ارائه‌کننده: امیرحسین شکیبا
استاد راهنما: دکتر صادق دری نوگورانی 
استاد مشاور: دکتر حمیدرضا قائینی
استاد ناظر داخلی: دکتر بهزاد اکبری 
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر علی جهانیان (دانشگاه شهید بهشتی)
تاریخ: 1403/06/24
ساعت: 13 
مکان: کلاس 01/6

چکیده:
کنتورهای هوشمند نقش کلیدی و حیاتی در شبکه‌های هوشمند ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها نه‌تنها به اندازه‌گیری و جمع‌آوری داده‌های مربوط به مصرف انرژی می‌پردازند، بلکه این اطلاعات را به سرور و مراکز داده ارسال می‌کنند. علاوه بر این، کنتورهای هوشمند اطلاعات حساس دیگری مانند زمان و میزان مصرف دستگاه‌های مختلف در خانه را نیز ذخیره می‌کنند. این داده‌ها می‌توانند اطلاعاتی دقیق درباره حضور افراد در خانه و حتی زمان خواب و بیداری آن‌ها ارائه دهند. بنابراین، امنیت کنتورهای هوشمند به‌عنوان یکی از مهم‌ترین جنبه‌های شبکه‌های هوشمند، ضروری است و باید از طریق روش‌های مختلف تقویت شود تا امکان دسترسی غیرمجاز و تغییر در داده‌ها به حداقل برسد. این پایان‌نامه به بررسی و ارائه راهکاری برای افزایش امنیت در کنتورهای هوشمند می‌پردازد. روش پیشنهادی این تحقیق مبتنی بر محیط اجرایی امن و گواهی از راه دور است که هدف اصلی آن تضمین صحت و امنیت داده‌های منتقل‌شده بین کنتور هوشمند و سرور مرکزی می‌باشد. این رویکرد به‌گونه‌ای طراحی شده است که از هرگونه دستکاری یا دسترسی غیرمجاز به داده‌ها جلوگیری کرده و اطمینان حاصل کند که اطلاعات به‌صورت ایمن و معتبر انتقال می‌یابند.
در این روش، ابتدا داده‌های ضروری که کنتور هوشمند برای ارتباط با شبکه هوشمند نیاز دارد، به‌صورت ساختار یافته در یک درخت مرکل ذخیره می‌شوند. درخت مرکل یک ساختمان داده است که امکان بررسی صحت و اصالت داده‌ها را با هزینه محاسباتی پایین فراهم می‌کند. هر برگ این درخت نمایانگر یک داده خاص از کنتور هوشمند است و این روش قابلیت پشتیبانی از تعداد زیادی برگ را دارد، که نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری آن است. پس از تشکیل درخت مرکل، ریشه این درخت که حاصل چندین مرحله درهم‌ریزی و رمزنگاری است، این ریشه به‌عنوان داده‌ی حساس که نماینده‌ی تمامی داده‌های موجود در درخت است نقش کلیدی در فرآیند گواهی از راه دور را ایفا می‌کند. در این فرآیند، کنتور هوشمند با استفاده از این ریشه و داده‌های دیگر مرتبط، یک گواهی رمزنگاری‌شده ایجاد می‌کند که به سرور ارسال می‌شود. سرور با استفاده از این گواهی و مقایسه آن با داده‌های مرجع، صحت و اصالت داده‌های کنتور را تایید می‌کند. این فرآیند گواهی از راه دور تضمین می‌کند که هیچ‌گونه تغییر یا دستکاری غیرمجاز در کنتور صورت نگرفته و اطلاعات به‌صورت امن منتقل شده‌اند. این روش، به طور مؤثری امنیت شبکه‌های هوشمند را ارتقا می‌دهد و می‌تواند به‌عنوان یک راهکار عملی برای حفاظت در سیستم‌های مبتنی بر کنتورهای هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.