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Q／GDW 12179-2021 智能物联电能表安全防护技术规范.pdf简介：

《Q/GDW 12179-2021 智能物联电能表安全防护技术规范》是由中国电力科学研究院（China Electric Power Research Institute, CEPRI）制定的一份技术规范。这份规范主要针对的是智能物联电能表的安全防护，智能物联电能表通常是指具有远程通信功能，能实时传输电能数据到电网运营商的电能表。

该规范的主要内容包括： 1. 安全需求：明确智能电能表在设计、制造、安装和使用过程中应满足的安全要求，如数据加密、访问控制、安全认证、防窃电、防病毒攻击等。 2. 安全架构：规定了智能电能表的安全架构，包括硬件安全、软件安全、通信安全等各个层面的设计。 3. 安全防护技术：提出了针对不同安全威胁的防护措施，如使用安全芯片、实现端到端的数据加密、设置严格的身份认证机制等。 4. 安全测试与评估：规定了智能电能表安全性能的测试方法和评估标准，以确保其在实际运行中的安全性能。

这份规范的出台，对于提高智能电能表的安全性，保障电力系统的安全稳定运行，以及保护用户的隐私信息具有重要意义。

Q／GDW 12179-2021 智能物联电能表安全防护技术规范.pdf部分内容预览：

5.4远程控制功能检测

5.5程序升级功能检测

电能表应支持程序升级功能，程序升级功能包括操作系统升级和业务应用程序升级功能。测试程序 升级功能时，至少应测试如下内容： 业务应用程序访问硬件资源权限执行情况； b 业务应用程序访问接口权限执行情况： c 程序升级时业务执行情况： d) 程序升级过程中，掉电重新上电的执行情况； e) 程序升级执行失败后，程序回滚的执行情况； f 无次序卸载后，不同应用程序升级验证； 频繁卸载及升级后，应用程序运行情况

程序兼容性检测包括在不同厂商、不同硬件、不同程序组合下程序运行情况检测。测试程序兼容性 时DB22∕T 1631-2012 建筑消防救援破拆标识设置技术规程，至少应测试如下内容： a）在不同厂商、不同硬件、不同程序组合下程序访问硬件资源权限执行情况； b）在不同厂商、不同硬件、不同程序组合下程序访问接口权限执行情况； c）在不同厂商、不同硬件、不同程序组合下业务执行情况； d）在不同厂商、不同硬件、不同程序组合下掉电重新上电的执行情况

A.1管理模组操作流程

A.1.1身份认证流程

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附录A （资料性附录） 智能物联电能表数据交互流程

管理模组身份认证流程包含身份认证1流程、身份认证2流程、身份认证3流程、身份认证4流程、 身份认证5流程和身份认证6流程。 身份认证1流程用于管理模组与外部设备（主站、终端、掌机、流水线、检表台体等客户端 之间； b） 身份认证2流程用于管理模组与计量模组之间，身份认证之前需将管理模组表号信息保存到计 量模组白名单文件中； 身份认证3流程用于管理模组与扩展模组1型之间，身份认证之前需将扩展模组1型序列号信 息保存到管理模组白名单中； d 身份认证4流程用于管理模组与扩展模组2型之间； e） 身份认证5流程用于管理模组与断路器设备之间，身份认证之前需要将断路器序列号信息保存 到管理模组白名单中； f身份认证6流程用于管理模组与手机之间

A.1.2身份认证1流程

身份认证1操作流程主要操作如下： a）客户端下发应用连接请求报文给管理模组： 管理模组收到应用连接请求报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中； 管理模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤f）；执行成功，则返回服务器随机 数密文和服务器签名信息： 管理模组组织应用连接请求响应报文发送给客户端； e）客户端对返回的服务器随机数和服务器签名信息进行校验； f）操作结束。 流程如图A.1所示。

A.1.3身份认证2流程

图A.1身份认证1流程图

身份认证2操作流程主要操作如下： a）管理模组产生随机数1明文，下发认证请求报文给计量模组； b） 计量模组收到认证请求报文后，组织命令发送到计量模组ESAM模块中： C 计量模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤j）；执行成功，则返回随机数1密 文和随机数2明文； d)计量模组组织认证请求响应报文发送给管理模组； 管理模组收到认证请求响应报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中； 管理模组ESAM执行失败，返回错误码，跳转至步骤j）；执行成功，则返回随机数2密文； 管理模组组织认证报文发送给计量模组； 计量模组收到认证报文后，组织命令发送到计量模组ESAM模块中： i）计量模组ESAM执行失败，返回错误码，跳转至步骤j）；执行成功，则返回确认报文； j）操作结束。 流程如图A.2所示，

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A.1.4身份认证3流程

图A.2身份认证2流程图

身份认证3操作流程主要操作如下： 管理模组下发应用连接请求报文给扩展模组： 扩展模组收到应用连接请求报文后，组织命令发送到扩展模组ESAM模块中； 扩展模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤f）；执行成功，则返回服务器随机 数密文和服务器签名信息： 扩展模组组织应用连接请求响应报文发送给管理模组： 管理模组收到应用连接请求响应报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块进行校验； ）操作结束。 流程如图A.3所示。

