電力物聯(lián)網(wǎng)不僅得到了廣泛的應(yīng)用，而且?guī)砹烁鼑?yán)峻的安全挑戰(zhàn)。一方面，電力物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點數(shù)量多，部署范圍廣，節(jié)點物理環(huán)境無法控制，容易受到物理劫持、節(jié)點復(fù)制、信號攔截、盜竊等威脅。重放和中間攻擊。由于功率限制，其計算、存儲和通信能力有限，不可能部署完整的密碼算法。此外，信息傳輸和交互主要通過集中廣播和組播實現(xiàn)，容易出現(xiàn)單點故障。
區(qū)塊鏈技術(shù)具有分散、防篡改、高可擴展性等特點。它正成為繼大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)之后的另一項新興技術(shù)，將對未來產(chǎn)生重大影響。. 在美國、日本、歐盟等一些國家和地區(qū)，區(qū)塊鏈發(fā)展已成為重要的國家發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府也高度重視區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極推動國內(nèi)區(qū)塊鏈相關(guān)領(lǐng)域的研究和標(biāo)準(zhǔn)化，大力推動區(qū)塊鏈技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。,“
區(qū)塊鏈可分為公共鏈、私人鏈、聯(lián)盟鏈、許可鏈等類型。聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵赣陕?lián)盟或行業(yè)多個機構(gòu)共同管理的區(qū)塊鏈，更適合在電力場景中使用。其數(shù)據(jù)只允許系統(tǒng)中的機構(gòu)閱讀、修改和訪問活動，并通過制定訪問標(biāo)準(zhǔn)和訪問權(quán)限來確保系統(tǒng)的安全。一個典型的聯(lián)盟鏈開發(fā)平臺是 Hyperledger 項目提供模塊化架構(gòu)，實現(xiàn)節(jié)點、鏈碼（智能合同）執(zhí)行和配置共識和會員服務(wù)。訪問認證MSP（Membership Service Provider）服務(wù)實現(xiàn)X.509基于證書管理和成員身份認證。Hyperledger聯(lián)盟鏈結(jié)構(gòu)研究適用于電力物聯(lián)網(wǎng)的分布式認證策略，改善傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議對認證中心節(jié)點的依賴，實現(xiàn)群體接入認證，提高電力互聯(lián)網(wǎng)在確保安全的前提下進行物聯(lián)網(wǎng)。大量節(jié)點并發(fā)訪問的響應(yīng)速度。
1 相關(guān)工作
傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)安全訪問認證研究側(cè)重于降低安全算法的計算復(fù)雜性、存儲復(fù)雜性和通信成本。例如，常 Q 等人。[1]提出了基于橢圓曲線加密算法的無線傳感器節(jié)點。認證協(xié)議；鄒昌中等人提出的基于節(jié)點ID驗證的節(jié)點認證協(xié)議對抗DoS攻擊。[2]在保證良好攻擊防御的前提下，減少了認證的時間成本和網(wǎng)絡(luò)的通信負載。在分散的分布式認證方面，一些研究人員提出了一種分布式節(jié)點認證機制[3]，
基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）身份認證是一種相對成熟的認證技術(shù)。目前，為了實現(xiàn)其分布式應(yīng)用，通常采用門限密碼機制，需要較大的計算和通信成本，不利于功耗。物聯(lián)網(wǎng)的廣泛部署。為了實現(xiàn)分散的效果，一些學(xué)者開始研究區(qū)塊鏈技術(shù)在身份認證領(lǐng)域的應(yīng)用。參考文獻[4]提出了基于比特幣系統(tǒng)的分布式PKI認證系統(tǒng)，但存在用戶公鑰等敏感信息泄露問題。針對這一問題，文獻[5]提出了隱私保護PKI改進認證方案。

在聯(lián)盟鏈方面，佘偉等人。[7]針對分布式能源交易認證中的安全問題，討論了基于聯(lián)盟鏈的分布式能源交易認證模型。通過區(qū)塊鏈權(quán)益證明、數(shù)據(jù)加密、時間戳和分布式共識等方法，提高分布式能源交易的數(shù)據(jù)安全性、信息透明性和自動認證水平。
目前，基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)接入認證方案大多基于公共區(qū)塊鏈平臺，實現(xiàn)了分布式PKI模擬，但未能有效整合聯(lián)盟鏈和電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的輕量級分布式認證協(xié)議。集成，難以滿足智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)分散、泛接入、廣域互聯(lián)的需求。本文基于Hyperledger為提高電力物聯(lián)網(wǎng)的分布式安全水平，支持安全可靠的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，設(shè)計了分布式門限加密認證算法。
2 預(yù)備知識
2.1 超級賬本區(qū)塊鏈
Hyperledger 是 Linux 基金會于 2015年推出的開源區(qū)塊鏈項目旨在滿足行業(yè)用例，簡化業(yè)務(wù)流程。基于完全共享、透明和分散的特點，Hyperledger 是制造業(yè)、能源和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。
超級賬簿由會員、區(qū)塊鏈和鏈碼三個組成部分組成。它具有成員節(jié)點認證、共識算法靈活、易于實現(xiàn)智能合同等優(yōu)點。Hyperledger 結(jié)構(gòu)如。
與以太坊等區(qū)塊鏈平臺不同，Hyperledger采用會員服務(wù)PKI系統(tǒng)、數(shù)字證書、加解密算法等安全技術(shù)，加強身份證管理服務(wù)，實現(xiàn)權(quán)限管理、交易加解密、分布式賬本機制。模塊化可插拔架構(gòu)，用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)需要靈活部署應(yīng)用程序。
分布式賬簿是區(qū)塊鏈服務(wù)的核心結(jié)構(gòu)。Hyperledger 基于上下文的鏈結(jié)構(gòu)，通過 P2P 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和共識機制記錄應(yīng)用信息。應(yīng)用程序通過發(fā)起交易將數(shù)據(jù)記錄在帳簿中。
通過鏈碼服務(wù)實現(xiàn)智能合約。鏈碼基于容器、狀態(tài)機等技術(shù)，可以基于第三方開發(fā)語言和相應(yīng)的SDK通過 實現(xiàn)應(yīng)用程序。API 實現(xiàn)安全的業(yè)務(wù)邏輯和功能。
Hyperledger Fabric 平臺采用兩種節(jié)點:(1)order 節(jié)點負責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫和查詢，并借助區(qū)塊鏈共識算法和共識協(xié)議維護區(qū)塊鏈賬本數(shù)據(jù)庫；(2)Peer連接用戶和相鄰節(jié)點Peer節(jié)點，查詢驗證操作，不輸入交易數(shù)據(jù)。
在基于Hyperledger在區(qū)塊鏈認證系統(tǒng)中，電力物聯(lián)網(wǎng)終端APP從CA獲得合法的數(shù)字證書，使用SDK接入Fabric網(wǎng)絡(luò)發(fā)起認證請求，提交構(gòu)建交易應(yīng)用Endorser在收集到足夠的背書支持后，終端可以構(gòu)建一個合法的請求并發(fā)送給它Orderer記賬處理。

熱點：以太 以太坊 區(qū)塊鏈 區(qū)塊鏈技術(shù) 大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 智能合約 比特幣