智能电能表数据通讯安全性分析解析.docx

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1、智能电能表数据通讯安全性分析张明远，徐人恒，张秋月，依溥治(哈尔滨电工仪表研究所，哈尔滨150032)摘要:智能化电能表依托先进的数据处理技术可以存储数据信息，实时监测用电情况，进行数据的多样化传递，适应我国电网智能化、网络化建设的需要，也是未来电网的发展方向。文章首先介绍了智能电能表的结构与功能，其次通过对智能电表信息安全的分析提出了一些提高智能电表安全的策略。关键词:智能电能表;安全性;数据通讯中图分类号:TM933文献标识码:B文章编号:1001－1390(2014)23－0024－04DataCommunic

2、ationSecurityAnalysisoftheSmartElectricEnergyMeterZHANGMing－yuan，XUＲen－heng，ZHANGQiu－yue，YIPu－zhi(HarbinＲesearchInstituteofElectricalInstruments，Harbin150032，China)Abstract:Smartelectricenergymeterswhicharebasedonadvanceddataprocessingtechniquescanstoredatainfo

3、r-mation，monitorelectricityconsumptioninrealtimeandtransferavarietyofdata．Thisistheneedsofourcountry’sgridintelligenceandnetworkconstruction，butalsothedevelopmentdirectionofthefuturegrid．Thispaperfirstintro-ducedthestructureandfunctionsofthesmartelectricenergym

4、eterandthenputforwardsomestrategiestoimprovethesecurityofthesmartmeterthroughtheinformationsecurityanalysisofthesmartelectricmeter．Keywords:smartelectricenergymeter，security，datacommunication0引言信息技术推动了电力信息化建设的发展，智能家电网公司智能电能表现行标准对智能电表存在的安全问题进行分析，来保护用户和供电企业双方的合法权

5、益。电网作为当下的一种现代电网，它将信息流、业务流、电力流高度融合于一体，已经成为世界各国发展的新趋势、新潮流。此时，仅具有简单电能计量功能的电能表已经不适合现代社会发展的需要，进而演变出了智能电表。智能电表作为智能电网的关键部分，它能够及时反映最新的电力市场信息—电价、供应的电量和需求的电量［1］，由于智能电表安全等级高、可靠性强、并且很容易实现分布式计量、达到双向互动服务。为建立智能家居、智能社区等奠定了良好的基础。电能表作为一个计量的产品，其相关数据的安全传输和存储是电能表众多功能中的核心基础，而且不少网民的合

6、法权益受到了侵害，只有确保数据的安全通讯才能使智能电网更加安全和可靠［2］。因此如何保证智能电表的数据通讯安全性，确保用户和电网公司的利益是电力行业面临的一个重要问题，也是一个亟待解决的难题。本文将充分结合国11．1智能电能表结构及功能硬件结构智能电能表由微控制器(MCU)、数据存储单元、电压采样、电流采样、时钟芯片、显示模块、计量单元、ESAM安全模块、输入/输出电路、通信接口单元(红外、ＲS485、载波或无线等)以及供电系统单元组成［3］。原理框图如图1所示，在以上组成单元中通信接口和数据存储区是信息安全防护的重

7、点。与外部的相通信的接口方式包括ＲS485，CPU卡，红外通信以及以窄带载波、无线公网和近距离无线作为接口。对于数据存储，主要采用EEPＲOM芯片和FLASH芯片、部分存储在铁电存储器FＲAM中。内置有国密SM1算法的ESAM安全模块是智能电能表安全性设计上最突出的特点。国密SM1算法是一种安全等级比较高的对称密钥算法，它是由国家商业密码管理委员会推荐使用的一种算法。—24—第51卷2014年第23期12月10日电测与仪表ElectricalMeasurement＆InstrumentationVol．51No．23

8、Dec．10，2014波等，通信协议一般采用DL/T645系列通信协议。数据安全防护的主要内容是通过分析发现计量功能、预付费功能的相应参数和记录值，尤其是电能表在工作过程中要读写预付费一些相关数据，而这些数据与用户和供电部门有直接的利益关系，这部分我们视为数据安全防护的重点。2智能电表信息安全分析2．1信息的安全威胁在智能电表的日常使用过程中总