基于區(qū)塊鏈的電力泛在業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)的研究

楊晗竹，完顏紹澎，胡光宇，于佳

( 1.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚(yáng)州供電分公司，江蘇 揚(yáng)州225000； 2.南瑞集團(tuán)有限公司(國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司)，江蘇 南京 211000)

電網(wǎng)智能化業(yè)務(wù)以及能源互聯(lián)網(wǎng)泛在業(yè)務(wù)接入需求的增加，產(chǎn)生了大量智能終端設(shè)備的接入，信息的獲取方法、存儲(chǔ)形態(tài)、傳輸渠道和處理方式都發(fā)生了新的變化，對(duì)信息通信技術(shù)支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)的能力提出了更高的要求[1-3]。電力通信網(wǎng)支撐業(yè)務(wù)安全、可信、靈活接入的需求非常迫切。

電力通信網(wǎng)覆蓋范圍和接入業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，帶來(lái)終端種類(lèi)和終端數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)，特別是電力物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)將大大加速這一趨勢(shì)，給現(xiàn)有電力業(yè)務(wù)的接入方式帶來(lái)挑戰(zhàn)[4]，主要表現(xiàn)在：①高效接入——電力通信網(wǎng)為多業(yè)務(wù)綜合承載網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)無(wú)需關(guān)注通信網(wǎng)絡(luò)的組成，網(wǎng)絡(luò)需要高效處理海量流量，網(wǎng)絡(luò)資源需要得到充分發(fā)揮，因此要求業(yè)務(wù)能夠高效接入；②靈活接入——海量的終端數(shù)量導(dǎo)致每天都有大量不同類(lèi)型的終端退出和接入網(wǎng)絡(luò)，要求終端的接入方式必須是即插即用的靈活接入，避免繁瑣的接入流程；③可信接入——網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍變大，終端類(lèi)型和數(shù)量增加，使得網(wǎng)絡(luò)更加容易受到攻擊，對(duì)通信和業(yè)務(wù)終端的安全認(rèn)證提出了更高的要求[5-6]。

當(dāng)前的電力通信網(wǎng)是典型的匯聚型網(wǎng)絡(luò)，終端和終端之間幾乎沒(méi)有數(shù)據(jù)交互[7]。終端認(rèn)證依賴(lài)的是中心化的代理通信模式和服務(wù)器/用戶(hù)端模式，所有設(shè)備通過(guò)具備強(qiáng)大運(yùn)行和存儲(chǔ)能力的云服務(wù)器進(jìn)行驗(yàn)證和連接[8]。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，這種中心化的網(wǎng)絡(luò)面臨著挑戰(zhàn)：首先，電力微電網(wǎng)、可再生能源、家庭用戶(hù)間的電力交易等業(yè)務(wù)的接入，使得大量終端之間直接通信的需求日益凸顯，傳統(tǒng)匯聚型網(wǎng)絡(luò)要向互聯(lián)性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變；其次，電力物聯(lián)網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)基礎(chǔ)，必將帶來(lái)終端數(shù)量的激增，過(guò)多依賴(lài)認(rèn)證中心的集中式接入方式在有效性和安全性等方面滿(mǎn)足不了日益增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系的需求[9-11]。產(chǎn)生以上問(wèn)題的關(guān)鍵原因是存在中心節(jié)點(diǎn)，無(wú)法應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、可靠性以及安全風(fēng)險(xiǎn)，去中心化是解決以上問(wèn)題的重要思路[12-13]。對(duì)于電力行業(yè)應(yīng)用，雖然采用區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決上述問(wèn)題，避免集中處理設(shè)備間的大量交易信息，可在保護(hù)用戶(hù)隱私和匿名性的前提下，提供靈活可信的接入途徑；但是，從現(xiàn)有的應(yīng)用來(lái)看，區(qū)塊鏈技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用還有一些問(wèn)題需要解決。為此，本文提出適用于電力物聯(lián)網(wǎng)的分布式認(rèn)證方案，研制了基于區(qū)塊鏈的電力泛在業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

