Earticle

초록

영어

As an important basic building block of the smart grid environment, smart meter provides real-time electricity consumption information to the utility. However, ensuring information security and privacy in the smart meter data aggregation process is a non-trivial task. Even though the secure data aggregation for the smart meter has been a lot of attention from both academic and industry researchers in recent years, most of these studies are not secure against internal attackers or cannot provide data integrity. Besides, their computation costs are not satisfactory because the bilinear pairing operation or the hash-to-point operation is performed at the smart meter system. Recently, blockchains or distributed ledgers are an emerging technology that has drawn considerable interest from energy supply firms, startups, technology developers, financial institutions, national governments and the academic community. In particular, blockchains are identified as having the potential to bring significant benefits and innovation for the electricity consumption network. This study suggests a distributed, privacy-preserving, and simple secure smart meter data aggregation system, backed up by Blockchain technology. Smart meter data are aggregated and verified by a hierarchical Merkle tree, in which the consensus protocol is supported by the practical Byzantine fault tolerance algorithm

한국어

스마트 그리드 환경의 중요한 기본 구성 요소라 할 수 있는 스마트 미터기는 유틸리티 기관에게 실시간 전력 소비 정보를 제공한다. 그렇지만, 스마트 미터기에 의한 전력 소비 데이터 집계 과정에서 정보 보안 및 사생활 보호를 보장하는 작업은 쉽지 않다. 최근 몇 년 동안 특정 소비자의 전력 소비 정보 추출을 방지하는 정보 보안 데이터 집계 프로세스에 관해 많은 연구가 있었으나 대부분 내부 공격자로부터 안전하지 않거나 데이터 무결성을 제공하지 못하고 있다. 게다가, bilinear pairing 또는 hash-to-point 작업이 스마트 미터기에서 수행되기 때문에 계산 비용이 만족스럽 지 않은 상황이다. 현재 에너지 공급 회사, 신생 기업, 기술 개발자, 금융 기관, 국가 정부 및 학계에서 큰 관심을 끌고 있는 기술로 블록체인 또는 분산 원장 기술이 활발히 연구되고 있다. 특히, 전력 소비 네트워크와 관련하여 블록체인은 상당한 이점과 혁신을 가져올 것으로 소개되고 있다. 이에 본 연구에서는 블록체인 기술을 사용한 분산된 전력 소비 정보 보호 및 보안 미터 데이터 집계 시스템을 제안하고, 손쉽게 구현할 수 있는 자바 프로그램을 나타낸다. 여기에서 스마트 미터 데이터는 계층적 Merkle 트리에 의해 집계 및 검증되며, 비잔틴 결함 허용 프로토콜에 의한 합의 방식이 지원된다.

목차

요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 기술적 배경
1. 스마트 미터 정보 보호 집계
2. 블록체인 기반 스마트 미터 시스템
Ⅲ. 스마트 미터 집계 시스템 구성
1. 스마트 미터 시스템 모델
2. 스마트 미터 데이터 집계 아키텍처
Ⅳ. 자바 구현
Ⅴ. 결론
References

키워드

저자

• 김용길 [ Yong-Gil Kim | 정회원, 조선이공대학교 컴퓨터보안과 ]
• 문경일 [ Kyung-Il Moon | 정회원, 호남대학교 컴퓨터공학과 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

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• 간행물명

  한국인터넷방송통신학회 논문지 [The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2289-0238

• eISSN

  2289-0246

• 수록기간

  2001~2025

• 십진분류

  KDC 326 DDC 380