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智能电网安全协议的设计与实现
摘 要
智能电网是国家关键基础设施的重要组成部分，也是军事打击和国防保卫的重要目标。随着计算机网络的迅速发展，关键基础设施的数字化、自动化程度越来越高，使其面临来自信息空间的安全威胁。本课题要求学员了解智能电网安全威胁和现有安全措施，结合智能电网中存在的低功耗、有损耗的网络特点，学习相关的路由协议，并基于此设计相应的安全机制，实现低功耗有损网络的安全路由从而在一定程度上增强智能电网的安全性。
了解智能电网的概念、智能电网面临的安全威胁及现有安全措施；阅读IETF的RPL文档，掌握其设计原则、工作原理；学习RPL基于TinyOS的实现TinyRPL，搭建具体网络环境运行TinyRPL，分析其性能；改进TinyRPL，为其增加安全机制，实验验证改进后的安全性能。
关键词：智能电网，安全性能，改进TinyRPL
ABSTRACT
Smart grid is an important part of national critical infrastructure, but also an important target for military attack and defense to defend. With the rapid development of computer networks, digitization, automation is becoming more critical infrastructure to face security threats from the information space. This topic requires students to understand the smart grid security threats and existing security measures, combined with the presence of the smart grid, low-power, lossy network characteristics, learning-related routing protocols, and based on this design appropriate security mechanisms to achieve low power consumption prejudicial to the safety network routing enhance the security of the smart grid in a certain extent.
Understand the concept of smart grid, smart grid security threats faced by existing security measures; reading the IETF RPL documents, master its design principles, the working principle; learning RPL TinyOS-based implementations TinyRPL, build specific network environment running TinyRPL, analyze its performance ; improved TinyRPL, increases its security mechanisms, experimental verification of the improved safety performance.
KEY WORDS: smart grid, security, performance, improvement TinyRPL
目 录
前 言 IX
第1章 绪论 10
1.1 论文研究的背景和意义 10
1.2 智能电网的概念及特性 10
1.3 智能电网的发展现状 12
1.3.1 国外研究现状 12
1.3.2 国内研究进展 12
1.3.3 智能电网的发展前景和重要意义 13
1.4 论文研究的总体思路和主要内容 16
第2章 RPL路由协议研究 17
2.1 RPL协议工作原理 17
2.1.1 DODAG的形成 17
2.1.2 定时器管理 18
2.1.3 环路避免机制 19
2.2 考虑节点剩余能量的RPL协议 19
2.2.1 RPL协议原始路由方案 19
2.2.2 优化之后的RPL路由方案 19
2.2.3 RPL协议改进前后的仿真对比 20
2.3 本章小结 21
第3章 智能电网下RPL基于TinyOS的实现TinyRPL 22
3.1 构建原则 22
3.2 外部安全性能水平TinyRPL安全性能 23
3.2.1 与其它能源系统的安全性能水平TinyRPL安全性能 23
3.2.2 与经济安全性能水平TinyRPL安全性能 24
3.2.3 与环境安全性能水平TinyRPL安全性能 24
3.2.4 与电网系统的安全性能水平TinyRPL安全性能 25
3.3 智能电网安全性能综合TinyRPL安全性能 26
3.4 本章小结 28
第4章 基于简单的SVM智能电网环境下改进TinyRPL 29
4.1 多属性综合改进TinyRPL的概念及方法 29
4.2改进TinyRPL的指标处理方法 29
4.3 基于SVM的安全性能水平TinyRPL过程 30
4.4 本章小结 32
第5章 验证改进TinyRPL后智能电网安全性能 33
5.1 智能电网体系结构 33
5.1.1 智能电网结构 33
5.1.2 智能电网节点构成 35
5.1.3 智能电网节点的约束条件 36
5.1.4 智能电网的协议栈 38
结束语 40
致 谢 41
参考文献 42
外文资料翻译 44