1 基于區(qū)塊鏈的分布式認(rèn)證

1.1 面向泛在業(yè)務(wù)可信接入的電力通信網(wǎng)特征

在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，電力通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)接入設(shè)計(jì)了大量的物聯(lián)網(wǎng)終端，引出會(huì)出現(xiàn)大量不同類(lèi)型特征[14]、不同接入需求、不同業(yè)務(wù)特征的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)并發(fā)申請(qǐng)入網(wǎng)的情形，如圖1所示。其中：PSTN/Voice Network為公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)，Softswitch表示軟交換，NMS為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，IP Core Network為核心網(wǎng)，CSII為供電局信息中心，VoIP為語(yǔ)音終端，CPE為客戶(hù)前置設(shè)備，PC為個(gè)人計(jì)算機(jī)，PAD為平板電腦，AP為無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)，IAD為綜合接入設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的主要特征如下：

a)終端特征——各通信站點(diǎn)物理位置分散，變電所的傳感器數(shù)量多，各節(jié)點(diǎn)設(shè)備接入的業(yè)務(wù)種類(lèi)多；

b)接入能力需求——實(shí)時(shí)性、服務(wù)質(zhì)量(quality of service，QOS)、帶寬各不相同；

c)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特征——間斷通信與突發(fā)通信、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、重負(fù)荷與輕負(fù)荷等特征，以及可靠性、安全性、及時(shí)性要求；

d)承載業(yè)務(wù)類(lèi)型——自動(dòng)化控制業(yè)務(wù)、生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)、行政管理和信息化管理服務(wù)等。

1.2 分布式認(rèn)證模型和過(guò)程

傳統(tǒng)的接入認(rèn)證模型如圖2所示[15-17]。所有節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)需向統(tǒng)一的認(rèn)證中心認(rèn)證，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多時(shí)會(huì)導(dǎo)致認(rèn)證中心(certification authority，CA)負(fù)載過(guò)大，不適于電力通信網(wǎng)絡(luò)中大量節(jié)點(diǎn)接入的場(chǎng)景。

圖1 電力通信網(wǎng)泛在接入示意圖Fig.1 Schematic diagram of ubiquitous access in power communication network

圖2 傳統(tǒng)業(yè)務(wù)接入認(rèn)證模型Fig.2 Access authentication model of traditional services

基于區(qū)塊鏈的接入認(rèn)證包含以下步驟：

步驟1，確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)在出廠(chǎng)時(shí)通過(guò)固件確定唯一的公鑰和對(duì)應(yīng)的私鑰，并使用時(shí)間戳形成區(qū)塊鏈。

步驟2，通過(guò)實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(practical Byzantine fault tolerance，PBFT)投票機(jī)制確立共識(shí)機(jī)制。

步驟3，定義虛擬貨幣，確立激勵(lì)懲罰機(jī)制，當(dāng)節(jié)點(diǎn)提供了認(rèn)證服務(wù)時(shí)，獲得規(guī)定數(shù)量的虛擬貨幣，當(dāng)節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)認(rèn)證服務(wù)時(shí)，需要消費(fèi)虛擬貨幣。

步驟4，所有節(jié)點(diǎn)可下載賬本信息，通過(guò)加密算法保證認(rèn)證過(guò)程中不會(huì)泄露隱私信息。

根據(jù)上述步驟，建立電力通信網(wǎng)絡(luò)接入私有區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和智能合約，新設(shè)備被工廠(chǎng)組裝完成后設(shè)置唯一標(biāo)識(shí)，安裝部署后轉(zhuǎn)移到一個(gè)通用的區(qū)塊鏈中注冊(cè)，在這個(gè)區(qū)塊鏈上可以與其他設(shè)備自主互動(dòng)，協(xié)同認(rèn)證，在認(rèn)證過(guò)程中無(wú)需認(rèn)證中心參與。認(rèn)證模型如圖3所示[17]。

圖3 分布式認(rèn)證示意圖Fig.3 Schematic of distributed authentication

系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有高度自治的特征，節(jié)點(diǎn)之間彼此可以自由連接，形成新的連接單元。任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可能成為階段性的中心，但不具備強(qiáng)制性的中心控制功能[18]。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的影響會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)而形成非線(xiàn)性因果關(guān)系，它可讓設(shè)備了解其他設(shè)備的功能，以及不同用戶(hù)圍繞這些設(shè)備的指令和權(quán)限，即追蹤設(shè)備之間的關(guān)系、用戶(hù)與設(shè)備之間的關(guān)系，以及在用戶(hù)同意的條件下的2個(gè)設(shè)備之間的關(guān)系。

