一種融合多維信息的電力物聯網設備指紋識別技術
網絡安全與數據治理
盧列文1，劉佳燁2，楊盛明1
1.工業和信息化部電子第五研究所； 2.中國人民解放軍93131部隊
摘要： 針對電力物聯網無算力設備面臨的惡意篡改、非法接入等安全問題，以及現有設備指紋技術在復雜環境下適應性不足，提出一種融合多維信息的設備指紋識別技術，提升設備識別安全性與準確性。方法上，融合硬件標識、通信協議特征及運行狀態數據，通過自適應哈希編碼、注意力增強編碼、窗口算法等構建動態指紋模型，并與主流算法對比驗證。研究結果表明，該技術在正常及異常網絡環境和電力運行狀態下，準確率、召回率和F1值均較高，適配無算力設備，且能適應一定程度的環境變化。該技術為電力物聯網無算力設備的精準識別和安全管理提供了有效方案，未來可結合新技術進一步優化，以適應更多新場景。
中圖分類號：TP309.2文獻標識碼：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2025.09.001
引用格式：盧列文，劉佳燁，楊盛明. 一種融合多維信息的電力物聯網設備指紋識別技術［J］.網絡安全與數據治理，2025，44（9）：1-7.
引用格式：盧列文，劉佳燁，楊盛明. 一種融合多維信息的電力物聯網設備指紋識別技術［J］.網絡安全與數據治理，2025，44（9）：1-7.
A fingerprint recognition technology for power IoT devices integrating multidimensional information
Lu Liewen1，Liu Jiaye2，Yang Shengming1
1. China Electronic Product Reliability and Environmental Testing Research Institute; 2. 93131 Troops of the Chinese People′s Liberation Army
Abstract： To address security issues such as malicious tampering and illegal access faced by computing-power-free devices in the power Internet of Things (IoT), and existing device fingerprint technology lacks adaptability in complex environments, this paper proposes a device fingerprint recognition technology that integrates multi-dimensional information to enhance the security and accuracy of device recognition. Methodologically, it combines hardware identifiers, communication protocol characteristics, and operational status data to construct a dynamic fingerprint model through adaptive hashing, attention-enhanced encoding, window algorithms, and other techniques, and verifies its performance through comparison with mainstream algorithms. The research results show that this technology achieves high accuracy, recall rate, and F1 score in both normal and abnormal network environments and power operation states. It is suitable for computing-power-free devices and can adapt to a certain degree of environmental changes. This technology provides an effective solution for accurate identification and security management of computing-power-free devices in the power IoT. In the future, it can be further optimized by combining new technologies to adapt to more new scenarios.
Key words : power Internet of Things; computing-power-free device; device fingerprint; identification technology; modeling; experimental simulation
引言
電力物聯網作為智能電網發展的關鍵支撐，正逐漸改變著傳統電力系統的運營模式［1］。在電力物聯網架構中，無算力設備(通常是指不具備或僅具有極弱數據處理、計算能力的設備)，如電表、數據終端單元(Data Terminal Unit，DTU)、饋線終端單元(Feeder Terminal Unit，FTU)、配電變壓器監測終端(Transformer Terminal Unit，TTU)等，這類設備數量龐大且分布廣泛，它們負責采集、傳輸電力數據，是電力物聯網實現智能化的基礎。然而，隨著電力物聯網的規模不斷擴大，這些設備面臨著嚴峻的安全挑戰，如設備被惡意篡改、非法接入等問題，嚴重威脅電力系統的安全穩定運行。
設備指紋識別技術作為一種有效的設備管理和安全防護手段，能夠為每臺設備生成獨一無二的身份信息，實現對設備的精準識別和追蹤。通過準確識別無算力設備指紋，對于及時發現非法設備接入，提高設備管理的精細化程度，構建電力物聯網安全防御體系具有重要意義。
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作者信息：
盧列文1，劉佳燁2，楊盛明1
(1.工業和信息化部電子第五研究所，廣東廣州511300；
2.中國人民解放軍93131部隊，北京100068)
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