Implementing the paillier cryptosystem on constrained microcontrollers for smart grid applications

Abstract

Akıllı şebekeler elektrik ve bilginin iki yönlü iletilebilmesine olanak sağlayan ve geleneksel elektrik şebekesinin yerine geçmesi beklenilen modern elektrik iletim altyapılarıdır. Akıllı şebekelerin en önemli yapıtaşı akıllı sayaçlardır. Akıllı sayaçlar hem elektrik şirketlerine hem de kullanıcılarına sayısız avantajlar sağlar. Tüketilen elektrik miktarının akıllı sayaçlar tarafından elektrik şirketlerine iletilmesi elektrik üretim ve dağıtımının optimizasyonu açısından çok değerlidir, bununla birlikte bu hassas bilginin mahremiyetinin korunması akıllı şebeke güvenliği açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tez ile akıllı sayaçlar tarafından toplanan elektrik tüketim bilgisinin mahremiyeti homomorfik bir şifreleme algoritması kullanılarak sağlanmaktadır. Bu tezde homomorfik Paillier şifreleme algoritmasının akıllı sayaçlarda yaygın olarak kullanılan kısıtlı mikrodenetleciler üzerinde performans etkin gerçeklemeleri yapılmıştır. Hedef mikrodenetleyici olarak MSP430 kullanılmıştır.

Smart grid is the updated version of the electricity grid, as it will merge two-way communication to it along with other features. One of this features is the smart meters. Smart meter is one of the main components that defines smart grids. It providesadvantages for utility providers and consumers. The information collected by smart meters is very valuable, that is why preserving the privacy of this information is very important for the security of smart grid. The privacy preserving of the data that is collected by smart meters is achieved by using homomorphic encryption scheme. In this thesis we provide an implementation results for the homomorphic encryption Paillier scheme for smart meters on constrained microcontroller MSP430.