基于区块链的电网可信分布式身份认证系统

杨冠群; 刘荫; 徐浩; 邢宏伟; 张建辉; 李恩堂

doi:10.11959/j.issn.2096-109x.2021054

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基于区块链的电网可信分布式身份认证系统

专栏Ⅱ：区块链技术 | 更新时间：2024-06-03

- 基于区块链的电网可信分布式身份认证系统
- Credible distributed identity authentication system of microgrid based on blockchain
- 网络与信息安全学报 2021年7卷第6期页码：88-98
- 作者机构：
  
  1. 国网山东省电力公司信息通信公司，山东济南 250001
  2. 山东鲁软数字科技有限公司，山东济南 250001
- 作者简介：
  
  [ "杨冠群（1989− ），男，山东济南人，国网山东省电力公司信息通信公司工程师，主要研究方向为机器学习、人工智能及区块链技术" ]
  [ "刘荫（1985− ），男，山东莱芜人，国网山东省电力公司信息通信公司工程师，主要研究方向为大数据分析与共享应用" ]
  [ "徐浩（1988− ），男，山东莱芜人，国网山东省电力公司信息通信公司工程师，主要研究方向为大数据分析" ]
  [ "邢宏伟（1972− ），男，山东青州人，山东鲁软数字科技有限公司公司高级工程师，主要研究方向为新一代信息通信技术在电网生产和企业管理中的应用" ]
  [ "张建辉（1971− ），男，河南洛阳人，山东鲁软数字科技有限公司高级工程师，主要研究方向为人工智能、信息安全及区块链技术" ]
  [ "李恩堂（1977− ），男，甘肃天水人，山东鲁软数字科技有限公司工程师，主要研究方向为人工智能、信息安全及区块链技术" ]
- 基金信息：
  
  国网山东省电力公司科技项目;State Grid Shandong Electric Power Company Science and Technology Project(520627200004)
- DOI：10.11959/j.issn.2096-109x.2021054
  中图分类号： TP399
- 网络首发：2021-12，
  
  纸质出版：2021-12-15
- 稿件说明：
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杨冠群, 刘荫, 徐浩, 等. 基于区块链的电网可信分布式身份认证系统[J]. 网络与信息安全学报, 2021,7(6):88-98.

Guanqun YANG, Yin LIU, Hao XU, et al. Credible distributed identity authentication system of microgrid based on blockchain[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2021, 7(6): 88-98.
杨冠群, 刘荫, 徐浩, 等. 基于区块链的电网可信分布式身份认证系统[J]. 网络与信息安全学报, 2021,7(6):88-98. DOI： 10.11959/j.issn.2096-109x.2021054.

Guanqun YANG, Yin LIU, Hao XU, et al. Credible distributed identity authentication system of microgrid based on blockchain[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2021, 7(6): 88-98. DOI： 10.11959/j.issn.2096-109x.2021054.

摘要

基于区块链的身份认证系统大多基于公有区块链平台，本质上仍是传统的中心式身份管理和验证方式，难以满足微电网中可信接入、细粒度访问控制等需求。因此，基于 FISCO BCOS 联盟区块链技术，设计了一个支持多中心的分布式身份认证系统，提出了基于 DID 的身份管理协议，实现了用户身份的自主控制；研究了微网中终端节点的分布式可信接入技术，设计了基于零知识证明的隐私保护凭证，为用户和上层应用构建一个公开透明可信的底层身份架构，满足了不同的隐私安全场景下用户身份的可信可验证的需求，实现了实体身份的自主控制、细粒度访问控制和可信数据交换。通过系统实验和性能分析证明了所设计系统的可用性和有效性。

Abstract

Most of the blockchain-based identity authentication systems are based on public blockchain

which are still essentially traditional centralized identity management and verification methods

making it difficult to meet the needs of trusted access and fine-grained access control in microgrids.Therefore

based on the FISCO BCOS consortium blockchain technology

a distributed identity authentication system supporting multi-center was designed.A DID-based identity management protocol to achieve autonomous control of user identity in a practical scenarios was designed.Distributed trusted access technology for end nodes in microgrids was studied

and privacy-protecting credentials based on zero-knowledge proof were designed.This scheme meets the requirements of trustworthy and verifiable user identity in different privacy security scenarios

and achieves autonomous control of entity identity

fine-grained access control and trusted data exchange.The usability and effectiveness of the proposed algorithm are demonstrated through system experiments and performance analysis.

关键词

Keywords

references

陈柳钦 . 安全、稳定、经济、清洁的中国现代能源产业体系构建 [J ] . 武汉科技大学学报(社会科学版) , 2011 , 13 ( 5 ): 497 - 505 .

CHEN L Q . Constructing a safe,reliable,economical and clean modern energy industry system [J ] . Journal of Wuhan University of Science and Technology (Social Science Edition) , 2011 , 13 ( 5 ): 497 - 505 .

洪钟 . 电力在我国能源中的战略地位 [J ] . 中国经贸导刊 , 2014 ( 19 ): 10 - 16 .

HONG Z . The strategic position of electric power in China's energy [J ] . China Economic ＆ Trade Herald , 2014 ( 19 ): 10 - 16 .

牛学杰 , 李常洪 . 中国新能源产业发展战略定位、政策框架与政府角色 [J ] . 中国行政管理 , 2014 ( 3 ): 100 - 103 .

