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摘 要：本文说明了信息安全技术中的身份认证和访问控制技术，分析了两种技术在现有的智能电网中的应用，并在此基础上设计了一种新型的基于Chebyshev多项式身份认证方案，提高了智能电网的信息安全性，降低了网络带宽，提高了系统运行效率。
关键词：智能电网；身份认证技术；访问控制技术；信息安全
中图分类号：TP393.08；TM76
在提出的“智慧能源”这种新形势下，智能电网在快速发展的同时，确保设备的有效接入控制从而实现整个系统的信息安全成为了一个关键点。
早在1997年，IEC就意识到安全问题的重要性，创建了组织并开始进行主题为“电力系统控制及其相关的通信问题数据和通信的安全性”的研究。该组织于2007年发布了IEC62351，并把它作为电力系统运行的数据和通信安全方面的标准，其中涵盖消息认证和访问控制相关的技术。随着知识的丰富和技术的发展，国内外涌现出一些把新型技术应用于智能电网从而在保证系统安全的同时有效提高设备利用率，降低网络带宽的想法和理论，身份认证和访问控制技术随之得到了的发展。
1 信息安全技术
1.1 身份认证技术
身份认证技术主要通过对于接入的用户进行身份认证来保证接入的可靠性和安全性，其主要分为两大类：基于实体的身份认证和基于密码学的身份认证[1]。
基于实体身份认证在局域网或单机上比较安全，主要有口令认证、动态口令认证、智能卡认证和生物特征认证等。
基于密码学的身份认证技术其研究成果主要有对称加密技术、公钥基础设施技术、基于身份的加密算法技术和基于分层的身份加密算法技术等。
1.2 访问控制技术
访问控制技术主要用来通过某种途径，允许或限制访问能力以及其范围。访问控制模型[2]已经有了一段发展历程。自主访问控制（DAC）模型、强制访问控制（MAC）模型以及基于角色的访问控制（RBAC）模型及为最早期的研究成果。
随着数据库、网络和分布式计算的发展，学者对于基于任务的访问控制（TBAC）模型、基于分布式和跨域的访问控制模型和基于时空的访问控制模型进行研究，它们均为发展中的访问控制模型。现如今，一些新型的访问控制模型进入人们的视线，其大致分为基于信任的访问控（TrustBAC）模型、基于属性的访问控制（AtBAC）模型和基于行为的访问控制（AcBAC）模型。
2 身份认证和访问控制技术在智能电网中的应用
国家电网把电力系统信息化应用大致分为三个大类[3]：安全控制区、信息管理区和公共服务区。
2.1 身份认证和访问控制技术在智能电网系统的应用领域
在安全区I中，通常使用身份认证与访问控制技术来保证对电网进行监视、分析和控制的安全。例如智能变电站与主站调度自动化系统、光伏发电机配网系统中前置机与主站配网自动化系统等通信，系统均要进行双向身份认证；当配网自动化系统中通信主站与子站以及子站与终端进行通信时，系统会进行身份认证和访问授权控制。
信息管理区的各子系统中分别设计安全接入平台[4]（系统和安全接入平台的接入与组成如图1所示）。其中，安全接入网关系统使用身份认证和访问控制保证终端接入的安全，身份认证服务器进行身份认证的仲裁且担负访问控制权限下发的责任。
2.2 一种新型的基于Chebyshev多項式身份认证方案设计
在智能电网中，根据加密方式的不同以及密钥管理控制的不同出现多种身份认证方案，本文基于文献[5]介绍的身份认证算法设计了一种基于Chebyshev多项式的身份认证技术，试将其应用到智能电网中。在其结合硬件，应用在智能电网的安全平台接入区时的具体流程如图2所示。
此种身份认证应用在智能电网之后：
（1）客户端和服务器端会话密钥的生成时基于Chebyshev多项式的半群特性，密钥在身份认证的过程中即可自动生成，解决了密钥分发为电力系统带来的超负荷，提高了系统的运行效率。
（2）因网络时延，原始系统得不到认证之后会不停的发送访问请求数据；新方案采用时钟同步的方法，不会产生上述现象，在一定程度上降低了网络带宽。
（3）原始方案中在已加密文字的情况下，会有进行穷举攻击等现象发生的可能性。新方案可以抵抗多类型攻击，提高了智能电网的信息安全性。
3 总结与展望
本文在已有的智能电网中身份认证和访问控制方案的前提下，提出了一种新型改进的设计方案，理论上改进后的方案能够有效的保证智能电网的信息安全。但该方案的提出并未得到广泛的应用实现，在实际的工作中，我们仍需从多方面来设计更为安全可靠的方案，实现智能电网的信息安全。
参考文献：
[1]Leslie Lamport. Password Authentication with Insecure Communication.Communications of the ACM，1981，24（11）：770-772.
[2]任海鹏.访问控制模型研究现状及展望[J].计算机与数字工程，2013，41.
[3]梁潇，白云，李旻，柴继文.基于公网的智能电网业务系统信息安全研究[Z].2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛，北京，2012.
[4]于翔.扬州智能电网信息平台的安全防护研究[D].北京：华北电力大学，2012.
[5]李旭飞，赵耿，孙锦慧，陶涛.新型基于Chebyshev多项式的身份认证方案[J].计算机应用研究，2013（6）：1841-1846.
