近年来,不可再生资源逐渐枯竭,能源需求量不断的增长,如何在节约能源、保护环境的前提下提供不间断的电力服务成为了一个难题。为了解决这个难题,传统电网转变成为了一种现代化电气网络,这种现代化电气网络便是我们所熟知的智能电网,智能电网需要复杂的双向通信基础设施来维持智能组件之间的电力流动。其中,高级量测体系又是智能电网的重要组成部分,它用于用户和电力公司之间的双向通信,高级量测体系又包含了智能电表、数据收集器、高级量测体系前端等。信息安全问题随着智能电网的广泛部署而日益凸显,信息安全是高级量测体系可靠运行的基础,由于网络环境复杂多变,使得攻击者可以针对协议中的漏洞来进行攻击,从而非法获取信息,因此为了保障智能电网环境下各设备及系统之间的数据安全,近年来提出了许多应用在智能电网中的密钥协商协议。本文将围绕智能电网环境下智能电表和高级量测体系前端之间的通信提出两种认证与密钥协商技术。具体工作如下所述:（1）针对现有智能电网环境下的密钥协商协议进行了攻击,Mohammadali等人在2018年发表了一种应用于高级量测体系的密钥协商方案,经过分析和研究,他们的方案存在一些漏洞,这些漏洞使他们的方案容易受到内部人员特权攻击、模拟攻击,并且他们的方案缺乏匿名性。（2）针对Mohammadali等人方案中的漏洞,并结合智能电网具体环境,本文将提出两种新的方案来弥补这些缺陷,方案一为基于智能卡的匿名认证密钥协商方案,方案二为无需智能卡的匿名认证密钥协商方案。并对这两种方案应用非正式安全分析与正式安全分析证明了安全性。正式安全分析将采用BAN逻辑与随机预言模型,并使用Pro Verif软件验证了安全性,证明了方案是可靠的。（3）对所提出的协议和其他几个现有协议的计算成本和通信成本进行了比较总结,比较发现所提出的两种方案在弥补了现有方案缺陷的同时,均能够在现有大多数攻击手段下保证协议的安全性,并具有一定的计算和通信成本上的优势。