دانلود ترجمه مقاله طرح تبادل کلید امن و کارآمد برای شبکه هوشمند

1. مقدمه 2. مقدمات 3. مدل‌ها و تعاریف 4. طرح پیشنهادی 5. تحلیل امنیتی 6. تحلیل کارایی 7. نتیجه‌گیری

چکیده – شبکه هوشمند، تسهیلات متعددی را برای تولید، مصرف و توزیع برق فراهم می‌آورد. تبادل کلید تصدیق‌شده (AKE) یک تکنیک اساسی برای محافظت از انتقال داده‌ها در برابر استراق سمع و دستکاری در شبکه هوشمند است. با این حال، از آنجایی که کنتورهای هوشمند منابع محاسباتی و ارتباطی محدودی دارند، بیشتر طرح‌های AKE موجود برای شبکه هوشمند ناکارآمد هستند. اولاً، بسیاری از طرح‌ها برای جبران کاهش ضعف در اثبات امنیتی خود، مجبور به استفاده از پارامترهای امنیتی بزرگ هستند. ثانیاً، اکثر این طرح‌ها حداقل به سه دور ارتباط نیاز دارند تا یک کلید جلسه مخفی را با تأیید صریح کلید مذاکره کنند. برای کاهش این مشکلات، ما یک طرح AKE دوروزه جدید با امنیت قوی برای شبکه هوشمند پیشنهاد می‌کنیم. طرح پیشنهادی ما تبادل کلید دیفی-هلمن و یک امضای دیجیتال با امنیت قوی را ادغام می‌کند، که در آن نه تنها احراز هویت دوطرفه قابل تحقق است، بلکه طرف‌های ارتباط‌کننده می‌توانند تأیید کنند که کلیدهای جلسه به طور صریح بین آنها مذاکره شده است. در مقایسه با طرح‌های AKE موجود، سربارهای ارتباطی و محاسباتی در طرح پیشنهادی ما سبک‌تر هستند، زیرا تعداد دورهای ارتباطی کمتری مورد نیاز است و می‌توان از پارامترهای امنیتی کوچکتر برای دستیابی به سطح امنیت یکسان استفاده کرد. بنابراین، طرح ما به یک راه حل عملی‌تر برای ایجاد کلید امن در شبکه هوشمند کمک می‌کند.

Smart grid provides convenience for power generation, consumption and distribution. Authenticated key exchange (AKE) is a fundamental technique to protect data transmission from interception and tampering in smart grid. However, since the smart meters only have limited resources in computation and communication, most of the existing AKE schemes are inefficient for smart grid. First, many schemes have to use large security parameters to compensate the loose reduction in their security proofs. Second, most of these schemes require at least three-round of communication to negotiate a secret session key with explicit key confirmation. To alleviate these issues, we propose a novel two-round AKE scheme with tight security for smart grid. Our proposed scheme integrates Diffie-Hellman key exchange and a tightly secure digital signature, in which not only mutual authentication can be realized but also the communicating parties can confirm that session keys are negotiated between them explicitly. Compared with the existing AKE schemes, the overheads in both communication and computation are lighter in our proposed scheme, because fewer rounds of communication are required and smaller security parameters can be used to achieve the same security level. Therefore, our scheme contributes to a more practical solution for secure key establishment in smart grid.