電力物聯(lián)網(wǎng)的終端在接入認(rèn)證時(shí)，第1步是先發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)認(rèn)證結(jié)果將請(qǐng)求封包，再檢索接入認(rèn)證區(qū)塊鏈中的合適的節(jié)點(diǎn)。合適的節(jié)點(diǎn)必須滿(mǎn)足合法性和認(rèn)證性，還需要滿(mǎn)足功能要求。合法性是指節(jié)點(diǎn)已經(jīng)成功接入系統(tǒng)，認(rèn)證性是指節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)屬于同種業(yè)務(wù)，功能要求是指有足夠的處理能力和電量來(lái)運(yùn)行算法[19]。最后，請(qǐng)求會(huì)通過(guò)組播方式發(fā)送給認(rèn)證組。整個(gè)接入認(rèn)證過(guò)程如圖4所示。

圖4 接入認(rèn)證過(guò)程示意圖Fig.4 Schematic diagram of access authentication process

整個(gè)認(rèn)證過(guò)程可以分成請(qǐng)求階段和確認(rèn)階段。

a)請(qǐng)求階段：電力終端發(fā)起認(rèn)證申請(qǐng)，在申請(qǐng)中包含了終端的注冊(cè)信息，主節(jié)點(diǎn)收到認(rèn)證申請(qǐng)后，用終端公鑰對(duì)終端簽名進(jìn)行確認(rèn)，最后形成認(rèn)證協(xié)議請(qǐng)求報(bào)文。

b)確認(rèn)階段：主節(jié)點(diǎn)收到認(rèn)證申請(qǐng)后，檢索認(rèn)證區(qū)塊鏈；再進(jìn)行綜合匹配，主要是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型、運(yùn)行狀態(tài)、業(yè)務(wù)類(lèi)型等進(jìn)行匹配；最后選擇最滿(mǎn)足條件的節(jié)點(diǎn)，形成認(rèn)證組G={P1,P2,…,Pt}，在G中發(fā)送認(rèn)證協(xié)議請(qǐng)求報(bào)文，節(jié)點(diǎn)通過(guò)共識(shí)算法完成認(rèn)證，生成區(qū)塊，終端收到確認(rèn)信息。

共識(shí)算法由請(qǐng)求、預(yù)準(zhǔn)備、準(zhǔn)備、提交這4個(gè)過(guò)程組成，如圖5所示。

圖5 基于共識(shí)算法的接入認(rèn)證交互過(guò)程Fig.5 Interactive process of access authentication based on consensus algorithm

a)預(yù)準(zhǔn)備階段。主節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇t-1個(gè)元素，t為節(jié)點(diǎn)數(shù)，令a1,…,at-1∈Z，Z為整數(shù)集合，令f(x)=R+a1x+a2x2+…+at-1xt-1，則

yi=f(xi), 1≤i≤n.

(1)

式中：yi為分配給從節(jié)點(diǎn)i的子秘密；R為共享的秘密信息；yi為從節(jié)點(diǎn)i的子秘密；n為預(yù)準(zhǔn)備消息的序號(hào)。

b)準(zhǔn)備階段。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求后，應(yīng)用恢復(fù)算法，如下：G中節(jié)點(diǎn)之間互相交換所持有的秘密份額，從而得到t個(gè)點(diǎn)對(duì)(x1,y1),…,(xt,yt)；因此終端的證書(shū)信息為[18]

(2)

G中節(jié)點(diǎn)運(yùn)行PBFT共識(shí)算法來(lái)完成分布式認(rèn)證，從而恢復(fù)出共享秘密R，G中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可根據(jù)第三方公信機(jī)構(gòu)的公鑰信息對(duì)R進(jìn)行驗(yàn)證。

c)提交階段。將認(rèn)證結(jié)果提交給主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)認(rèn)證的結(jié)果，完成終端認(rèn)證。

2 電力通信網(wǎng)泛在業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

2.1 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的硬件組成

系統(tǒng)硬件組成包括區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器、可編程交換機(jī)和配置終端3部分。區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器采用X86架構(gòu)的工控機(jī)、8 GB內(nèi)存、CentOS7操作系統(tǒng)、千兆以太網(wǎng)口。運(yùn)行區(qū)塊鏈認(rèn)證系統(tǒng)，存儲(chǔ)超級(jí)賬本。交換機(jī)具有遠(yuǎn)程配置功能，可接收認(rèn)證服務(wù)器傳來(lái)的控制指令。當(dāng)指令為通過(guò)時(shí)，建立連接鏈路；當(dāng)指令為阻斷時(shí)，切斷相應(yīng)接口的網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。認(rèn)證終端如圖6所示。

