小知識之電力負荷管理系統(tǒng)

電力負荷管理系統(tǒng)是采集客戶端實時用電信息的基礎(chǔ)平臺，是運用通訊技術(shù)，計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)對電力負荷監(jiān)控、管理的綜合系統(tǒng)，其功能包括：遠方自動抄表、預(yù)購電、防竊電、控制地方上網(wǎng)電廠、配網(wǎng)監(jiān)測等。

一、電力負荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密的過程和方法

1、加密技術(shù)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)是提高信息安全性能的一種有效方法。按作用不同，數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)傳輸加密、數(shù)據(jù)存儲加密、數(shù)據(jù)完整性的鑒別以及密鑰管理技術(shù)四種。

(1)數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)

目的是對傳輸中的數(shù)據(jù)流加密，常用的方法有鏈路加密和端一端加密兩種。

前者側(cè)重在鏈路上而不考慮信源與信宿，是對保密信息通過各鏈路采用不同的加密密鑰提供安全保護。后者則指信息由發(fā)送者端自動加密，然后作為不可閱讀和不可識別的數(shù)據(jù)穿過通信網(wǎng)絡(luò)，當這些信息一旦到達目的地，將被自動重組、解密，成為可讀數(shù)據(jù)。

(2)數(shù)據(jù)存儲加密技術(shù)

目的是防止在存儲環(huán)節(jié)上的數(shù)據(jù)失密，可分為密文存儲和存取控制兩種。前者一般是通過加密算法轉(zhuǎn)換、附加密碼、加密模塊等方法實現(xiàn)：后者則是對用戶資格、權(quán)限加以審查和限制，防止非法用戶存取數(shù)據(jù)或合法用戶越權(quán)存取數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)完整性鑒別技術(shù)

目的是對介入信息的傳送、存取、處理的人的身份和相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進行驗證，達到保密的要求，一般包括口令、密鑰、身份、數(shù)據(jù)等項的鑒別，系統(tǒng)通過對比驗證對象輸入的特征值是否符合預(yù)先設(shè)定的參數(shù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的安全保護。

(4)密鑰管理技術(shù)

為了數(shù)據(jù)使用的方便，數(shù)據(jù)文件加密在許多場合集中表現(xiàn)為密鑰的應(yīng)用，因此密鑰往往是保密與竊密的主要對象。密鑰的媒體有：磁卡、磁帶、磁盤、半導(dǎo)體存儲器等。密鑰的管理技術(shù)包括密鑰的產(chǎn)生、分配保存、更換與銷毀等各環(huán)節(jié)上的保密措施。

2、負荷管理系統(tǒng)中的加密方式

目前電力負荷管理系統(tǒng)的通信方式是以數(shù)傳電臺通信為主，輔以其他的通信方式;結(jié)構(gòu)上采取中心站、主站及從站的三級結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)模型圖1所示。

在三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，主站和從站之間使用無線通信方式傳輸數(shù)據(jù)，而在中心站和主站之間，采用電力系統(tǒng)的辦公自動化網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，一般是以光纖作為通信鏈路的。采用無線傳輸方式的主站和從站之間的鏈路，是整個系統(tǒng)的通信瓶頸所在，也是系統(tǒng)容易遭受攻擊的地方，本文研究的加密方式也以這一段鏈路為主。

在從站和主站的前置機之間的數(shù)據(jù)加密傳輸，根據(jù)不同的通信方式將采取對應(yīng)的數(shù)據(jù)加密方式。

(1)數(shù)傳電臺通信方式下的數(shù)據(jù)文件加密

數(shù)傳電臺通信方式的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，主站和從站之間只有一條通信鏈路，因此適合采用鏈路加密方式。為了增加數(shù)據(jù)的安全性，在數(shù)據(jù)傳輸之前也可以采用端到端的加密方式，將兩種加密方式復(fù)合使用。當然，這是以犧牲時效性為代價的。

(2) CDMA和GPRS通信方式下的數(shù)據(jù)文件加密

CDMA和GPRS通信方式，都是通過公網(wǎng)運營商進行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸過程中要通過多條不同的通信鏈路，因此不適合采用鏈路加密方式，改采用端到端的加密方式，數(shù)據(jù)在信道和交換節(jié)點上均以密文的形式存在。

3、密鑰的生成和管理

密鑰的生成方式有兩種：固定密鑰方式和一時一密方式。固定密鑰方式中，每個終端作為一個用戶擁有一個密鑰分配中心(KDC)生成好的密鑰，主站擁有所有終端的密鑰列表。而一時一密方式中，每個終端沒有固定的密鑰，服務(wù)器也不保存密鑰。服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)安全情況，設(shè)置時間參數(shù)，定時或不定時地、自動或手動地向KDC請求密鑰。由KDC將密鑰送給雙方。從安全角度來考慮，一時一密方式安全性更好一些，因此本文采用一時一密的密鑰生成方式。

在加密傳輸?shù)倪^程中，需要大量的密鑰，用以分配給主機、節(jié)點和用戶。密鑰的安全管理是加密通信的一個重要環(huán)節(jié)。為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，采用中心化的密鑰管理方式。 KDC負責每次加密通信的密鑰的生成、分發(fā)、更新和銷毀過程