Hash chain based Group Key Management Mechanism for Smart Grid Environments

Smart Grid is the next-generation intelligent power grid that maximizes energy efficiency with the convergence of IT technologies and the existing power grid. It enables consumers to check power rates in real time for active power consumption. It also enables suppliers to measure their expected power generation load, which stabilizes the operation of the power system. However, there are high possibility that various kinds of security threats such as data exposure, data theft, and privacy invasion may occur in interactive communication with intelligent devices. Therefore, to establish a secure environment for responding to such security threat with the smart grid, the key management technique, which is the core of the development of a security mechanism, is required. Using a hash chain, this paper suggests a group key management mechanism that is efficiently applicable to the smart grid environment with its hierarchical structure, and analyzes the security and efficiency of the suggested group key management mechanism.

스마트그리드 환경에 적용 가능한 해쉬체인 기반의 그룹키 관리 메커니즘

스마트그리드는 기존의 전력망과 정보통신 기술을 융합하여 에너지 효율을 최적화할 수 있는 차세대 지능형 전력망이다. 이는 소비자에게는 전력 요금의 실시간 확인을 통해 능동적인 전력소비를 유도하고, 공급자에게는 예상 발전량 측정을 통해 보다 안정적인 전력 시스템을 운용하도록 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 스마트그리드는 지능형 장치를 통한 양방향 통신 사이에서 데이터 노출, 데이터 도용, 프라이버시 침해와 같은 다양한 보안 위협들이 존재할 가능성이 있다. 따라서 이러한 스마트그리드의 보안 위협에 대응할 수 있는 안전한 환경을 구축하기 위해서는 보안 메커니즘 개발에 핵심이 되는 키 관리 기법이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 해쉬 체인을 이용하여 계층적 구조를 갖는 스마트그리드 환경에 효율적으로 적용 가능한 그룹키 관리 메커니즘을 제안하고, 제안하는 그룹키 관리 메커니즘의 안전성 및 효율성을 분석한다.