圖6 認(rèn)證終端Fig.6 Certification terminal

2.2 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的軟件組成

基礎(chǔ)軟件采用CentOS7.4操作系統(tǒng)，運(yùn)行超級(jí)賬本HyperLegder1.0平臺(tái)、Docker18.03、Docker-Compose 1.20.1。開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為GO語(yǔ)言(用于開(kāi)發(fā)鏈碼)、Java語(yǔ)言(用于開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面)和python語(yǔ)言(用于開(kāi)發(fā)認(rèn)證終端程序)。軟件部署如圖7所示，其中DTU為遠(yuǎn)程終端單元，Peer為通信點(diǎn)。

圖7 軟件部署Fig.7 Deployment of software

如圖7所示，在區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器中，服務(wù)器位于通信機(jī)房，軟件部署基于區(qū)塊鏈的認(rèn)證系統(tǒng)和區(qū)塊鏈配置工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端認(rèn)證數(shù)據(jù)的管理和存證。每個(gè)電力物聯(lián)網(wǎng)終端通過(guò)認(rèn)證節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)證節(jié)點(diǎn)具有超級(jí)賬本中的通信點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)認(rèn)證請(qǐng)求進(jìn)行驗(yàn)證和記賬。對(duì)于認(rèn)證通過(guò)的終端，認(rèn)證節(jié)點(diǎn)開(kāi)啟其網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，實(shí)現(xiàn)協(xié)議透?jìng)鳌?/p>

軟件系統(tǒng)的主要功能有：通過(guò)界面左邊導(dǎo)航欄可以進(jìn)入主頁(yè)、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等功能界面，主界面中可以看到所有終端的狀態(tài)。狀態(tài)分為3種：紅色表示拒絕接入，藍(lán)色表示可以接入，灰色表示設(shè)備不在線(xiàn)。當(dāng)處于藍(lán)色狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)設(shè)備可以接入業(yè)務(wù)系統(tǒng)，否則無(wú)法接入業(yè)務(wù)系統(tǒng)。可以通過(guò)手動(dòng)方式對(duì)設(shè)備的通斷進(jìn)行控制，相應(yīng)顯示紅色或藍(lán)色。

3 電力通信網(wǎng)泛在業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)的測(cè)試分析

3.1 測(cè)試場(chǎng)景

測(cè)試場(chǎng)景為配電自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是典型的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景?，F(xiàn)場(chǎng)配電終端主要通過(guò)光纖、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等通信方式接入配電自動(dòng)化系統(tǒng)，目前安全防護(hù)措施相對(duì)薄弱以及黑客攻擊手段的增強(qiáng)，致使點(diǎn)多面廣、分布廣泛的配電自動(dòng)化系統(tǒng)面臨來(lái)自公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響配電系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)的安全可靠供電[20-21]。同時(shí)，當(dāng)前國(guó)際安全形勢(shì)出現(xiàn)了新的變化，攻擊者通過(guò)配電終端誤報(bào)故障信息等方式迂回攻擊主站，進(jìn)而造成更大范圍的安全威脅。為了保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)至關(guān)重要。

3.2 網(wǎng)關(guān)部署的系統(tǒng)拓?fù)?/h3>

系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D8所示，設(shè)備部署如圖9所示。區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器通過(guò)匯聚交換機(jī)與電力通信網(wǎng)連接，對(duì)終端設(shè)備的接入請(qǐng)求進(jìn)行驗(yàn)證。演示驗(yàn)證系統(tǒng)分為2個(gè)分片，其中分片1中DTU通過(guò)接入交換機(jī)在2層與匯聚交換機(jī)互通，分片2中終端通過(guò)4G專(zhuān)網(wǎng)與匯聚交換機(jī)互通。物聯(lián)終端接入骨干通信網(wǎng)之前，需要通過(guò)區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證，并獲得通信令牌，否則將不能建立網(wǎng)絡(luò)層(3層)通信鏈路。

3.3 有線(xiàn)通信方式下的終端測(cè)試

本測(cè)試場(chǎng)景為配電自動(dòng)化終端監(jiān)控業(yè)務(wù)，原系統(tǒng)終端將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)接口，經(jīng)3層交換機(jī)上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器，服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。加入本項(xiàng)目設(shè)備后，配電自動(dòng)化終端上行線(xiàn)路串聯(lián)通過(guò)具有透?jìng)鞴δ艿膮^(qū)塊鏈認(rèn)證終端，各Peer節(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)塊鏈投票實(shí)現(xiàn)相互間的分布式認(rèn)證。若認(rèn)證不通過(guò)，服務(wù)器發(fā)送阻斷指令，斷開(kāi)認(rèn)證終端網(wǎng)橋，實(shí)現(xiàn)非法終端的阻斷功能。本現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器部署于機(jī)房中，通過(guò)3層交換機(jī)與認(rèn)證終端通信。

