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Smart Grid Advanced Metering Infrastructure에서 하드웨어 보안모듈을 이용한 안전하고 신뢰적인 인증 및 통신 방법

A Method of Safe and Trusted Authentication and Communication using hardware security module in Smart Grid Advanced Metering Infrastructure

초록/요약 도움말

최근 전 세계적으로 에너지 절약 및 효율적 관리에 대한 관심이 더욱 커지고 있다. 이에 따라 스마트 그리드(Smart Grid)라 불리는 차세대 지능형 전력 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 스마트 그리드의 핵심 인프라인 AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 스마트 미터를 통해 사용자 기기의 전력 사용 정보를 실시간으로 수집하여 전력회사로 전송하며, 반대로 전력회사로부터 전력 제어 정보를 전송 받아 기기를 제어하는 중요한 역할을 수행한다. 그러나 이러한 AMI에서 구성요소들의 신뢰성과 통신간 기밀성 및 무결성이 보장받지 못한다면 중요한 정보의 유출, 조작 및 변조 등의 공격으로 인하여 개인뿐 아니라 국가 기간 전력망에 큰 위협이 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 스마트 그리드의 개념 및 AMI의 구조에 대하여 살펴보고, AMI상에서 발생할 수 있는 보안위협을 분석하여 이를 해결할 수 있는 방법을 제안한다. 제안방식은 기존 소프트웨어 기반의 보안방식이 갖는 한계를 극복하기 위하여 하드웨어 보안모듈을 이용하였다. 이를 통해 스마트미터의 신뢰성을 보장하고, 구성요소의 안전한 인증 및 등록과 통신간 기밀성 및 무결성을 보장하는 AMI환경을 구축할 수 있다.

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초록/요약 도움말

Recently, there has been a surge of interest in energy saving and energy efficient management worldwide. According to this interest, next generation intelligent power system, called Smart grid, have been studied actively. Advanced Metering Infrastructure(AMI), a critical infrastructure for the Smart grid, collects information from energy usage data of the user equipment real-time through Smart meter and transports this data to the power company. Moreover, AMI plays a crucial role in controlling equipment after receiving power control information from the power company. However, if reliability, confidentiality and integrity of AMI elements were not assured, it would be threats to personal as well as national power grid due to the attack such as leakage, manipulation and falsification of important information. In this thesis, we explore concepts for the Smart grid and AMI infrastructure. Also we analyze security threat that can occur in AMI, and suggest solutions to solve these problems. To overcome the limitations of existing software-based security, we proposed hardware-based security modules. Hardware-based modules can ensure the reliability of smart meters and can build AMI environment that assure the secure authentication and registration of components with ensuring confidentiality and integrity of communication.

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