8、智能电网通信中基于密码学的认证方案

智能电网通信中基于密码学的认证方案

1. 椭圆曲线密码学简介

椭圆曲线密码学（ECC）属于轻量级非对称（或公钥）密码学范畴。公钥密码学在数字安全领域应用广泛，能提供保密性、完整性、认证、不可否认性、可用性和访问控制等服务。不过，公钥密码学存在运算成本高的缺点，复杂的群运算使其在对延迟敏感的受限设备和网络中表现欠佳。而ECC通过使用低成本的加密算法，为受限环境提供安全保障。

在ECC中，常用的曲线方程为：
[Y^2 = x^3 + ax + b]
此方程被称为Weierstrass方程，其中 (a) 和 (b) 为常数，且满足 (4a^3 + 27b^2 \neq 0)。

ECC定义在有限域 (F_q) 上，记为 (E(F_q))，包含满足Weierstrass方程的仿射点 ((x; y) \in F_q \times F_q)。(E(F_q)) 与一个名为无穷远点 (O) 的特殊点构成一个阿贝尔群，(O) 是群运算的中性元素。ECC的安全性基于在由 (E(F_q)) 和特殊点 (O) 构成的阿贝尔群上求解离散对数问题（ECDLP）的指数难度。找到一个使ECDLP难以求解的群 (E(F_q)) 并非易事。近年来，椭圆曲线的新方案旨在实现高安全级别，同时降低运算成本和执行计算所需的硬件资源。

2. 智能电网ECC算法文献综述

由于ECC为智能电网带来诸多优势，近年来大量研究致力于开发基于ECC的安全轻量级加密算法。以下是2016 - 2019年间一些较新的用于智能电网认证的ECC方案：
- Zhang等人（2016） ：提出基于El - Gamal非对称加密协议的两阶段椭圆