KR101310156B1 - Apparatus for smart metering - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 스마트 미터링 장치에 관한 것으로서, 전력 검침과 관련된 데이터 통신이 이루어지도록 하는 네트워크 통신망과, 스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하고, 전력 요금 정보 및 실시간으로 검침한 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈에 저장하도록 제어하며, 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 스마트 미터와, 전력을 사용하는 사용자의 인증을 위한 키 정보, 단위 전력 요금 정보, 데이터 통신시 사용되는 암호화 정보를 저장하고 있고, 기 저장된 특정 사용자의 인증 키 정보를 토대로 스마트 미터를 통해 전력 공급을 제어하는 서버 컴퓨터와 접속하여 가입자 인증을 수행하고, 전기적으로 접속된 스마트 미터에서 실시간으로 검침되는 전력 사용량 및 요금정보를 갱신, 저장하며, 전력 사용량 및 전력사용요금을 스마트 미터를 통해 서버 컴퓨터로 전송하도록 하는 보안인증모듈, 그리고 스마트 미터의 가입자 인증을 수행하며, 가입자 인증이 수행된 각 스마트 미터와 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 서버 컴퓨터를 포함한다. 따라서, 본 발명은 전력사용에 따른 실시간 요금정보를 카드 기반의 보안인증모듈에 저장하므로 안전한 데이터 관리가 용이하며, 미터기의 위변조를 방지할 수 있다.Disclosed is a smart metering device, the network communication network for data communication related to power metering, and the power consumption consumed in various electrical equipment using the smart grid power system in real time, the power bill information and real-time The smart meter is configured to store the metered power consumption in an electrically connected security authentication module, and performs data communication with the server computer to perform data communication on power bill information and real-time power usage information. It stores key information for user authentication, unit power charge information, and encryption information used for data communication, and is connected to a server computer that controls power supply through a smart meter based on previously stored authentication key information of a specific user. Perform authentication, It updates and stores the electricity usage and billing information that is read in real time from the connected smart meter, and performs the security authentication module that transmits the electricity usage and the electricity bill to the server computer through the smart meter, and performs the subscriber authentication of the smart meter. And a server computer that performs data communication with each smart meter on which subscriber authentication has been performed and power rate information and real-time power usage information. Therefore, the present invention stores the real-time billing information according to the power usage in the card-based security authentication module, so that it is easy to manage data securely and prevent forgery of the meter.
Description
본 발명은 스마트 미터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a smart metering device.
최근 들어 전기로 구동하는 모든 시설과 기기를 다양한 통신 네트워크를 통해 연결하는 스마트 그리드 개념이 등장하였다.Recently, a smart grid concept has emerged that connects all electricity-driven facilities and devices through various communication networks.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여, 전력공급자와 소비자가 양방향 정보교환을 통한 에너지 효율의 최적화 및 새로운 부가가치 창출을 위한 차세대 전력망사업이다.Smart Grid is a next-generation power grid business that combines information technology (IT) with the power grid to optimize energy efficiency and create new added value through the bidirectional information exchange.
에너지와 통신 인프라를 중심으로 전기 에너지 기반의 모든 시스템을 통합하는 스마트 그리드는 설비 및 기기의 상호작용을 지능화된 자동화 기능을 통해 제어하여, 전체 시스템이 하나의 유기적인 시스템으로 작동하도록 한다.Integrating all electrical energy-based systems around energy and communication infrastructures, the Smart Grid controls the interaction of facilities and equipment through intelligent automation, allowing the entire system to work as one organic system.
