移动用户智能电网的认证模式研究

摘要

随着全球能源危机的加剧和现代社会对电力需求的增加，智能电网的概念应运而生，并在最近两年成为了全球范围内专家学者讨论和研究的热点，越来越受到各国政府、电力企业以及相关研究机构的关注。智能电网，国外一般称为“Smart Grid”，本质上就是智能化的新型电网。与传统电网相比，智能电网在带来诸多益处的同时，也面临着更多的安全问题和挑战。此外，智能电网中移动用户即时用电和户外用电的需求在不断增加，但是现有的智能电网认证模式受限于传统的固定供电方式，不能有效解决移动用户的认证问题，因此无法满足智能电网中移动用户的应用需求。
　　本文针对这些问题和需求，主要进行了如下的研究工作：
　　(1)针对智能电网中移动用户的应用需求，本文提出了一个移动用户智能电网(Mobile User Smart Grid, MUSG)概念，并详细描述了MUSG概念下的应用场景，实现了以移动用户为用电载体的灵活供电方式，改变了传统的以固定地点为用电载体的单一供电方式，满足了智能电网中移动用户的应用需求，然后针对现有的智能电网认证模式的不足，分析了移动用户智能电网(MUSG)面临的问题和挑战，并根据基于身份的密码技术的优势和特点，提出使用基于身份的密码技术解决移动用户智能电网(MUSG)的认证问题。
　　(2)为了实现智能电网中移动用户的身份认证，本文分别给出了一个基于身份的签名方案和一个基于身份的加密方案，同时给出了方案的正确性和安全性证明。分析表明，基于计算性 Diffie-Hellman(Computational Diffie-Hellman, CDH)问题的困难性假设，本文给出的基于身份的签名方案在随机预言机模型(Random Oracle Model, ROM)下，可以有效抵抗适应性选择消息和选择身份攻击；本文给出的基于身份的加密方案在随机预言机模型(ROM)下，可以有效抵抗适应性选择密文攻击。
　　(3)在提出基于身份的签名方案和加密方案的基础上，本文结合MUSG概念及其应用场景，给出了一种具体的基于身份的MUSG认证方案，主要是将本文给出的基于身份的签名方案和加密方案结合使用，共同实现了智能电网中移动用户的身份认证，解决了移动用户智能电网(MUSG)的认证问题。
　　(4)相比于现有的智能电网认证方案，本文给出的MUSG认证方案有效实现了智能电网中移动用户的身份认证，满足了移动用户即时用电和户外用电的应用需求，在切实降低电网系统的计算和通信开销的同时，可以有效抵抗合谋攻击和中间人重放攻击，并且保障了移动用户的用电隐私，符合移动用户智能电网(MUSG)的应用需求，为智能电网业务由固定用户向移动用户过渡奠定了基础。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究内容和意义

1.3章节安排

第二章 预备知识

2.1智能电网概述

2.2密码学基础

2.3本章小结

第三章 移动用户智能电网的认证模式

3.1移动用户智能电网及其应用场景

3.2面临的问题和挑战

3.3移动用户智能电网的认证模式

3.4本章小结

第四章 基于身份的密码方案的设计

4.1双线性配对及相关难题

4.2基于身份的签名方案

4.3基于身份的加密方案

4.4本章小结

第五章 基于身份的移动用户智能电网认证方案

5.1方案概述

5.2方案架构

5.3运行模式

5.4安全性分析

5.5性能分析

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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