论
文
赏
析
2021年电子技术应用第12期
陈子秋1，冯瑞珏1，郑扬富1，刘嘉昕1，曾献煜1，王智东2
1.华南理工大学广州学院 电气工程学院，广东 广州510800；2.华南理工大学 电力学院 智慧能源工程技术研究中心，广东 广州510640
摘要：
非侵入式负荷监测技术有助于用电精细化管理，但细粒度的电力消费数据也导致了用户隐私信息暴露在攻击者面前。首先分析了非侵入式负荷监测数据所面临的安全风险，并从密码学角度提出了基于AES+RSA的混合加解密信息安全方案。方案采用对称算法AES加密数据、非对称算法RSA加密AES密钥来实现高效的密钥管理。利用Visio Studio 2017+Qt软件开发测试界面，通过数据总线将算法写入STM32单片机进行方案性能测试，优选出最佳的运行模式，同时验证了混合加解密方案的有效性。总结得到，方案的耗时长短取决于RSA算法的加解密或签名验签的效率。
关键词：
非侵入式负荷监测系统，AES，RSA，隐私保护
0 引言：
非侵入式负荷监测(Non-Intrusive Load Monitoring，NILM)装置为装载于智能电表的模块，通过测量并分析电力入口处的功率、电压、电流等电量信号，获取系统内各用电负荷的运行状态数据[1]。NILM装置能准确统计和呈现出各用电设备的用电量及用电时间，帮助用户改善用电习惯，节约用电，但缺乏可靠保护，极易被追踪和攻击，存在数据信息泄漏的风险[2]。国家密码局常用的加密算法是SM系列加密算法，文献[3]运用国密算法SM2与SM4加密武器装备的数据，并验证了可行性。国际上流行使用的加密算法较多，如DES、AES、RSA等，文献[4]利用其中的DES与AES算法来保障网络环境下安全通信和信息传输的安全。本文分析了NILM数据安全所面临的风险，在国内外现有的密码技术中寻找最佳的密码技术加密方案。利用STM32单片机平台进行方案测试和数据处理分析，最终验证了方案的有效性和耗时长短。