현재 전력시스템은 크게 전력계통과 이를 제어하기 위한 통신인프라인 스카다(SCADA) 네트워크로 구성되어 있다. 현재의 SCADA 시스템은 발전기나 대규모 수용가 등 일정규모 이상의 대형설비 수요를 모니터링하고 제어하지만, 향후 스마트 그리드 체제에서는 개개인의 최종소비자까지 참여하게 되면, 기존의 SCADA 시스템과는 달리 전력시스템에 능동적으로 참여(즉 전기를 자체 생산하거나 시장가격에 반응)하게 된다.The current power system is largely composed of the power system and the communication infrastructure SCADA network to control it. The current SCADA system monitors and controls the demand of large-scale facilities over a certain scale such as generators and large-scale customers.However, in the future, when the end-users of the individual participate in the smart grid system, unlike the existing SCADA system, they actively participate in the power system ( That is, they produce electricity themselves or respond to market prices.
기존의 전력시스템은 일정기간 누적된 전력 사용량에 고정 전력단가(원/kWh)를 곱하는 개념인 누적 적산 계량기(기계식 아날로그 계량기)를 사용하고 있으며, 이후 실시간 계량 기술이 꾸준히 개발되어 여러 가지 부가기능이 더해진 스마트 미터(smart meter) 개념이 등장하였다. 스마트 미터는 실시간으로 변하는 전기 사용량을 측정하고, 실시간 가격을 소비자에게 전달할 수 있는데, 이러한 스마트 미터들의 통신을 위해 설치되는 통신 인프라를 AMI(Advanced Metering Infrastructure)라고 한다.The existing power system uses a cumulative totalizer (mechanical analog meter), which is a concept of multiplying the accumulated power consumption over a certain period by a fixed power unit price (won / kWh) .Afterwards, real-time weighing technology has been developed steadily. The addition of the smart meter concept has emerged. Smart meters can measure electricity usage in real time and deliver real-time prices to consumers. The communication infrastructure installed for communicating these smart meters is called AMI (Advanced Metering Infrastructure).
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 스마트 미터와 AMI 상에는 상업적 정보 데이터가 교환되므로 해킹 및 사이버 보안 위협이 상존하였으며, 이와 동시에 스마트 미터로 노출되는 개인 사생활 노출 위협에 대한 보안 대책도 필요한 실정이다.However, since commercial information data is exchanged on the conventional smart meter and the AMI as described above, hacking and cyber security threats exist, and at the same time, security measures against personal privacy exposure threats exposed to the smart meter are also required.
즉 종래에는 사설 키 정보가 미터기기에 저장되어 있기 때문에 소자 분해 등의 공격에 의해 키 정보가 노출되거나, 키 정보의 갱신 및 관리의 문제가 있었고, 미터기기에서의 암호화를 위한 기능 구현에 있어 보안성이 저하되고, 미터기기에 저장되는 전력 가격정보의 왜곡이나 위변조가 가능하였으며, 별도의 암호화, 복호화를 위한 기기가 필요한 문제점이 있었다.That is, since private key information is conventionally stored in a meter device, there is a problem of exposing the key information by an attack such as device decomposition, or updating and managing key information. The deterioration of the property, and the distortion or forgery of the power price information stored in the meter device was possible, there was a problem that requires a separate device for encryption, decryption.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 수용가 측의 전력사용에 따른 실시간 전력 사용량 및 요금정보를 보안성이 우수한 카드 기반의 보안인증모듈에 별도로 저장함으로써, 안전한 데이터 관리를 수행하도록 하는 스마트 미터링 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems, by storing the real-time power consumption and billing information according to the customer's power usage separately in a secure card-based security authentication module, smart to perform a secure data management To provide a metering device.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터링 장치는, 불특정 다수의 통신회선을 연결하여 상호간에 전력 검침과 관련된 데이터 통신이 이루어지도록 하는 네트워크 통신망과, 스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하고, 전력 요금 정보 및 실시간으로 검침한 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈에 저장하도록 제어하며, 네트워크 통신망을 통해 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 스마트 미터와, 전력을 사용하는 사용자의 인증을 위한 키 정보, 단위 전력 요금 정보, 데이터 통신시 사용되는 암호화 정보를 저장하고 있고, 기 저장된 특정 사용자의 인증 키 정보를 토대로 스마트 미터를 통해 전력 공급을 제어하는 서버 컴퓨터와 접속하여 가입자 인증을 수행하고, 전기적으로 접속된 스마트 미터에서 실시간으로 검침되는 전력 사용량 및 요금정보를 갱신, 저장하며, 전력 사용량 및 전력사용요금을 스마트 미터를 통해 서버 컴퓨터로 전송하도록 하는 보안인증모듈, 그리고 네트워크 통신망을 통해 통신 접속된 스마트 미터의 가입자 인증을 수행하며, 가입자 인증이 수행된 각 스마트 미터와 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 서버 컴퓨터를 포함할 수 있다.The smart metering device according to an embodiment of the present invention for achieving this purpose, using a network communication network and a smart grid power system to connect a plurality of unspecified communication lines to perform data communication related to power meter reading between each other It measures the power consumption consumed by various electric equipments