DOI QR코드

DOI QR Code

Secure Data Transaction Protocol for Privacy Protection in Smart Grid Environment

스마트 그리드 환경에서 프라이버시 보호를 위한 안전한 데이터 전송 프로토콜

  • Received : 2012.06.28
  • Accepted : 2012.07.17
  • Published : 2012.08.31

Abstract

Recently, it has been found that it is important to use a smart grid to reduce greenhouse-gas emissions worldwide. A smart grid is a digitally enabled electrical grid that gathers, distributes, and acts on information regarding the behavior of all participants (suppliers and consumers) to improve the efficiency, importance, reliability, economics, and sustainability of electricity services. The smart grid technology uses two-way communication, where users can monitor and limit the electricity consumption of their home appliances in real time. Likewise, power companies can monitor and limit the electricity consumption of home appliances for stabilization of the electricity supply. However, if information regarding the measured electricity consumption of a user is leaked, serious privacy issues may arise, as such information may be used as a source of data mining of the electricity consumption patterns or life cycles of home residents. In this paper, we propose a data transaction protocol for privacy protection in a smart grid. In addition, a power company cannot decrypt an encrypted home appliance ID without the user's password.

최근 저탄소 녹색성장이 세계적 관심사로 등장하면서 온실가스 배출을 최소화하기 위한 핵심으로 스마트 그리드라는 개념이 출현하게 되었다. 이와 같은 스마트 그리드는 전력 서비스의 효율성, 중요성, 신뢰성, 경제성, 지속성을 향상시키기 위해 모든 공급자와 소비자의 전력 생산, 공급, 소비 등을 기존 전력망과 정보통신기술을 접목하여 제공하는 시스템이다. 스마트 그리드를 통해 사용자는 자신의 집에서 사용하는 가전기기의 개별적 사용량 및 총 사용량을 실시간으로 알아볼 수 있으며, 전력 사용량이 최고에 달할 때에는 공급자가 특정 가전기기의 사용량을 제한하는 방식 등으로 효율적인 전력 공급을 수행할 수 있게 된다. 그러나 이와 같이 수집된 사용자의 정보가 노출될 경우, 전력 소비 양상, 생활 방식, 주거형태 등이 노출되는 심각한 프라이버시 문제가 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 가정에서 전송되는 정보에서 어떠한 가전기기가 얼마만큼의 전력량을 사용했는지 알 수 없도록 보호하는 프로토콜을 제안한다. 본 제안 방식을 통해 전력회사라 하더라도 사용자의 패스워드 없이 어떠한 가전기기가 전력을 사용한지 알 수 없도록 한다.

Keywords

References

  1. H.Tai and E.O.Hogain, "Behind the Buzz [In My View]," IEEE Power and Energy Magazine, vol.7, no.2, pp.87-92, 2009. https://doi.org/10.1109/MPE.2009.931977
  2. R.M.Anthony and L.E.Randy, "Smart Grid Security Technology," Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), pp.1-6, 2010.
  3. NIST, Guidelines for Smart Grid Cyber Security vol. 1, Smart Grid Cyber Security Strategy, DRAFT NISTIR 7628, pp.1-236, 2010.
  4. 이건희, 서정택, 이철원, "스마트그리드와 사이버 보안", 한국통신학회지, 제27권, 제4호, pp.23-30, 2010.
  5. National Energy Technology Laboratory, Appendix B1: A systems view of the modern grid integrated communications v2.0, 2007.
  6. 전용희, "스마트 그리드의 취약성, 특성, 설계 원칙 및 보안 요구사항 분석," 정보보호학회지, 제20권, 제3호, pp.79-89, 2010.
  7. W.Wang, Y.Xu and M.Khanna, "A Survey on the Communication Architectures in Smart Grid," Computer Networks, vol.55, no.15, pp.3604-3629, 2011. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2011.07.010
  8. S.D'Antonio, L.Coppolino, I.A.Elia and V.Formicola, "Security Issues of a phasor data concentrator for smart grid infrastructure," Proc. 13th European Workshop on Dependable Computing, pp.3-8, 2011.
  9. F.Sun, M.Lei and C.Yang, Establishing Smart Power Grid and Innovating Management Method-A New thought of the Development of Electric in China, IBM Corp, 2006. Available: http://www-900.ibm. com/cn/services/bcs/iibv/industry/utilities.shtml.
  10. NIST, Guidelines for Smart Grid Cyber Security: Vol. 1, Smart Grid Cyber Security Strategy, DRAFT NISTIR 7628, pp.1-236, 2010.
  11. S.Drenker. "Nonintrusive Monitoring of Electric Loads," IEEE Computer Applications in Power, vol.12, no.4, pp.47-51, 1999. https://doi.org/10.1109/67.795138
  12. E.L.Quinn, Smart Metering and Privacy: Existing Laws and Competing Policies, Colorado Public Utitlies Commision, 2009. Available at SSRN: http://ssrn.com/abstract=1462285 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.1462285, (2009)