Smartgrid is a next-generation intelligent electrical grid that enables a two-way information exchange between a customer and an electricity provider by integrating ICT (information and communications technology) into the existing electrical grid. As ICT is applied to the electrical grid, the security vulnerabilities of the existing ICT are inherited into the Smartgrid environment. These vulnerabilities could also apply to the electrical grid features. Therefore, a security technology to cope with such vulnerabilities should be investigated. In this paper, in order to study a HAN (Home Area Network) of Smartgrid that primarily handles customers’ personal information, we propose a HAN-centric Smartgrid logical architecture, based on the analysis of existing reference models. Further, we propose a security architecture that was made by applying security functions to the HAN logical architecture to prevent security threats, which can happen because of the security vulnerabilities in a Smartgrid environment. Finally, by conducting a scenario-based verification, we demonstrate that the security effects of the proposed security architecture can protect the HAN users’ personal information and smoothly provide services for users

چکیده

شبکه‌ی هوشمند، یک تور الکتریکی هوشمند نسل بعد است که با یکپارچه‌سازی ICT (فناوری اطلاعات و ارتباطات) در تور الکتریکی موجود، تبادل دوطرفه‌ی اطلاعات را بین مشتری و ارائه دهنده‌ی برق ممکن می‌سازد. وقتیICT به تور الکتریکی اعمال می‌شود، آسیب‌پذیری‌های ICT فعلی برای محیط شبکه‌ی هوشمند به جا گذاشته می‌شود. این آسیب‌پذیری‌ها ممکن است به مولفه‌های تور الکتریکی نیز وارد شوند. بنابراین برای مقابله با چنین آسیب‌پذیری‌هایی باید یک فناوری امنیت بررسی شود. ما در این مقاله برای مطالعه‌ی HAN (شبکه‌ی خانگی) از شبکه‌ی هوشمند که عمدتا اطلاعات شخصی مشتریان را اداره می‌کند، بر اساس تحلیل مدل‌های مرجع موجود، معماری منطقی شبکه‌ی هوشمند HAN محور را پیشنهاد می‌کنیم. به علاوه، یک معماری امنیت ارائه می‌نماییم که با اعمال کارکردهای امنیتی به معماری منطقی HAN ایجاد شد تا از تهدیدهای امنیتی جلوگیری شود. این تهدیدهای امنیتی می‌توانند به دلیل آسیب‌پذیری‌های امنیتی در محیط شبکه‌ی هوشمند رخ دهند. در نهایت، با اجرای تصدیق مبتنی بر سناریو، نشان می‌دهیم که اثرات امنیتی معماری امنیت پیشنهادی می‌تواند اطلاعات شخصی کاربران HAN را حفظ کرده و خدمات را بدون مشکل برای کاربران فراهم نماید.

1- مقدمه

به عنوان راه‌حلی برای مدیریت کارآمد مصرف برق جهت برخورد با بحران انرژی وخیم جهانی، ساخت یک شبکه‌ی هوشمند، یک تور الکتریکی هوشمند نسل بعد، و توسعه‌ی فناوری‌های مرتبط در حال انجام فعالانه هستند. کارکرد اصلی شبکه‌ی هوشمند، ممکن ساختن تبادل بلادرنگ و دوطرفه‌ی اطلاعات بین ارائه‌کننده‌ی برق و مشتریان با استفاده از یکپارچه‌سازی ICT (فناوری ارتباطات و اطلاعات) در تور الکتریکی فعلی است. سازمان‌های استانداردسازی شامل NIST (موسسه‌ی ملی فناوری و استانداردها)، ITU-T (اتحادیه‌ی بین‌المللی مخابرات - بخش استانداردسازی مخابرات)، و IEEE (موسسه‌ی مهندسان برق و الکترونیک)، در حال فراهم کردن استانداردها یا راهنماهایی مانند [8, 18, 10] برای یکپارچه‌سازی ICT در تورهای الکتریکی هستند.به علاوه، فناوری‌های مخابراتی نیز برای عمل کردن کارآمدتر شبکه‌های هوشمند در دست مطالعه‌ی مداوم هستند...