in real time, and controls to save the electricity rate information and the power consumption measured in real time in the electrically connected security authentication module, and communicates with the server computer through the network communication network. Smart meter that performs data communication about power rate information, real-time power usage information, key information for authentication of user who uses power, unit power rate information, encryption information used for data communication Based on the authentication key information of a specific user Connect to the server computer that controls the power supply through the mart meter to perform subscriber authentication, update and save the electricity usage and billing information that is read in real time from the electrically connected smart meter, and smartly Security authentication module that transmits the meter to the server computer, and performs the subscriber authentication of the smart meter connected through the network communication network, data for each smart meter, power bill information, and real-time power usage information is performed subscriber authentication It may include a server computer for performing communication.
이때 보안인증모듈은, SIM(Subscriber Identification Module) 카드를 포함한 스마트 카드인 것이 바람직하다.In this case, the security authentication module is preferably a smart card including a subscriber identification module (SIM) card.
그리고 스마트 미터는, 스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하는 전력사용량 검침부와, 서버 컴퓨터와의 통신 접속을 제어하여 전기적으로 접속되는 보안인증모듈의 가입자 인증을 처리하고, 전력사용량 검침부에서 수행하는 전력 사용량의 실시간 검침을 총괄적으로 제어하고, 전력사용량 검침부에서 검침된 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈에 저장하도록 제어하며, 네트워크 통신망을 통해 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 단위 전력 요금 정보의 보안인증모듈의 저장 및 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 제어부와, 보안인증모듈이 전기적으로 접속되는 인터페이스부, 그리고 제어부의 제어에 따라 네트워크 통신망을 통해 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 가입자 인증, 단위 전력 요금 정보, 전력 사용량 정보에 대한 데이터 송수신을 수행하는 통신부를 포함할 수 있다.In addition, the smart meter includes a power consumption meter that reads power consumption consumed by various electric equipments using a smart grid power system in real time, and a subscriber authentication of a security authentication module that is electrically connected by controlling a communication connection with a server computer. And control the real-time metering of the power consumption performed by the power consumption metering unit, and control the power consumption metered by the power consumption metering unit to be stored in an electrically connected security authentication module, and through the network communication network. The control unit performs a communication connection with a computer to store the security authentication module of the unit power rate information and perform data communication on the real-time power consumption information, an interface unit to which the security authentication module is electrically connected, and a network according to the control of the control unit. Communicate with server computer via network The new connection may include a communication unit configured to perform data transmission / reception on subscriber authentication, unit power charge information, and power usage information.
이상에서와 같이 본 발명의 스마트 미터링 장치에 따르면, 수용가 측의 전력사용에 따른 실시간 요금정보를 SIM 카드 기반의 보안인증모듈에 저장하기 때문에 전력사용량에 대한 안전한 데이터 관리가 용이하며, 미터기의 임의 위변조를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the smart metering device of the present invention, since the real-time billing information according to the power usage of the consumer side is stored in the SIM card-based security authentication module, it is easy to manage data safely, and forgery of the meter randomly. There is an effect that can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 스마트 미터의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 적용된 스마트 미터 및 보안인증모듈의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 적용되는 보안인증모듈을 통해 수행되는 기능을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에서 사용되는 스마트 카드의 일 예를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a smart metering device according to an embodiment of the present invention;
2 is a view schematically showing the internal configuration of the smart meter of FIG.
