Uporaba samoupravnih identitet za varno upravljanje prožnosti na strani povpraševanja v pametnih omrežjih

MENEGATTI, ANDRAŽ (avtor), Sedlar, Urban (mentor), Gabrijelčič, Dušan (komentor)

Današnji energetski sistemi se usmerjajo proti obnovljivim in razpršenim virom energije. V sisteme so neposredno vključeni končni uporabniki in njihove naprave, kar povečuje kompleksnost sistema in zmanjšuje zmogljivost nadzora nad proizvodnjo. Rešitev za zagotavljanje ravnotežja energetskih sistemov v vsakem trenutku dneva je prožnost na strani povpraševanja (angl. demand-side flexibility), ki uporabnikom omrežja omogoča spreminjanje vzorcev porabe in proizvodnje na podlagi stanja sistema. Učinkovito upravljanje in nadzor omogočajo pametna omrežja in tehnologije interneta stvari (IoT). Sistemi upravljanja prožnosti na strani povpraševanja vključujejo končne uporabnike in občutljive podatke, do katerih dostopajo druge sistemske entitete. V magistrskem delu skušamo varnostnim zahtevam sistema za upravljanje prožnosti na strani povpraševanja zadostiti s koncepti samoupravne identitete (angl. self-sovereign identity). Samoupravna identiteta ustvarjanje in upravljanje digitalne identitete pomika proti uporabniku, ki ima popoln nadzor nad svojo identiteto in svojimi osebnimi podatki. V delu najprej pregledamo varnostne vidike sistemov interneta stvari in sistemov upravljanja prožnosti na strani povpraševanja. Nato sledi pregled konceptov samoupravne identitete. Definirani so primeri uporabe, na podlagi katerih so določene zahteve za integracijo tehnologije samoupravne identitete v sistem upravljanja prožnosti na strani povpraševanja. V nadaljevanju je razvita prototipna implementacija tehnologije samoupravne identitete, ki je v obliki varnostnega modula integrirana z obstoječim sistemom za upravljanje z napravami IoT, s souporabo digitalnih potrdil X.509 in protokola TLS. Rešitev je ovrednotena s primerjavo z zahtevami, določenimi v začetnih korakih. Rezultat magistrskega dela je razširljiv sistem, v katerem je s koncepti samoupravne identitete omogočeno upravljanje identitet, vzpostavljanje varnih komunikacijskih kanalov, vzpostavljanje zaupanja, avtorizacija za dostop do sistemskih virov in nadzor dostopa glede na pooblastila v obliki preverljivih poverilnic.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: samoupravna identiteta, SSI, pametno omrežje, upravljanje prožnosti na strani povpraševanja, internet stvari
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2025
• PID: 20.500.12556/RUL-173792
• COBISS.SI-ID: 257931267
• Datum objave v RUL: 23.09.2025

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: The Use of Self-Sovereign Identities for Secure Management of Demand-Side Flexibility in Smart Grids

Izvleček

Modern energy systems are increasingly shifting towards renewable and decentralized energy sources. End users and their devices are directly integrated into these systems, which increases their complexity and reduces the ability to monitor and control energy production. A key solution for maintaining the balance of energy systems at all times is demand-side flexibility, which enables network users to adjust their consumption and production patterns based on the current state of the system. Effective management and control are supported by smart grids and Internet of Things (IoT) technologies. Demand-side flexibility management systems involve end users and sensitive data that is accessed by other system entities. In this master's thesis, we address the security requirements of such systems using the concepts of self-sovereign identity (SSI). SSI shifts the creation and management of digital identity towards the user, granting them full control over their identity and personal data. The thesis begins by reviewing the security aspects of IoT systems and demand-side flexibility management. An overview of SSI concepts follows this. Based on defined use cases, we determine the requirements for integrating SSI technology into a demand-side flexibility management system. Subsequently, a prototype implementation of SSI technology is developed and integrated, in the form of a security module, with an existing IoT device management system. This integration includes the use of X.509 digital certificates and the TLS protocol. The solution is evaluated against the requirements defined in the initial stages. The result of the thesis is a scalable system in which identity management, secure communication, trust establishment, authorization to access system resources, and access control based on verifiable credentials are enabled through the use of SSI concepts.

• Ključne besede: self-sovereign identity, SSI, smart grid, demand-side flexibility management, Internet of Things