文档名：智能电网中基于密钥生成的物理层安全技术研究
摘要：电网作为国家重要基础设施,其安全性至关重要.无线通信在智能电网的发展中体现了重要作用,是实现智能电网泛在环境感知、嵌入式计算、网络通信等系统工程的重要保障.然而,在突破传统物理连接设备限制的同时,无线电磁传播的开放性也给智能电网带来了严峻的安全挑战.为了确保智能电网无线终端间的通信安全,文中提出了一种基于密钥生成的增强型物理层安全策略.该策略综合利用电网设备的物理标识、无线信道的随机特性以及时间戳功能,既可以实现"一次一密"的轻量级加密效果,又能够有效鉴别合法网络设备,从通信安全和设备识别两个角度为智能电网提供高效可靠的安全通信保障.仿真实验结果表明,文中所提出的物理层密钥生成方法可以充分保障无线通信安全,在实际应用中可以有效对抗窃听者的窃听攻击,同时针对恶意干扰攻击也具有很强的鲁棒性.
Abstract：Smartgridisavitalnationalinfrastructure,thesecurityofwhichisofgreatimportance.Wirelesscommunica-tionplaysanimportantroleinthedevelopmentofsmartgrid,anditisanimportantguaranteeforsystemengineeringsuchasubiquitousenvironmentawareness,embeddedcomputing,networkcommunicationandnetworkcontrolofsmartgrid.Nevertheless,theopennessofwirelesselectromagneticpropagationalsobringsseriousseverechallengestosmartgridwhilebreakingthroughthelimitationsoftraditionalphysicalconnecteddevices,Inordertoensurethecommunicationsecurityforthewirelessterminalsofsmartgrid,anenhancedphysicallayersecuritystrategybasedonkeygenerationisproposedinthispaper.Thestrategycomprehensivelyutilizesthephysicalidentificationofthesmartgridequipment,therandomchar-acteristicsofthewirelesschannels,andthetimestampfunction,whichcannotonlyrealizethe"One-Time-Pad"encryp-tion,butcanalsoidentifythelegitimatenetworkequipment,thusguaranteeinganefficientandreliablesecuretransmis-sionfromtheperspectivesofcommunicationsecurityandequipmentidentification.Simulationresultsshowthatthepro-posedsecuritystrategycaneffectivelysafeguardthecommunicationsecurity,whichcanbeusednotonlytodegradetheperformanceofpassivewiretapping,butalsotomaintainhighrobustnessagainstjammingattacks.
作者：李颖杰 顾蓉 温启良 郑通兴 Author：LIYingjie GURong WENQiliang ZHENGTongxing
作者单位：深圳供电局有限公司,广东深圳518048数据通信科学技术研究所,北京100083南方电网深圳数字电网研究院有限公司,广东深圳518034西安交通大学信息与通信工程学院,西安710049
刊名：电测与仪表
Journal：ElectricalMeasurement&Instrumentation
年，卷(期)：2024, 61(2)
分类号：TM93
关键词：智能电网 物理层安全 密钥协商 密钥生成 无线信道
Keywords：smartgrid physicallayersecurity keyagreement keygeneration wirelesschannel
机标分类号：TP393.08TN925.93X913.4
在线出版日期：2024年3月1日
基金项目：国家自然科学基金智能电网中基于密钥生成的物理层安全技术研究[
期刊论文] 电测与仪表--2024, 61(2)李颖杰 顾蓉 温启良 郑通兴电网作为国家重要基础设施,其安全性至关重要.无线通信在智能电网的发展中体现了重要作用,是实现智能电网泛在环境感知、嵌入式计算、网络通信等系统工程的重要保障.然而,在突破传统物理连接设备限制的同时,无线电磁传播的...参考文献和引证文献
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