3 is a view for explaining in more detail the concept of the smart meter and security authentication module applied to the present invention,
4 is a view schematically showing a function performed through a security authentication module applied to the present invention;
5 is a diagram illustrating an example of a smart card used in the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 스마트 미터링 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the smart metering device of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터링 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a smart metering device according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 스마트 미터링 장치는, 네트워크 통신망(10), 스마트 미터(20), 보안인증모듈(30), 서버 컴퓨터(40) 등으로 구성된다.As shown, the smart metering apparatus of the present invention includes a
네트워크 통신망(10)은 스마트 미터(20)와 서버 컴퓨터(40) 사이의 통신회선을 연결하여 상호간에 전력 검침과 관련된 데이터 통신이 이루어지도록 한다.The
스마트 미터(20)는 스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 댁내의 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하고, 전력 요금 정보 및 실시간으로 검침한 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈(30)에 저장하도록 제어한다. 그리고 네트워크 통신망(10)을 통해 서버 컴퓨터(40)와 통신 접속을 진행하여 가입자 인증, 단위 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행한다.The
보안인증모듈(30)은 전력을 사용하는 사용자의 인증을 위한 키 정보, 단위 전력 요금 정보, 데이터 통신시 사용되는 암호화 정보를 저장하고 있고, 기 저장된 특정 사용자의 인증 키 정보를 토대로 스마트 미터(20)를 통해 전력 공급을 제어하는 서버 컴퓨터(40)와 접속하여 가입자 인증을 수행한다. 그리고 전기적으로 접속된 스마트 미터(20)에서 실시간으로 검침되는 전력 사용량 및 요금정보를 갱신, 저장하며, 전력 사용량 및 전력 사용 요금을 스마트 미터(20)를 통해 서버 컴퓨터(40)로 전송하도록 한다.The
이때 보안인증모듈은, SIM 카드를 포함한 각종 스마트 카드를 사용하는 것이 바람직하다.At this time, the security authentication module, it is preferable to use a variety of smart cards, including the SIM card.
서버 컴퓨터(40)는 네트워크 통신망(10)을 통해 통신 접속된 스마트 미터(20)의 가입자 인증을 수행하며, 가입자 인증이 수행된 각 스마트 미터(20)와 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행한다.The
도 2는 도 1의 스마트 미터(20)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the internal configuration of the
도시된 바와 같이 본 발명의 스마트 미터(20)는, 전력사용량 검침부(22), 제어부(24), 인터페이스부(26), 통신부(28) 등으로 구성된다.As illustrated, the
전력사용량 검침부(22)는 스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침한다.The
제어부(24)는 네트워크 통신망(10)을 통해 서버 컴퓨터(40)와의 통신 접속을 제어하여, 전기적으로 접속되는 보안인증모듈(30)의 가입자 인증을 처리하고, 전력사용량 검침부(22)에서 수행하는 전력 사용량의 실시간 검침을 총괄적으로 제어하고, 전력사용량 검침부(22)에서 검침된 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈(30)에 저장하도록 제어하며, 인터페이스부(26)를 통한 단위 전력 요금 정보의 보안인증모듈(30) 저장 및 실시간 전력 사용량 정보에 대한 서버 컴퓨터(40)와의 데이터 통신을 제어한다.The
인터페이스부(26)는 보안인증모듈(30)이 전기적으로 접속되어 단위 전력 요금 정보, 가입자 인증, 실시간 검침에 관련된 데이터 통신을 수행한다.The
통신부(28)는 제어부(24)의 제어에 따라 네트워크 통신망(10)을 통해 서버 컴퓨터(40)와 통신 접속을 진행하여 가입자 인증, 단위 전력 요금 정보, 전력 사용량 정보에 대한 데이터 송수신을 수행한다.The
도 3은 본 발명에 적용된 스마트 미터 및 보안인증모듈의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면으로서, 기존 미터기의 ROM, EEPROM, 암호화 기능, 검침 기능으로 구성되어 있던 것을 스마트 미터와 별도의 보안인증모듈(SIM 카드)로 분리한 것을 나타낸 도면이다.3 is a view for explaining in more detail the concept of the smart meter and security authentication module applied to the present invention, which is composed of a ROM, EEPROM, encryption function, meter reading function of the existing meter and the security meter module separate from the smart meter The figure which showed the removal by the (SIM card).
