حفظ حريم خصوصي در شبكه‌هاي هوشمند انرژي توسط روش رمزنگاري همريختي و كدينگ شبكه

كارشناسي ارشد

چكيده اخيرا شبكه‌هاي هوشمند انرژي به عنوان راه حلي نويد بخش از نسل آينده شبكه هاي برق به وجود آمده‌اند. اين شبكه‌ها با استفاده از فناوري اطلاعات و ارتباطات و به‌كارگيري آن‌ها با هم، بر اساس اطلاعاتي كه درباره رفتار توليد كننده و مصرف‌كننده بدست آمده عمل كرده و كيفيت توان بهتر، دسترس‌پذيري و امنيت را فراهم مي‌كنند. بسياري از فناوري‌هاي مخابراتي كه براي استفاده شبكه هوشمند پيشنهاد شده‌اند، در برابر حملات سايبري آسيب‌پذير مي‌باشند. اين آسيب‌پذيري‌ها مي‌تواند منجر به كاهش قابليت اطمينان عملكردي سيستم، ‌هزينه‌هاي غيرضروري و حتي فاجعه‌هاي پي‌در‌پي براي توليدكنندگان انرژي و كاربران شود. امنيت شبكه به حفظ حريم خصوصي، احراز اصالت و دسترس‌پذيري وابسته است. تهديدات مختلف امنيتي به وجود آمده مي‌تواند باعث نقض حريم‌خصوصي و حتي خاموشي‌هاي گسترده شود. مركز كنترل براي پيش بيني وضعيت شبكه نيازمند جمع‌آوري اطلاعات مربوط به كاربران است، از اين رو از روش تجميع داده كاربران براي بهبود كارايي شبكه و حفظ حريم خصوصي استفاده مي‌كند. تاكنون مطالعات بسياري براي حفظ حريم خصوصي با استفاده از تجميع داده در شبكه‌هاي هوشمند انجام گرفته است. بسياري از اين طرح‌ها بر پايه رمزنگاري همريختي مي‌باشند و به علت استفاده از رمزنگاري مبتني بر تجزيه RSA هزينه محاسباتي بالايي را به اندازه‌گير هوشمند تحميل مي‌كنند و اين مساله باعث نقض دسترس‌پذيري اطلاعات به عنوان يكي از الزامات امنيتي در شبكه هوشمند مي‌شود. بنابراين به طرح‌هايي با هزينه محاسباتي پايين‌تر نياز است. در اين پايان‌نامه دو پروتكل امنيتي كارامد جهت حفظ حريم خصوصي داده‌هاي تجمعي كاربران با استفاده از رمزنگاري همريختي جزئي بهبود يافته بر پايه قضيه CRT و خم بيضوي به منظور كاهش هزينه‌هاي محاسباتي و مخابراتي ارائه مي‌شود، به طوري كه مركز كنترل از كل انرژي مصرفي گروه كاربران آگاهي داشته باشد. همچنين با توزيع فاكتور كور، با مهاجم داخلي به عنوان تهديدي جدي در شبكه مقابله مي‌گردد. به منظور احراز اصالت كاربران نيز از دو روش نوين در دو پروتكل پيشنهادي با توجه به محدوديت توان محاسباتي پردازنده‌ها و شرط دسترس‌پذيري در شبكه هوشمند استفاده شده است. از طرف ديگر مهاجمين ممكن است به تحليل ترافيك شبكه بپردازند. با استفاده از كدينگ شبكه و انجام عمليات جبري در گره‌هاي مياني، مي‌توان در برابر تحليل ترافيك شبكه مقابله كرد. يك چالش اساسي در كدينگ شبكه تزريق داده‌هاي اشتباه در گره‌هاي مياني توسط مهاجم است. اين داده‌هاي اشتباه در شبكه انتشار يافته و باعث بازيابي اشتباه دادهها در گيرنده مي‌شوند. براي حل اين مشكل نيز دو روش جديد به منظور مقابله با حملات تزريق داده‌هاي اشتباه در دو پروتكل پيشنهادي ارائه خواهد شد. شبيه‌سازي و مقايسه‌هاي انجام شده در قسمت رمزنگاري داده‌هاي خام مصرفي كاربران نشان مي‌دهد كه روش‌هاي ارائه شده مبتني بر رمزنگاري خم بيضوي با وجود داشتن امنيت معادل با رمزنگاري مبتني بر تجزيه RSA، برتري قابل توجهي در سربار محاسباتي و مخابراتي به صورت o(N) نسبت به o(N^2) با توجه به روش‌هاي ارائه شده قبل دارد. واژه‌هاي كليدي: شبكه‌هاي هوشمند انرژي، حفظ حريم خصوصي، رمزنگاري همريختي، تزريق داده‌هاي اشتباه، كدينگ شبكه

189963

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

دكتر وحيد طباطباوكيلي