NIU X J , LI C H . On China's strategic orientation,policy framework and role of government in renewable energy sources [J ] . Chinese Public Administration , 2014 ( 3 ): 100 - 103 .

王福润 . 智能电网配电技术及其对设备的要求 [J ] . 电器工业 , 2012 ( 1 ): 34 - 41 .

WANG F R . Smart grid distribution technology and its requirements for equipment [J ] . China Electrical Equipment Industry , 2012 ( 1 ): 34 - 41 .

王玮 , 李睿 , 姜久春 . 面向能源互联网的配电系统规划关键问题研究综述与展望 [J ] . 高电压技术 , 2016 , 42 ( 7 ): 2028 - 2036 .

WANG W , LI R , JIANG J C . Key issues and research prospects of distribution system planning orienting to energy Internet [J ] . High Voltage Engineering , 2016 , 42 ( 7 ): 2028 - 2036 .

龚钢军 , 高爽 , 陆俊 , 等 . 地市级区域能源互联网安全可信防护体系研究 [J ] . 中国电机工程学报 , 2018 , 38 ( 10 ): 2861 - 2873 , 3137 .

GONG G J , GAO S , LU J , et al . Study on secure trusted protection architecture for prefecture-level regional energy Internet [J ] . Proceedings of the CSEE , 2018 , 38 ( 10 ): 2861 - 2873 , 3137 .

周洪益 , 钱苇航 , 柏晶晶 , 等 . 能源区块链的典型应用场景分析及项目实践 [J ] . 电力建设 , 2020 , 41 ( 2 ): 11 - 20 .

ZHOU H Y , QIAN W H , BAI J J , et al . Typical application scenarios and project review of energy blockchain [J ] . Electric Power Construction , 2020 , 41 ( 2 ): 11 - 20 .

赵曰浩 , 彭克 , 徐丙垠 , 等 . 能源区块链应用工程现状与展望 [J ] . 电力系统自动化 , 2019 , 43 ( 7 ): 14 - 22 , 58 .

ZHAO Y H , PENG K , XU B Y , et al . Status and prospect of pilot project of energy blockchain [J ] . Automation of Electric Power Systems , 2019 , 43 ( 7 ): 14 - 22 , 58 .

吴斌 , 杨超 , 唐华 . 区块链技术在微电网中的应用初探 [J ] . 电力大数据 , 2018 , 21 ( 6 ): 17 - 22 .

WU B , YANG C , TANG H . Preliminary applications of blockchain technique in microgrid [J ] . Power Systems and Big Data , 2018 , 21 ( 6 ): 17 - 22 .

周步祥 , 杨明通 , 史述青 , 等 . 基于区块链的微电网市场势博弈模型 [J ] . 电力系统自动化 , 2020 , 44 ( 7 ): 15 - 22 .

ZHOU B X , YANG M T , SHI S Q , et al . Blockchain based potential game model of microgrid market [J ] . Automation of Electric Power Systems , 2020 , 44 ( 7 ): 15 - 22 .

余幸杰 , 高能 , 江伟玉 . 云计算中的身份认证技术研究 [J ] . 信息网络安全 , 2012 ( 8 ): 71 - 74 .

YU X J , GAO N , JIANG W Y . Research on the authentication in cloud computing [J ] . Netinfo Security , 2012 ( 8 ): 71 - 74 .

CELESTI A , TUSA F , VILLARI M , et al . Three-phase cross-cloud federation model:the cloud SSO authentication [C ] // Proceedings of 2010 Second International Conference on Advances in Future Internet . Piscataway:IEEE Press , 2010 : 94 - 101 .

魏晓菁 , 刘冬梅 , 温超 . 国家电网公司目录服务,身份旨理与认证系统的设计与实现 [J ] . 电力信息化 , 2007 , 5 ( 10 ): 43 - 46 .

WEI X J , LIU D M , WEN C . Design and implementation of identity purpose and authentication system for directory service of State Grid Corporation [J ] . Electric Power Information Technology , 2007 , 5 ( 10 ): 43 - 46 .

DUNPHY P , PETITCOLAS F A P . A first look at identity management schemes on the blockchain [J ] . IEEE Security ＆ Privacy , 2018 , 16 ( 4 ): 20 - 29 .

LIM S Y , TANKAM FOTSING P , ALMASRI A , et al . Blockchain technology the identity management and authentication service disruptor:a survey [J ] . International Journal on Advanced Science,Engineering and Information Technology , 2018 ,8:1735.

NASH A , DUANE W , JOSEPH C , et al . Public key infrastructure (PKI):implementing and managing E-security [M ] . McGraw-Hill Education , 2001 .

YU Y , WANG Y , HU Y , et al . Blockchain-based PKI system and its application in internet of things [C ] // 2020 IEEE 4th Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2) . 2020 : 4210 - 4215 .

NAIK N , JENKINS P . Puort open-source identity management system:an assessment of self-sovereign identity and user-centric data platform built on blockchain [C ] // Proceedings of 2020 IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE) . 2020 : 1 - 7 .

KIKITAMARA S , VAN EEKELEN M , DOOMERNIK D I J P . Digital identity management on blockchain for open model energy system [J ] . Unpublished Masters thesis–Information Science , 2017 .

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