采用智能电表篡改检测和保护
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智能电表可以实现在优化能源使用量极大的灵活性，同时也为盗窃电力通过篡改可呈现更多的机会。除了他们的脆弱性，以旧的形式物理篡改的，这些设备面临攻击的黑客更复杂的形式。对于工程师，防篡改的智能电表的设计可以建立在一个广泛的，从制造商，包括ADI公司，Atmel公司，飞思卡尔半导体，美信集成，恩智浦半导体，脉冲电子，意法半导体和德州仪器，以及其他的设计方法和先进的设备。 据业内人士分析，每年的窃电金额近十亿$ 90在全球拥有超过一半，在全球新兴市场，包括印度，巴西和俄罗斯发生的。与此同时，窃电是一样古老的电表本身，并借鉴了各种各样的改变表和它的输入，企图影响电表的能量测量方法。 例如，传统的模拟电表是出了名的易受相对简单的物理攻击(图1)。典型地，能量盗贼将打入米影响测量机构本身或使用磁铁来混淆当前感测机构 - 通常导致伪造减少在测量使用了50%至75%。篡改涉及简单地绕过米完全或开关上的米的效用侧面线，以使转子盘以相反的方向转动的另一种常见的形式 - 递减计数器功率错误地指示降低能源消耗。在类似的篡改方法，中线将被删除，停止转子的运动，并完全停止计数器。通常情况下，能源盗贼将消除白天的篡改以逃避侦查公用事业工人的证据。 传统的模拟式电能表图片 图1：传统的模拟电表易受到磁篡改和当前篡改，往往导致在50%到75中测得的使用量减少%。智能电表仍然固然会受到同样的问题，但提供额外的机制来检测篡改。 智能电表 智能电表的出现，既创造了更多的机会盗窃以及启用了一套先进的防篡改检测机制更广泛。专业的电能计量系统级芯片(SoC)设备，如ADI公司的ADE7763，美信集成71M654xT，和意法半导体STPM01 / 10集成电能计量和计量功能在单个芯片上的附加功能。使用这些设备，工程师可以创建复杂的计量设计与一些额外的元件(图2)。如果没有特殊的预防措施，但是，这些先进的智能电表的设计也毫不逊色天生容易被篡改比他们更早机械同行。 Maxim的集成复杂的计量设计图片 图2：工程师可以利用高度集成的系统级芯片(SoC)器件通过以家庭打造智能电表与经过的附近区域网(NAN)和能源管理系统先进的计量能力，并与智能电网简化连接域网(HAN)。 (美信集成提供) 正如他们早期的机械式，但是，智能电表仍然依赖于外部传感器，用于测量能源使用。特别是，电流互感器通常用于测量应用(CT)传感器呈现出点漏洞利用强磁场攻击。放置在电流传感器附近，外部磁铁由饱和的CT装置的核心或以其他方式扭曲其输出引入测量误差。计设计者可以减轻这种类型通过使用磁屏蔽，或另外的传感器以检测一外部强磁场存在篡改。可替代地，工程师可以转向根据分流电阻或罗氏线圈不太敏感传感器，如脉冲电子PA32XXNL系列。虽然这些替代品之间的具体选择取决于测量的要求，这两种类型的传感器是免疫的磁场，因此报价为减轻这种类型的损害，有吸引力的方法。 像传统的机械仪表，然而，智能电表仍然容易受到篡改根据目前的操作方法。对于这种类型的篡改，能源小偷将消除零线，交换火线和零线，或故障的负荷，减少返回电流通过流量计。在过去，机械米能在最佳使用测量转子转动方向和检测到的电流篡改的相对简单的权宜之计。随着基于SoC的智能设计，但是，工程师们可以使用该检查的火线和零线和标志的任何不平衡截至篡改企图之间的电流平衡更复杂的方法。 例如，意法半导体STPM01 / 10智能电表IC提供内置篡改检测功能。在正常工作期间，这些装置测量在两个活电流和中性线与时域多路复用的方法(图3)。在每个信道被观察到的时候，该装置计算活性能量使用率。如果设备发现该活性能量测量火线和中性线大于所述平均的能量的一定百分比时，它进入到篡改的状态。 |