A.1.5身份认证4流程

图A.3身份认证3 流程图

身份认证4操作流程主要操作如下： a） 管理模组产生随机数1密文，下发认证请求报文给扩展模组； 扩展模组收到认证请求报文后，调用扩展模组安全软算法模块进行验证； 扩展模组安全软算法模块验证失败，返回错误码，跳转至步骤）：验证成功，则返回随机数 2密文； d 扩展模组组织认证请求响应报文发送给管理模组； e 管理模组收到认证请求响应报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中； f 管理模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤i）；执行成功，则返回随机数3密 文； g） 管理模组组织认证报文发送给扩展模组； 扩展模组收到认证报文后，调用扩展模组安全软算法模块进行校验； i）操作结束。 流程如图A.4所示

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A.1.6身份认证5流程

图A.4身份认证4流程图

身份认证5操作流程主要操作如下： 管理模组产生随机数1密文，下发认证请求报文给断路器： 6 断路器收到认证请求报文后，调用断路器安全软算法模块进行验证； C 断路器安全软算法模块验证失败，返回错误码，跳转至步骤i）；验证成功，则返回随机数2 密文； d 断路器组织认证请求响应报文发送给管理模组； 管理模组收到认证请求响应报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中 f 管理模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤i）；执行成功，则返回随机数3密 文； g） 管理模组组织认证报文发送给断路器； h）断路器收到认证报文后，调用断路器安全软算法模块进行校验； i）操作结束。 流程如图A.5所示。

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A.1.7身份认证6流程

图A.5身份认证5流程图

身份认证6操作流程主要操作如下： a）手机产生软件版本号、算法类型和随机数1明文，下发认证请求报文给管理模组； 管理模组收到认证请求报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中： C 管理模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤1）；执行成功，则返回管理模组 ESAM软件版本号和身份认证数据； d 管理模组组织认证请求响应信息报文发送给手机； e 手机收到认证请求响应报文后，调用手机安全软算法模块进行验证； f 手机安全软算法模块验证失败，返回错误码，跳转至步骤1）；验证成功，则返回随机数2密 文； g 手机组织认证报文发送给管理模组； h) 管理模组收到认证报文后，组织命令发送到管理模组ESAM模块中； i 管理模组ESAM模块执行失败，返回错误码，跳转至步骤1）；执行成功，则返回验证数据； i）管理模组组织认证响应报文发送给手机：

k）手机收到认证响应报文后， 调用手机安全软算法模块进行校验： 1）操作结束， 流程如图A.6所示。

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A.1.8数据回抄流程

图A.6身份认证6流程图

端抄读参数时采用ESAM接口类方法3进行，主要流程如下： 客户端根据管理模组ESAM模块数据读取的相关参数，按安全传输服务组织报文给管理模组

Q/GDW121792021 b) 管理模组根据安全模式参数判断ESAM接口类方法3的安全模式是否允许，若不允许，返回 否认报文，跳转至e）；若允许，则组织读取文件命令发送给管理模组ESAM模块，管理模组 ESAM模块返回参数信息和MAC： 管理模组根据ESAM模块返回的参数信息和MAC，按安全传输服务组织报文，并发送给外部 设备； d) 客户端对接收到的报文进行解析和验证； e）操作结束。 流程如图A.7所示。

A.1.9主动上报流程

图A.7数据回抄流程图

进入主动上报流程后，主要操作如下： 管理模组将上报明文组织命令发送给ESAM模块，生成上报随机数+MAC； 管理模组将上报明文、上报随机数（包含上报计数器）和MAC，按安全传输服务组织报文， 并上报给主站； 主站收到上报报文后对上报计数器进行验证，并验证MAC正确性； d）主站根据上报报文中携带的上报随机数计算MAC，以明文+MAC方式对管理模组进行响应： 管理模组收到主站响应顿，将管理模组上报随机数、响应帧中明文、MAC发送到管理模组 ESAM模块进行验证； f）操作结束。 流程如图A8所示

A.1.10远程参数更新流程

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图A.8主动上报流程图

进入远程参数更新操作流程后，主要操作如下： a）判断电能表是否挂起，如果挂起，则置错误标志，跳转到步骤e）；否则继续； b 判断身份认证时效是否有效，如果无效，则置错误标志，跳转到步骤e）；如果有效则继续； 判断解密或MAC校验是否正确，如果错误，则置错误标志，跳转到步骤e）；如果正确则继 续； d 进行参数设置： e）操作结束， 流程如图A.9所示。

A. 1.11远程控制流程

DB32∕T 364-1999 GMJ轻型墙体施工技术规程图A.9远程参数更新流程图

进入远程控制流程后，其主要流程如下： a）判断电能表是否挂起，如果挂起，则置错误标志，跳转到步骤f）；否则继续； 判断身份认证时效是否有效，如果无效，则置错误标志，跳转到步骤f）；如果有效则继续； 判断解密或MAC校验是否正确，如果错误，则置错误标志，跳转到步骤f）；如果正确则继 续； d 判断电能表当前时间是否超过命令有效截止时间，如果超过，则置错误标志，跳转到步骤f) 否则继续； e）执行远程控制操作： f）操作结束。 流程如图A.10所示。

A.1.12密钥更新流程

DB64∕787-2012 EPS模块框(钢)架结构工业建筑节能体系技术规程Q/GDW121792021

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图A.10远程控制流程图