이와 같은 보안인증모듈의 기본 설계 개념은 기존의 전력량계에 들어있는 요금정보 및 검침된 요금정보를 보안이 우수한 스마트 카드 기반의 안전한 메모리에 저장하는 것이다. 이를 위하여 기존의 스마트 미터에 ISO 7816에서 정의하는 SIM 타입의 카드를 수용할 수 있는 SIM 슬롯을 내장하였다.The basic design concept of such a security authentication module is to store charge information and metered charge information in an existing electricity meter in a secure memory based on smart cards with excellent security. To this end, the existing smart meter has a SIM slot that can accommodate a SIM type card defined in ISO 7816.
또한, 가입자 인증은 전력판매회사에서 운영하는 서버 컴퓨터 측으로부터 가입자의 정보를 받아 발급하게 되는데, 이때 보안인증모듈에는 가입자 인증에 필요한 키 정보가 수록되며, 향후 전력망에서 이 정보를 기반으로 가입자를 인증하게 된다.In addition, subscriber authentication is issued by receiving the subscriber's information from the server computer operated by the power sales company, in which the security authentication module contains the key information necessary for subscriber authentication, and authenticates the subscriber based on this information in the future power grid. Done.
보안인증모듈은 자바카드 기반의 운영체제로 개발되며, 전력요금이 저장되는 요금테이블 정보와 인증방법, 키 관리 등 보안에 취약한 정보들을 안전하게 저장할 수 있는 애플리케이션을 개발하여 탑재한다. 스마트 카드 기반으로 개발됨으로써 도 4에서와 같이 가입자에 대한 인증(Authentication), 통신하는 구간에 대한 암호화, 데이터(메시지)에 대한 무결성(Data Integrity)을 보장하는 MAC을 구현할 수 있다. 또한, 신재생 에너지원을 통한 전력 거래 시에 가입자의 전자서명을 통하여 거래하고자 하는 신재생 에너지원의 정보 및 전력량 정보에 대한 전자서명을 통하여 인터넷뱅킹과 같은 전자식 거래가 가능하다. 또한 스마트 카드의 파일시스템을 활용하여 정보의 체계 및 분류가 가능하며, 이 체계화된 분류는 가입자 인증 및 양방향 통신으로 실시간으로 책정되는 요금정보 테이블로 갱신할 수 있다. 고객의 시간대별로 사용하는 전력량사용에 대해서는 암호화되어 안전하게 보관됨으로써, 정보의 유출에 따른 오남용을 막을 수 있으며 이를 통해 개인의 프라이버시도 보호될 수 있다.The security authentication module is developed as a Java card-based operating system, and develops and mounts an application that can securely store security vulnerable information such as charge table information, authentication method, and key management, which store electricity charges. As developed based on the smart card, as shown in FIG. 4, a MAC that guarantees authentication of a subscriber, encryption of a communication interval, and integrity of data (message) can be implemented. In addition, an electronic transaction such as Internet banking is possible through an electronic signature for information on the renewable energy source and the amount of power to be traded through the subscriber's electronic signature when the electricity is traded through the renewable energy source. In addition, it is possible to organize and classify information using the smart card file system, which can be updated with the rate information table set in real time through subscriber authentication and two-way communication. The amount of electricity used by the customer's time zone is encrypted and stored securely, thereby preventing misuse due to leakage of information, thereby protecting personal privacy.
