[发明专利]一种基于量子密钥融合的虚拟电厂安全通信方法

说明书

本发明公开了一种基于量子密钥融合的虚拟电厂安全通信方法，包括：身份认证：基于通信需求，对虚拟电厂中的客户端与服务端之间进行身份认证并获取得到根密钥；密钥分发：基于获取的根密钥，相应生成密钥加密密钥、消息认证密钥，进而实现数据加密密钥协商，得到数据加密密钥；数据加密：采用数据加密密钥对待加密的数据进行加密处理并且相应实现数据通信；上述进行身份认证或者密钥分发的过程中，利用量子密钥服务器实现量子密钥协商，并且将协商得到的量子密钥实现相应的身份认证或者作为数据加密密钥。本申请通过密钥融合能够提供一种安全、可靠并且经济有效的安全通信方法，提高虚拟电厂通信安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统通信相关技术领域，特别是指一种基于量子密钥融合的虚拟电厂安全通信方法。

背景技术

当前，随着大量不同种类的新能源和分布式发电设备的并网发电，对电网调度和安全运行带来了新的严峻挑战。虚拟电厂是一种合理整合和优化利用分布式新能源的有效形式，同时也能有效参与电力市场的能源交易过程。但目前对于虚拟电厂的研究主要是从电力系统经济可靠运行的角度讨论问题，具体工作主要包括能源管理、系统运行、优化调度、预测建模等方面，而对如何依托先进密码、身份认证、加密通信等技术来保障信息通信安全，确保能源互联网的可靠运行尚未有高相关性内容的研究。

传统的信息安全措施基于数学问题的计算复杂性，在分布式计算、云计算和量子计算等数值计算能力日益发展的今天，传统密码学并不能保障数据传输的绝对安全，而量子密码学基于量子测不准原理，量子态测量塌缩和未知量子态不可克隆等物理定理，可以很好地保障信息传输的长期和绝对安全。近年来，虽然电力系统的信息安全受到人们的广泛关注，也有一些将量子密钥分配技术引入电力系统的研究。但纵观现有相关成果可以看出：现有工作要么单纯从量子密钥技术的角度进行讨论，要么只是简单的在电力系统中提出应用量子技术，成果与电力具体业务系统的结合深度不足，难以实现高效安全的通信手段，尤其是针对于虚拟电厂相关的通信安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于量子密钥融合的虚拟电厂安全通信方法，能够提供一种安全、可靠并且经济有效的安全通信方法，提高虚拟电厂通信安全性和可靠性。

基于上述目的本发明提供了一种基于量子密钥融合的虚拟电厂安全通信方法，包括：

身份认证：基于通信需求，对虚拟电厂中的客户端与服务端之间进行身份认证并获取得到根密钥；其中，所述服务端包括商业型虚拟电厂、电力市场业务系统或技术型虚拟电厂；所述客户端对应包括分布式电源、商业型虚拟电厂或技术型虚拟电厂；

密钥分发：基于获取的根密钥，相应生成密钥加密密钥、消息认证密钥，进而实现数据加密密钥协商，得到数据加密密钥；

数据加密：采用数据加密密钥对待加密的数据进行加密处理并且相应实现数据通信；

其中，上述进行身份认证或者密钥分发的过程中，利用量子密钥服务器实现量子密钥协商，并且将协商得到的量子密钥实现相应的身份认证或者作为数据加密密钥。

可选的，所述身份认证过程包括采用证书认证方式进行认证；其中，采用证书认证时需要可信的第三方分别给客户端和服务端签发相应证书；

认证过程包括：

客户端将对应的身份信息、客户端证书、客户端哈希值以及随机数发送给相应的服务端；

服务端接收客户端发送的信息并且对信息进行验证，若验证信息符合，则给出根密钥，并且将根密钥利用证书中的公钥加密后发送给客户端；

客户端用对应的私钥解密得到同样的根密钥，完成身份认证。