[發明專利]一種基于量子密鑰融合的虛擬電廠安全通信方法

有效

• 申請號: 201810025965.4
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108234501B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 鄧偉;吳文炤;于卓智;張葉峰;韓冰洋;冷曼;馬永紅;張京倫;吳潤澤;陳文偉;李楠翔;朱玉坤
• 申請（專利權）人: 北京中電普華信息技術有限公司;華北電力大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李莎;李弘

本發明公開了一種基于量子密鑰融合的虛擬電廠安全通信方法，包括：身份認證：基于通信需求，對虛擬電廠中的客戶端與服務端之間進行身份認證并獲取得到根密鑰；密鑰分發：基于獲取的根密鑰，相應生成密鑰加密密鑰、消息認證密鑰，進而實現數據加密密鑰協商，得到數據加密密鑰；數據加密：采用數據加密密鑰對待加密的數據進行加密處理并且相應實現數據通信；上述進行身份認證或者密鑰分發的過程中，利用量子密鑰服務器實現量子密鑰協商，并且將協商得到的量子密鑰實現相應的身份認證或者作為數據加密密鑰。本申請通過密鑰融合能夠提供一種安全、可靠并且經濟有效的安全通信方法，提高虛擬電廠通信安全性和可靠性。

技術領域

本發明涉及電力系統通信相關技術領域，特別是指一種基于量子密鑰融合的虛擬電廠安全通信方法。

背景技術

當前，隨著大量不同種類的新能源和分布式發電設備的并網發電，對電網調度和安全運行帶來了新的嚴峻挑戰。虛擬電廠是一種合理整合和優化利用分布式新能源的有效形式，同時也能有效參與電力市場的能源交易過程。但目前對于虛擬電廠的研究主要是從電力系統經濟可靠運行的角度討論問題，具體工作主要包括能源管理、系統運行、優化調度、預測建模等方面，而對如何依托先進密碼、身份認證、加密通信等技術來保障信息通信安全，確保能源互聯網的可靠運行尚未有高相關性內容的研究。

傳統的信息安全措施基于數學問題的計算復雜性，在分布式計算、云計算和量子計算等數值計算能力日益發展的今天，傳統密碼學并不能保障數據傳輸的絕對安全，而量子密碼學基于量子測不準原理，量子態測量塌縮和未知量子態不可克隆等物理定理，可以很好地保障信息傳輸的長期和絕對安全。近年來，雖然電力系統的信息安全受到人們的廣泛關注，也有一些將量子密鑰分配技術引入電力系統的研究。但縱觀現有相關成果可以看出：現有工作要么單純從量子密鑰技術的角度進行討論，要么只是簡單的在電力系統中提出應用量子技術，成果與電力具體業務系統的結合深度不足，難以實現高效安全的通信手段，尤其是針對于虛擬電廠相關的通信安全。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基于量子密鑰融合的虛擬電廠安全通信方法，能夠提供一種安全、可靠并且經濟有效的安全通信方法，提高虛擬電廠通信安全性和可靠性。

基于上述目的本發明提供了一種基于量子密鑰融合的虛擬電廠安全通信方法，包括：

身份認證：基于通信需求，對虛擬電廠中的客戶端與服務端之間進行身份認證并獲取得到根密鑰；其中，所述服務端包括商業型虛擬電廠、電力市場業務系統或技術型虛擬電廠；所述客戶端對應包括分布式電源、商業型虛擬電廠或技術型虛擬電廠；

密鑰分發：基于獲取的根密鑰，相應生成密鑰加密密鑰、消息認證密鑰，進而實現數據加密密鑰協商，得到數據加密密鑰；

數據加密：采用數據加密密鑰對待加密的數據進行加密處理并且相應實現數據通信；

其中，上述進行身份認證或者密鑰分發的過程中，利用量子密鑰服務器實現量子密鑰協商，并且將協商得到的量子密鑰實現相應的身份認證或者作為數據加密密鑰。

可選的，所述身份認證過程包括采用證書認證方式進行認證；其中，采用證書認證時需要可信的第三方分別給客戶端和服務端簽發相應證書；

認證過程包括：

客戶端將對應的身份信息、客戶端證書、客戶端哈希值以及隨機數發送給相應的服務端；

服務端接收客戶端發送的信息并且對信息進行驗證，若驗證信息符合，則給出根密鑰，并且將根密鑰利用證書中的公鑰加密后發送給客戶端；

客戶端用對應的私鑰解密得到同樣的根密鑰，完成身份認證。