또한, 전력망을 통하여 애플리케이션을 관리할 수 있는 원격관리프로토콜(OTA)에 의해 프로그램에 대한 정보를 통하여 새로운 기능의 추가 및 요금정책의 변경시 새로운 기능으로 원격으로 다운받아 대체가 가능하다. 이 기능은 매우 중요한 기능으로서, 예를 들어 스마트 미터의 요금과 기능을 제어하는 프로그램의 오류로 인하여 요금 과금이 100원에서 1000원으로 변경된다면 그에 대한 피해는 클 것이다. 또한 기존 방식은 기능을 원격으로 관리하는 메커니즘이 없어서 직접 가정까지 가서 1:1로 교체해 주어야 하기 때문에 이로 인한 관리적 피해도 클 수밖에 없다.In addition, the remote management protocol (OTA) that can manage applications through the power grid can be downloaded and replaced remotely with new functions when adding new functions and changing the policy through information on the program. This is a very important feature. For example, if the charge is changed from 100 won to 1000 won due to an error in the program that controls the charge and function of the smart meter, the damage will be great. In addition, the existing method does not have a mechanism for remotely managing functions, so it is necessary to go to the home and replace it 1: 1.
전력량계의 원격검침을 위해 수행되는 AMI 기반 하에서는 각종 장치는 전력선통신(PLC), 무선통신(ZigBee) 등이 수행될 수 있으며, 경우에 따라서는 스마트 미터는 3G/4G와 같은 공중망을 이용하여 통신할 수 있다.Under the AMI based on the meter reading, various devices can perform power line communication (PLC), wireless communication (ZigBee), etc.In some cases, smart meters can communicate using a public network such as 3G / 4G. Can be.
도 5는 본 발명에서 사용되는 스마트 카드의 일 예를 나타낸 도면으로서, 스마트 카드의 물리적인 특성과 외양은 ISO 7816 Part 1에 정의되어 있다. 스마트 카드는 전원 공급 장치, 화면 디스플레이, 키보드 입력 장치 등을 구비하지 않는다. 외부와 통신을 수행하기 위한 카드 인식단말기(CAD, Card Acceptance Device)와 IC 카드간 전원입력방식 및 데이터 전달, 프로토콜에 대해서 ISO 7816에서 정의하고 있다. 또한, 스마트 카드는 교통카드, 금융카드와 같은 13.56MHz 대역의 비접촉식 통신의 기능에 대해서도 ISO 14443에서 정의하고 있다. 보통의 스마트 카드는 ISO 7816에서 정의하는 접촉식 통신과 비접촉식 통신을 모두 지원한다.5 is a view showing an example of a smart card used in the present invention, the physical characteristics and appearance of the smart card is defined in ISO 7816
스마트 카드는 이와 같이 정보의 저장 및 통신을 통한 데이터 처리능력을 이용하여 암호화 알고리즘이나 프로토콜을 수행하며 보안성을 제공할 뿐만 아니라, 휴대성, 편리성 등의 장점을 제공한다. 스마트카드의 칩은 플라스틱 카드 안에 삽입된 하나의 집적회로에 패키지화되어 외부 공격자에 의한 정보 유출을 막기 위한 보안수단을 제공한다. 또한, 보안수행시 성능을 높이기 위한 전용의 암호 전용프로세서가 내장되어 최신의 암호화 알고리즘을 구현할 수 있다. 또한, 스마트 카드에 저장되는 메모리는 특수한 보호메커니즘을 이용하여 보호되며, 내부의 암호화 키를 이용하여 암호화하여 안전하게 보관될 수 있다. 카드와 외부 단말기의 데이터 교환은 전자서명과 대칭 키 기반의 암호화기술을 이용하여 안전하게 송수신한다. 더욱이 스마트 카드에 대한 접근은 사용자에 대한 인증을 위한 PIN(개인 비밀번호)를 요구하게 되는 데, 이는 부정사용자에 의한 불법 사용을 막기 위함이다.The smart card performs encryption algorithms and protocols using data processing capability through the storage and communication of information, and provides security, as well as portability and convenience. The chip of the smart card is packaged in an integrated circuit inserted in the plastic card to provide a security means to prevent information leakage by an external attacker. In addition, it is possible to implement the latest encryption algorithm is built-in dedicated crypto dedicated processor to enhance the performance when performing security. In addition, the memory stored in the smart card is protected using a special protection mechanism, it can be stored securely encrypted by using an internal encryption key. Data exchange between card and external terminal is securely transmitted and received using digital signature and symmetric key based encryption technology. Moreover, access to smart cards requires a PIN (personal password) for authentication of the user, to prevent illegal use by unauthorized users.
