高级量测体系是智能电网的重要组成部分,它连接着用户和电力公司,被看作是智能电网的第一步。高级量测体系通过安全、可靠的通信网络实现用户与电力公司之间的测量数据和指令数据的双向交换,以此来有效实施互动用电。在高级量测体系中,一方面,智能电表采集大量数据上传到电力公司,这些数据包括各类电能数据和用户的预付费信息等,如果这些数据泄露就会暴露个人用户的用电规律和生活习惯等隐私信息。另一方面,电力公司向智能电表发送远程控制信息和电价信息等,这些信息遭到篡改会造成智能电表执行错误的指令,不能进行正常的测量工作。因此,如何在不泄露个人用户信息和用户用电信息的情况下,对一个区域的用电量进行监控是高级量测体系信息单播上传过程中需要重视的问题。而能够确保智能电表接收到正确的指令信息,并保证接收信息的智能电表的身份不被泄露成为高级量测体系中下传信息多播传输过程中面临的安全挑战。本文针对以上问题主要研究了高级量测体系中的数据安全与隐私保护方案,完成了以下几个方面的工作:首先,针对高级量测体系中智能电表上传数据存在隐私泄露的问题,设计了一种安全的单播数据上传方案。该方案采用无证书聚合签密算法,保护了智能电表上传数据的机密性,完整性以及不可伪造性。该方案在具体的执行过程中不使用复杂的运算,可以应用在智能电表等计算资源有限的设备中。其次,针对高级量测体系中对智能电表的远程控制指令、电价等下传信息的机密性、完整性等安全问题,设计了一种多播下传信息安全传输方案,该方案采用无证书多接收者签密实现下传信息安全传输,并给出了该方案的具体实现过程。理论上证明了该方案既可以保证电力公司下传信息的机密性,完整性以及不可伪造性,又可以使得接收指令、电价等信息的智能电表的身份不能够被泄露。最后,通过效率对比和相关的实验,分析了本文设计的签密方案在签密阶段和解签密阶段的计算效率和运行时间,结果表明方案可以满足测量数据上传和控制命令下传的时间性能要求。