作者简介：王爽（1991-），女，硕士研究生，主要研究方向：计算机应用技术、网络信息安全；程晓荣（1963-），女，河北邯郸人，教授，博士，主要研究方向：计算机网络应用、网络信息安全。
作者单位：华北电力大学计算机系，河北保定 071000
关键词：智能电网；身份认证技术；访问控制技术；信息安全
中图分类号：TP393.08；TM76
在提出的“智慧能源”这种新形势下，智能电网在快速发展的同时，确保设备的有效接入控制从而实现整个系统的信息安全成为了一个关键点。
早在1997年，IEC就意识到安全问题的重要性，创建了组织并开始进行主题为“电力系统控制及其相关的通信问题数据和通信的安全性”的研究。该组织于2007年发布了IEC62351，并把它作为电力系统运行的数据和通信安全方面的标准，其中涵盖消息认证和访问控制相关的技术。随着知识的丰富和技术的发展，国内外涌现出一些把新型技术应用于智能电网从而在保证系统安全的同时有效提高设备利用率，降低网络带宽的想法和理论，身份认证和访问控制技术随之得到了的发展。
1 信息安全技术
1.1 身份认证技术
身份认证技术主要通过对于接入的用户进行身份认证来保证接入的可靠性和安全性，其主要分为两大类：基于实体的身份认证和基于密码学的身份认证[1]。
基于实体身份认证在局域网或单机上比较安全，主要有口令认证、动态口令认证、智能卡认证和生物特征认证等。
基于密码学的身份认证技术其研究成果主要有对称加密技术、公钥基础设施技术、基于身份的加密算法技术和基于分层的身份加密算法技术等。
1.2 访问控制技术
访问控制技术主要用来通过某种途径，允许或限制访问能力以及其范围。访问控制模型[2]已经有了一段发展历程。自主访问控制（DAC）模型、强制访问控制（MAC）模型以及基于角色的访问控制（RBAC）模型及为最早期的研究成果。
随着数据库、网络和分布式计算的发展，学者对于基于任务的访问控制（TBAC）模型、基于分布式和跨域的访问控制模型和基于时空的访问控制模型进行研究，它们均为发展中的访问控制模型。现如今，一些新型的访问控制模型进入人们的视线，其大致分为基于信任的访问控（TrustBAC）模型、基于属性的访问控制（AtBAC）模型和基于行为的访问控制（AcBAC）模型。
2 身份认证和访问控制技术在智能电网中的应用
国家电网把电力系统信息化应用大致分为三个大类[3]：安全控制区、信息管理区和公共服务区。
2.1 身份认证和访问控制技术在智能电网系统的应用领域
在安全区I中，通常使用身份认证与访问控制技术来保证对电网进行监视、分析和控制的安全。例如智能变电站与主站调度自动化系统、光伏发电机配网系统中前置机与主站配网自动化系统等通信，系统均要进行双向身份认证；当配网自动化系统中通信主站与子站以及子站与终端进行通信时，系统会进行身份认证和访问授权控制。
信息管理区的各子系统中分别设计安全接入平台[4]（系统和安全接入平台的接入与组成如图1所示）。其中，安全接入网关系统使用身份认证和访问控制保证终端接入的安全，身份认证服务器进行身份认证的仲裁且担负访问控制权限下发的责任。
2.2 一种新型的基于Chebyshev多項式身份认证方案设计
在智能电网中，根据加密方式的不同以及密钥管理控制的不同出现多种身份认证方案，本文基于文献[5]介绍的身份认证算法设计了一种基于Chebyshev多项式的身份认证技术，试将其应用到智能电网中。在其结合硬件，应用在智能电网的安全平台接入区时的具体流程如图2所示。
此种身份认证应用在智能电网之后：
（1）客户端和服务器端会话密钥的生成时基于Chebyshev多项式的半群特性，密钥在身份认证的过程中即可自动生成，解决了密钥分发为电力系统带来的超负荷，提高了系统的运行效率。
（2）因网络时延，原始系统得不到认证之后会不停的发送访问请求数据；新方案采用时钟同步的方法，不会产生上述现象，在一定程度上降低了网络带宽。
（3）原始方案中在已加密文字的情况下，会有进行穷举攻击等现象发生的可能性。新方案可以抵抗多类型攻击，提高了智能电网的信息安全性。
3 总结与展望
本文在已有的智能电网中身份认证和访问控制方案的前提下，提出了一种新型改进的设计方案，理论上改进后的方案能够有效的保证智能电网的信息安全。但该方案的提出并未得到广泛的应用实现，在实际的工作中，我们仍需从多方面来设计更为安全可靠的方案，实现智能电网的信息安全。
参考文献：
[1]Leslie Lamport. Password Authentication with Insecure Communication.Communications of the ACM，1981，24（11）：770-772.
[2]任海鹏.访问控制模型研究现状及展望[J].计算机与数字工程，2013，41.
[3]梁潇，白云，李旻，柴继文.基于公网的智能电网业务系统信息安全研究[Z].2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛，北京，2012.
[4]于翔.扬州智能电网信息平台的安全防护研究[D].北京：华北电力大学，2012.
[5]李旭飞，赵耿，孙锦慧，陶涛.新型基于Chebyshev多项式的身份认证方案[J].计算机应用研究，2013（6）：1841-1846.
作者简介：王爽（1991-），女，硕士研究生，主要研究方向：计算机应用技术、网络信息安全；程晓荣（1963-），女，河北邯郸人，教授，博士，主要研究方向：计算机网络应用、网络信息安全。
作者单位：华北电力大学计算机系，河北保定 071000