[發明專利]智能計量表和計量表讀取系統

無效

• 申請號: 201110386409.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102546167A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 松岡一成;三宅順;佐藤誠
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L29/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳華成

對相關申請的交叉引用

2010年11月29日提交的日本專利申請No.2010-264595的、包括說明書、附圖以及摘要在內的公開內容整體上通過引用包含于此。

技術領域

本發明涉及生成和管理與使用量相對應的計量表讀取數據的智能計量表，和將該智能計量表耦接至網絡并且執行計量表讀取的計量表讀取系統，并且涉及例如有效地應用至用于實現電力供應和需求平衡的智能電網(smart?grid)的技術。

背景技術

實踐中，使用作為稱作AMI(高級計量基礎設施)的智能電網的智能計量表系統。在智能計量表系統中，智能計量表針對每一個電力需求者設置，并且供電公司的服務器利用雙向通信網絡遠程訪問智能計量表，由此，執行電力使用量(power?use?amount)的遠程計量表讀取，遠程閉合電力閥門，更新電價表等。

專利文獻1描述了一種在電力需求的峰值時由電力需求者本身按峰值時間抑制電力需求的技術。專利文獻2描述了一種采用針對經由網絡的黑客行為(hacking)的安全防火墻的技術。

對于智能計量表系統的安全性來說，大致有以下三種威脅。

第一種威脅是經由網絡的未經授權的訪問。通過智能計量表測量的每一個家庭的計量表讀取數據經由數據集中器發送至能源供應公司的服務器。與此相反，從設置在能源供應公司中的服務器發送智能計量表的更新文件，而且在某些情況下，發送用于通過遠程控制來打開/關閉能源閥門的指令信號。具體來說，智能計量表和能源供應公司經由WAN(廣域網)執行雙向通信。當該系統耦接至網絡時，便利性得以改進。另一方面，針對該系統受到經由網絡的未經授權的訪問攻擊的安全性威脅增加了。因此，智能計量表和能源供應公司的服務器均必須在通信中認證另一方，并且必須通過加密通信數據來執行端到端安全通信，以使該數據不被竊取。這種端到端安全通信主要使用SSL(安全套接字層)、TSL(傳輸層安全性)等。然而，當用于認證的證書、加密密鑰、密碼等泄露時，攻擊者可以非法訪問該網絡，并通過假裝計量表或服務器而產生的諸如DOS(拒絕服務)攻擊的威脅，例如破壞整個地區電力的恐怖行為等上升。

第二種是竄改用于作為智能計量表的組件的芯片上系統(SoC)微計算機等的程序的威脅。

第三種是未經授權讀取計量表讀取數據和竄改的威脅。

相關技術的普通智能計量表具有諸如微計算機的芯片上系統數據處理裝置(還描述為計量表SoC)，其基于諸如電壓或電流值的輸入來執行對計量表讀取值的計算。在計量表SoC中的芯片上非易失性存儲器或外部非易失性存儲器中，存儲了用于計算的價格表、計算程序、已計算計量表讀取數據，用于執行認證和與能源供應公司的服務器的加密通信的證書和加密密鑰等。價格表、計量表讀取數據、證書、加密密鑰等利用特定密鑰加密，并且存儲在非易失性存儲裝置中。

[專利文獻]

[專利文獻1]日本未經審查專利公報No.2010-128810

[專利文獻2]日本未經審查專利公報No.2007-52773

發明內容

即使價格表、計量表讀取數據、證書、加密密鑰等利用特定密鑰加密，并且存儲在非易失性存儲裝置中，但如果在該非易失性存儲裝置中未采取足夠安全的措施，則出現安全性威脅，致使該特定密鑰本身被從非易失性存儲裝置非法讀取，證書和加密密鑰被竊取，黑客假裝成合法用戶并且攻擊該服務器，或者假裝成合法服務器并且向計量表發送惡意更新文件(補丁)或錯誤命令。還假定出現安全性威脅，致使攻擊者竄改程序，來計算要比實際使用量小的用電量，竄改校準數據和用電量，此外，擦除黑客行為日志。在用于電力的計量表中，將實時時鐘用于根據時間帶的價格。還假定攻擊者竄改計量表，使得通過改變實時時鐘的時間而總是應用具有低使用價格的時間帶。針對那些狀況，對于僅采用采取諸如金屬屏蔽部的物理安全性措施的非易失性存儲裝置來說，是不夠的。

本發明的目的是提供一種供在讀取電力、煤氣、水等的自動計量表中使用的智能計量表，并且有助于實現防止竄改程序和數據并保證該計量表內部和外部通信路徑的安全性的系統。

本發明的上述和其它目的以及新穎特征根據本說明書和附圖的描述而變清楚。

在本申請中公開的多個發明中的一個代表性發明的概述將簡要描述如下。