随着智能电网概念的提出,变电站从数字变电站逐步向智能变电站方向转变,智能化、网络化、集成化是智能变电站区别于其他时期变电站的显著特点。智能变电站在智能电网中担任着数据转换中心和控制命令发号者的角色,是实现电网调度、控制与保护等一系列行为中的重要环节,所以智能变电站网络通信系统中,报文能否安全实时传输显得尤为重要。互联网技术的飞速发展,黑客恶意破坏网络系统安全现象时有发生,变电站中的数据传输同样也面临着诸如窃听、假冒、篡改和抵赖等安全威胁,而目前应对安全问题的保护措施不能达到相应的传输要求。为解决这些问题,论文通过对报文传输要求的研究,结合美国变电站通信组织发布的IEC 61850与IEC 62351变电站通信标准中对报文安全传输提出的保障措施,在FPGA开发环境下采用Verilog硬件语言设计出了一种适用于智能变电站报文传输的高效低延迟GCM加密认证系统,以保障智能变电站报文能够安全有效的传输到目的地。论文在研究分析GCM加密认证系统原理以及其加密和认证两个核心内容的基础上,构建智能变电站通信传输系统的整体框架。在通信网络加密系统中采用AES加密算法保障智能变电站报文的保密传输,结合混沌密码学,优化加密分组密码系统中的密钥管理及分配方式,采用M序列扰动logistic混沌作为AES加密系统的密钥发生器,提高加密空间与加密系统的安全性,并分别利用Quartus和ModelSim软件进行综合仿真,验证加密系统的可行性和正确性；在通信网络认证系统中采用GHASH认证技术保障智能变电站报文传输的完整传输,采用并行架构高速实现伽罗华域Arash乘法器,在系统中Hq参数采用2的倍数次,减少预处理时间,以达到高效的并行实现目的,并分别通过Quartus和ModelSim软件进行综合仿真,验证认证系统的正确性。论文根据整体硬件架构,在FPGA开发环境下完成对GCM加密认证系统的仿真验证,证明了该系统的正确性。同时根据综合报告结果得出GCM加密认证系统的吞吐率为11.29Gbps,进而计算出GCM系统的最大传输耗时时间理论值为1.078微秒,能够满足GOOSE报文4ms的最小传输时间,符合实时性要求。最后在FPGA平台上实现了AES加密系统的硬件验证,证明AES加密系统的可行性,并可以抵抗对报文保密性的攻击,提高了智能变电站通信网络的安全性能。