스마트 카드가 갖는 또 하나의 장점은 신용카드 크기와 같거나 작은 휴대성에 있다. 또한, 3G 휴대폰에서 사용되는 USIM(Universal Subscriber Identify Module, 3G 핸드폰 인증을 위해 사용되는 스마트 카드)과 같이 그 기능의 독립성에 있다. 1, 2G CDMA 휴대폰인 경우 기지국, 통신사와의 상호인증시 단말기 자체의 암호화기능을 사용하였으나, 이 기능을 아는 사람에 의하여 복제가 가능하였다. 2.5G인 GSM 규격인 SIM과 CDMA 방식의 UIM이 합쳐진 3G 휴대폰 단말기에서는 상호인증에 대한 기능을 USIM이 대체하게 되었다. USIM은 전 세계 3G 표준 가입자 서비스를 위한 필수인증모듈이 되었으며, 이를 통하여 전 세계 어느 나라에 가도 자동으로 로밍(Roaming)이 될 수 있다. 또한, 케이블 방송과 위성방송의 콘텐츠에 대한 사용자의 인증을 제공함으로써, 비인가된 TV 및 사용자에 대한 시청을 제한하였다. 1980년대 선불 전화카드로 시작된 스마트 카드는 지금은 다양한 응용에 사용되고 있으며, 이런 유연성은 스마트 카드의 가장 큰 잠재력이다.Another advantage of smart cards is their portability, which is less than or equal to the size of a credit card. It is also independent of its functionality, such as the Universal Subscriber Identify Module (USIM) used in 3G mobile phones (smart cards used for 3G mobile phone authentication). In the case of 1G and 2G CDMA mobile phones, the terminal's own encryption function was used for mutual authentication with the base station and the telecommunications company. USIM has replaced the function for mutual authentication in 3G mobile phones, which combines 2.5G GSM SIM and CDMA UIM. USIM has become an essential authentication module for 3G standard subscriber services around the world, and can be roamed automatically anywhere in the world. In addition, by providing the user's authentication of the contents of cable and satellite broadcasting, viewing of unauthorized TV and users is restricted. Smart cards, which began as prepaid phone cards in the 1980s, are now used in a variety of applications, and this flexibility is the greatest potential of smart cards.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made to the invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
10 : 네트워크 통신망 20 : 스마트 미터
22 : 전력사용량 검침부 24 : 제어부
26 : 인터페이스부 28 : 통신부
30 : 보안인증모듈 40 : 서버 컴퓨터10: network communication network 20: smart meter
22: power consumption meter 24: control unit
26: interface unit 28: communication unit
30: security authentication module 40: server computer
Claims (3)
스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하고, 전력 요금 정보 및 실시간으로 검침한 전력 사용량을 전기적으로 접속된 보안인증모듈에 저장하도록 제어하며, 상기 네트워크 통신망을 통해 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 스마트 미터,
전력을 사용하는 사용자의 인증을 위한 키 정보, 단위 전력 요금 정보, 데이터 통신시 사용되는 암호화 정보를 저장하고 있고, 기 저장된 특정 사용자의 인증 키 정보를 토대로 상기 스마트 미터를 통해 전력 공급을 제어하는 서버 컴퓨터와 접속하여 가입자 인증을 수행하고, 전기적으로 접속된 상기 스마트 미터에서 실시간으로 검침되는 전력 사용량 및 요금정보를 갱신, 저장하며, 전력 사용량 및 전력사용요금을 상기 스마트 미터를 통해 서버 컴퓨터로 전송하도록 하는 보안인증모듈, 그리고
상기 네트워크 통신망을 통해 통신 접속된 상기 스마트 미터의 가입자 인증을 수행하며, 가입자 인증이 수행된 각 스마트 미터와 전력 요금 정보, 실시간 전력 사용량 정보에 대한 데이터 통신을 수행하는 서버 컴퓨터를
포함하는 스마트 미터링 장치.A network communication network which connects an unspecified communication line so that data communication related to power metering is performed between each other;
It measures the power consumption consumed in various electric equipments using the smart grid power system in real time, and controls to save the power bill information and the power consumption measured in real time in the electrically connected security authentication module, and through the network communication network Smart meter which performs communication connection with server computer to perform data communication about power rate information and real-time power usage information,