圖8 系統(tǒng)總拓?fù)銯ig.8 General topology of system

圖9 設(shè)備部署Fig.9 Deployment of equipment

區(qū)塊鏈認(rèn)證服務(wù)器在機(jī)房中部署如圖10所示，采用有線(xiàn)通信方式的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

圖10 服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)部署Fig.10 On-site deployment of servers and gateways

由表1可以看出，4個(gè)站點(diǎn)可以通過(guò)區(qū)塊鏈進(jìn)行相互認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)的終端可接入通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)業(yè)務(wù)沒(méi)有影響，認(rèn)證不通過(guò)的終端無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。圖10中，顯示投入狀態(tài)的終端是認(rèn)證通過(guò)可以接入通信網(wǎng)絡(luò)的，顯示退出狀態(tài)的終端是沒(méi)有工作認(rèn)證，不可接入網(wǎng)絡(luò)的。

3.4 無(wú)線(xiàn)通信方式下的終端測(cè)試

無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境下的設(shè)備部署原理與有線(xiàn)一致，服務(wù)器部署在機(jī)房，網(wǎng)關(guān)部署在環(huán)網(wǎng)柜中，如圖11所示。采用無(wú)線(xiàn)通信方式的終端接入測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

圖11 網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)部署Fig.11 On-site deployment diagram of gateways

由表2可以看出，終端已經(jīng)通過(guò)認(rèn)證接入了無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)，從圖11中可以看出通信方式是無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)，狀態(tài)顯示投入，表示終端已經(jīng)成功接入了無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，本文研制的區(qū)塊鏈認(rèn)證網(wǎng)關(guān)和配置工具可實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化、新能源等典型泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的終端接入認(rèn)證，支持TCP/IP協(xié)議、公網(wǎng)4G、專(zhuān)網(wǎng)4G等有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)體制，具有普適性好、配置方便的特點(diǎn)，可在不影響原有系統(tǒng)拓?fù)涞那疤嵯嘛@著提高終端系統(tǒng)的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著物聯(lián)技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的深入發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)終端對(duì)智能化、高效率的分布式接入提出了更高的要求。 集中式的接入認(rèn)證方式給認(rèn)證中心帶來(lái)了巨大的計(jì)算和通信壓力，特別是大規(guī)模并發(fā)接入和移動(dòng)接入為系統(tǒng)認(rèn)證效率帶來(lái)嚴(yán)重影響。區(qū)塊鏈技術(shù)可以天然適應(yīng)電力泛在業(yè)務(wù)可信接入的應(yīng)用需求；因此，研究區(qū)塊鏈技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用是智能電網(wǎng)發(fā)展對(duì)信息通信支撐技術(shù)基礎(chǔ)提出的必然要求。利用區(qū)塊鏈去中心化的技術(shù)，結(jié)合電力通信網(wǎng)的特征，本文提出適用于電力物聯(lián)網(wǎng)的分布式認(rèn)證方案，研制了基于區(qū)塊鏈的電力泛在業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)，在有線(xiàn)環(huán)境和無(wú)線(xiàn)環(huán)境下進(jìn)行了終端測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了配電自動(dòng)化、新能源等典型泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的終端接入認(rèn)證。針對(duì)信息通信基礎(chǔ)中電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)展深入研究，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行跨領(lǐng)域拓展、實(shí)用化改造以及適應(yīng)性?xún)?yōu)化，通過(guò)必要的研究和開(kāi)發(fā)將該技術(shù)應(yīng)用到各類(lèi)電力業(yè)務(wù)接入的應(yīng)用場(chǎng)景中，以提升電力通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳遞性能，解決電力業(yè)務(wù)信息通信基礎(chǔ)支撐平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸問(wèn)題。下一步將繼續(xù)挖掘區(qū)塊鏈在信息安全方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用場(chǎng)景，研究基于區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)終端高效接入和細(xì)粒度訪(fǎng)問(wèn)控制的方法。

表1 終端接入測(cè)試結(jié)果(有線(xiàn)通信)Tab.1 Test results of terminal access (wired mode)

表2 終端接入測(cè)試結(jié)果(無(wú)線(xiàn)通信)Tab.2 Test results of terminal access (wireless mode)