Por que Precisamos de Redes Inteligentes deAbastecimento e Distribuição com Segurança e

Privacidade?

SBPC 2018

Dr.-Ing. Fábio Borges de Oliveira

Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)Coordenação de Tecnologia da Informação e Comunicação (CoTIC)

Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 2/41

Smart Metering Projects MapGoogle Maps

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 3/41

Pipelines for GoodsTransportes automatizados de mercadorias

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 4/41

Transportes automatizadosTerrestres

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 5/41

Transportes automatizadosAéreos

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 6/41

Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 7/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procuraI 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investiga

sabotagem em BauruI 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela greve

dos caminhoneiros, em SCI Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinam

conversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve dos

caminhoneiros, diz Abegás

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e diesel

I 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta decombustível por alta procura

I 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investigasabotagem em Bauru

I 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela grevedos caminhoneiros, em SC

I Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinamconversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)

I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve doscaminhoneiros, diz Abegás

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procura

I 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investigasabotagem em Bauru

I 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela grevedos caminhoneiros, em SC

I Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinamconversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)

I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve doscaminhoneiros, diz Abegás

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procuraI 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investiga

sabotagem em Bauru

I 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela grevedos caminhoneiros, em SC

I Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinamconversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)

I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve doscaminhoneiros, diz Abegás

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Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procuraI 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investiga

sabotagem em BauruI 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela greve

dos caminhoneiros, em SC

I Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinamconversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)

I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve doscaminhoneiros, diz Abegás

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procuraI 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investiga

sabotagem em BauruI 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela greve

dos caminhoneiros, em SCI Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinam

conversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)

I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve doscaminhoneiros, diz Abegás

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Notícias no Caos em Maio de 2018Desabastecimento

I Dia 24, Greve de caminhoneiros gera desabastecimento peloBrasil

I 28 às 12:35, Abastecida por trem, Bauru tem gasolina e dieselI 28 às 21:02, Mesmo abastecida por trens, Bauru tem falta de

combustível por alta procuraI 29, 15:38, Trem com combustível descarrila e polícia investiga

sabotagem em BauruI 30, Fornecimento de gás natural não foi afetado pela greve

dos caminhoneiros, em SCI Jun. 1, Preço alto de combustíveis e greve turbinam

conversão para gás veicular (+50% de Kit Gás)I Jun. 5, Consumo de GNV cresce em maio com greve dos

caminhoneiros, diz Abegás25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 8/41

Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 9/41

Desfazendo

[xkcd]

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Tesla X

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CRT

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LCD

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CRT vs LCD

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Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 15/41

Non-smart Grid

Fornecedore

Medidores

...

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 16/41

Non-smart Grid

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 17/41

Non-smart Grid

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 18/41

Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 19/41

Getting SmartColetando por Ano

Fornecedor

Medidores

...

Anol: 2015

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 20/41

Getting SmartColetando por Ano

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 21/41

Getting SmartColetando por Ano

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 22/41

Getting SmartColetando por Ano

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 23/41

Getting SmartColetando por Rodada

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 24/41

Getting SmartColetando por Rodada

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 25/41

Getting SmartColetando por Rodada

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 26/41

Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 27/41

O Problema da Privacidade

[NIST] [GJL12]

EU - Official Journal L No.31580% of households equipped with smart meters by 2020 in EU

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 28/41

O Problema da Privacidade

[NIST] [GJL12]

EU - Official Journal L No.31580% of households equipped with smart meters by 2020 in EU

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Necessidade de CriptografiaInterceptando Todas as Mensagens

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

m1,j

m2,j

m3,j

mi,j

m ı ,j

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 29/41

Necessidade de CriptografiaInterceptando Todas as Mensagens

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

m1,j

m2,j

m3,j

mi,j

m ı ,j

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 29/41

Necessidade de CriptografiaInterceptando Todas as Mensagens

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

m1,j

m2,j

m3,j

mi,j

m ı ,j

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 29/41

Necessidade de Agregação

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

Enc(m1,j )

Enc(m2,j )

Enc(m3,j)

Enc(mi,j)

Enc(m ı ,j)

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 30/41

Necessidade de Agregação

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

Enc(m1,j )

Enc(m2,j )

Enc(m3,j)

Enc(mi,j)

Enc(m ı ,j)

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 30/41

Necessidade de Agregação

Fornecedor

Medidores

...

Round: j

Enc(m1,j )

Enc(m2,j )

Enc(m3,j)

Enc(mi,j)

Enc(m ı ,j)

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O que o fornecedor precisa?Consumo Consolidado versus Faturamento

Rodada 1 2 · · · Fatura

Meter 1 m1,1 m1,2 · · · m1,

∑j=1

m1,j

Meter 2 m2,1 m2,2 · · · m2,

∑j=1

m2,j

......

... . . . ......

Meter ı m ı ,1 m ı ,2 · · · m ı ,

∑j=1

m ı ,j

Consolidadoı∑

i=1mi ,1

ı∑i=1

mi ,2 · · ·ı∑

i=1mi , =

7 3

PPPs apenas funcionam com grandes agregações.

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 31/41

O que o fornecedor precisa?Consumo Consolidado versus Faturamento

Rodada 1 2 · · · Fatura

Meter 1 m1,1 m1,2 · · · m1,

∑j=1

m1,j

Meter 2 m2,1 m2,2 · · · m2,

∑j=1

m2,j

......

... . . . ......

Meter ı m ı ,1 m ı ,2 · · · m ı ,

∑j=1

m ı ,j

Consolidadoı∑

i=1mi ,1

ı∑i=1

mi ,2 · · ·ı∑

i=1mi , =

7 3

PPPs apenas funcionam com grandes agregações.

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AgregaçãoCriptografia Homomórfica

Cj =ı∏

i=1Enc (mi,j) = Enc

(ı∑

i=1mi,j

)Agregação

Medidores

...Fornecedor

Enc(m1,j )

Enc(m2,j)

Enc(m3,j)

Enc(m i,j)

Enc(m ı ,j)

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AgregaçãoCriptografia Homomórfica

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AgregaçãoCriptografia Homomórfica

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PerformanceCorrida de Protocolos

Telecooperation Smart Grids

Smart Meters Efficient Protocols

PPP1

PPP2

PPP3

EPPP4SMS

LOP

Paillier

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PerformanceCorrida de Protocolos

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PerformanceCorrida de Protocolos

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Tópicos

Redes de Fornecimento (Smart Grids)

Por que Precisamos?

O Problema da Eletricidade

Rede Antiga

Rede Inteligente

Segurança e Privacidade

Conclusões

25/Jul/2018 – LNCC – CoTIC – SBPC – TU Darmstadt – FB – 38/41

Conclusões

I Sustentabilidade

I SegurançaI Privacidade

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Conclusões

I SustentabilidadeI Segurança

I Privacidade

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Conclusões

I SustentabilidadeI SegurançaI Privacidade

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Obrigado!

Todas as sugestões são bem-vindas!Contato: borges@lncc.br

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Bibliography I

Ulrich Greveler, Benjamin Justus e Dennis Löhr. Identifikation vonvideoinhalten über granulare stromverbrauchsdaten. Em Neeraj Suri eMichael Waidner, editores, Sicherheit, volume 195 de LNI,páginas 35–45. GI, 2012.

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