The server stores key information, unit power charge information, and encryption information used for data communication, and controls the power supply through the smart meter based on previously stored authentication key information of a specific user. Connect with a computer to perform subscriber authentication, update and store the power usage and billing information read in real time from the electrically connected smart meter, and transmit the power usage and power bill to the server computer through the smart meter. A security authentication module, and
A server computer that performs subscriber authentication of the smart meter connected through the network communication network and performs data communication with each smart meter on which subscriber authentication has been performed, power rate information, and real-time power usage information.
Smart metering device included.
상기 보안인증모듈은,
SIM(Subscriber Identification Module) 카드를 포함한 스마트 카드인 스마트 미터링 장치.The method of claim 1,
The security authentication module,
A smart metering device that is a smart card that contains a Subscriber Identification Module (SIM) card.
상기 스마트 미터는,
스마트 그리드 전력시스템을 사용하는 각종 전기 설비에서 소비되는 전력 사용량을 실시간으로 검침하는 전력사용량 검침부,
상기 네트워크 통신망을 통해 상기 서버 컴퓨터와의 통신 접속을 제어하여 전기적으로 접속되는 상기 보안인증모듈의 가입자 인증을 처리하고, 상기 전력사용량 검침부에서 수행하는 전력 사용량의 실시간 검침을 총괄적으로 제어하고, 상기 전력사용량 검침부에서 검침된 전력 사용량을 전기적으로 접속된 상기 보안인증모듈에 저장하도록 제어하며, 단위 전력 요금 정보의 상기 보안인증모듈의 저장 및 실시간 전력 사용량 정보에 대한 상기 서버 컴퓨터와의 데이터 통신을 제어하는 제어부,
상기 보안인증모듈이 전기적으로 접속되는 인터페이스부, 그리고
상기 제어부의 제어에 따라 상기 네트워크 통신망을 통해 상기 서버 컴퓨터와 통신 접속을 진행하여 가입자 인증, 단위 전력 요금 정보, 전력사용량 정보에 대한 데이터 송수신을 수행하는 통신부를
포함하는 스마트 미터링 장치.The method of claim 1,
The smart meter,
Power consumption meter for reading power consumption consumed by various electric equipments using smart grid power system in real time,
Control the communication connection with the server computer through the network communication network to process subscriber authentication of the security authentication module that is electrically connected, and collectively control the real-time metering of power consumption performed by the power consumption meter reading unit, The power usage meter reading unit controls the stored power consumption in the electrically connected security authentication module, and the data communication with the server computer for the storage of the security authentication module of the unit power bill information and the real-time power usage information Controlling unit,
An interface unit to which the security authentication module is electrically connected; and
The communication unit performs a communication connection with the server computer through the network communication network under the control of the controller to perform data transmission / reception of subscriber authentication, unit power charge information, and power consumption information.
Smart metering device included.
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