作:首先,针对高级量测体系中智能电表上传数据存在隐私泄露的问题,设计了一种安全的单播数据上传方案。该方案采用无证书聚合签密算法,保护了智能电表上传数据的机密性,完整性以及不可伪造性。该方案在具体的执行过程中不使用复杂的运算,可以应用在智能电表等计算资源有限的设备中。其次,针对高级量测体系中对智能电表的远程控制指令、电价等下传信息的机密性、完整性等安全问题,设计了一种多播下传信息安全传输方案,该方案采用无证书多接收者签密实现下传信息安全传输,并给出了该方案的具体实现过程。理论上证明了该方案既可以保证电力公司下传信息的机密性,完整性以及不可伪造性,又可以使得接收指令、电价等信息的智能电表的身份不能够被泄露。最后,通过效率对比和相关的实验,分析了本文设计的签密方案在签密阶段和解签密阶段的计算效率和运行时间,结果表明方案可以满足测量数据上传和控制命令下传的时间性能要求。

关键词：高级量测体系;数据安全;隐私保护;聚合签密;无证书多接收者签密

学科专业：计算机应用技术

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 高级量测体系中数据安全研究现状

1.2.2 无证书签密算法研究现状

1.3 课题研究的主要内容

1.4 论文的组织安排

第2章 相关技术

2.1 数学基础

2.2 密码学相关理论

2.2.1 哈希函数

2.2.2 双线性对

2.2.3 数学困难问题

2.3 无证书多接收者签密

2.4 聚合签密

2.5 无证书签密方案安全模型

2.6 本章小结

第3章 基于无证书聚合签密的单播传输方案

3.1 方案设计

3.1.1 系统初始化算法

3.1.2 用户密钥生成算法

3.1.3 签密算法

3.1.4 聚合签密算法

3.1.5 聚合签密验证算法

3.1.6 解签密算法

3.2 安全性分析

3.2.1 正确性分析

3.2.2 不可伪造性

3.2.3 消息的完整性

3.2.4 不可否认性

3.3 本章小结

第4章 无证书多接收者签密的多播传输方案

4.1 方案设计

4.2 无证书多接收者签密方案的设计与实现

4.2.1 系统初始化算法(Setup)

4.2.2 节点密钥生成算法(KeyGen)

4.2.3 签密算法(Sign)

4.2.4 解签密算法(Unsign)

4.3 正确性分析

4.4 安全性证明

4.4.1 机密性

4.4.2 不可伪造性

4.4.3 接收者匿名性

4.4.4 不可否认性

4.4.5 消息的完整性

4.5 本章小结

第5章 方案效率分析

5.1 无证书聚合签密方案效率分析

5.2 无证书多接收者签密方案效率分析

5.3 实验分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