【好文推荐】基于改进ECC的含电动汽车用户负荷信息保护方案

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引文信息

鄢仁武, 郑杨, 林志雄, 等. 基于改进ECC的含电动汽车用户负荷信息保护方案[J]. 中国电力, 2023, 56(1): 150-157.

YAN Renwu, ZHENG Yang, LIN Zhixiong, et al. Ecc based load information protection scheme for electric vehicle users[J]. Electric Power, 2023, 56(1): 150-157.

摘要

在智能电网的大趋势下，电力公司与用户之间的数据传输交换愈加频繁高效。通信网络经常遭受网络攻击或窃听，为确保用户的用电数据在传输过程中不被恶意篡改，提出一种面向电动汽车用户的信息保护方案。通过改进加法运算和标量乘运算对传统椭圆曲线加密算法（elliptic curve cryptography, ECC）做轻量级优化，克服电网双向互动环境中智能电表资源有限的问题。在此基础上，设计负荷分解算法作为加密方案的检验工具，分解加密后的电力数据。最后，通过仿真算例分析，验证了所提方案的可靠性和安全性。

结论

本文在传统ECC加密算法的基础上改进点加运算和标量乘运算，提出一种面向电动汽车用户的信息保护方案。为验证所提方案的安全性，设计一种EV波形重构算法对含电动汽车的家庭用电数据信号进行分解。通过算例分析，得到以下结论。

（1）使用改进ECC算法加密后的数据失去原有信号的负荷特征，可有效抵御攻击者利用负荷分解识别算法对特定用户目标电气量的监测，攻击者若通过破解私钥得到未加密的数据，则必须解决椭圆曲线离散对数困难问题。因此，在传输过程中即使存在潜在攻击者也能确保数据安全。

（2）通过改进滑动窗口NAF算法可以有效减少运算量，并显著提高ECC的运算效率，在非对称加密算法中具有显著优势，更加适用于智能电网双向互动的环境。

（3）EV波形重构法可以有效过滤聚合负荷中的空调信号，对电动汽车充电信号具有较好的识别性能，但识别效果依赖于电动汽车的负荷特征，有待未来进一步研究完善。