随着近年来信息技术和物联网的快速发展,工业开始从自动化向智能化和网络化转变,信息化与工业化结合成为未来工控产业发展的必然趋势,随之,工控系统的安全隐患也在逐步增加。电力系统中应用了大量获取数据的技术以及通信设备,容易被恶意的攻击者利用,对国家造成不可挽回的损失。因此,开放式网络环境下的电力系统数据安全传输成为当前电力安全领域的重要研究方向之一。密码学中的数字签名作为保证信息安全最直观有效的技术手段,在当前网络安全防护中具有重要作用。本文主要对可证明安全的聚合签名方案及其应用进行研究,主要研究内容包括提出一个可证安全的聚合短签名方案,设计了一种面向变电终端数据安全传输的聚合签名认证协议,并对协议进行实现。具体来说,主要研究成果如下:1.从聚合签名的本质出发,构造了一个基于双线性对和CDH困难问题的高效聚合短签名方案,并在随机预言机模型下证明了签名存在性不可伪造。该聚合签名方案中引入了组的概念,令同组的数据进行聚合,确保某个密钥泄露也不会影响其他组的签名。此外,签名验证时只需进行3次双线性对运算,签名长度较短。方案结合了聚合签名和短签名的优势,适用于带宽受限、计算资源有限、需要大量验证的环境中。2.本文在聚合签名方案的基础上设计了数据安全传输协议,通过bouncycastle库将其实现,并给出了协议实现的关键源码。协议能够应用于多个变电终端数据采集系统中,确保电力数据在网络传输中的正确性和完整性。