作为下一代电网,智能电网是一个集通信、传感、控制、计算和自动化于一体的具有双向电流与信息流的网络,其具有分布在不同区域的各种智能传感设备,例如安装在用户家中的智能电表,位于变电站的智能电子设备,以及部署在室外的电力传输监控设备等。智能电网系统中存在各种不同角色的用户,他们对电网中的设备或资源具有不同的访问需求,例如普通用户需要访问家中的智能电表以便对家中用电设备进行管理,电力公司员工需要访问智能传感器获取数据,设备维护人员需要访问设备修复设备故障等。与只传输信息的一般网络相比,智能电网具有更高的可靠性和安全性要求,在复杂的自然环境和通信环境下,细粒度控制不同角色对不同类型设备的访问尤为重要。本文主要针对智能电网多角色用户、多种类设备及复杂的环境,设计认证、授权和访问控制的综合方案。首先,利用时间属性,构建了一个时限属性密码方案,然后融合此方案和多因子认证技术设计了一个可靠的集成用户认证、授权和访问控制的综合方案。该方案的优势有:(1)高效的用户权限管理,通过时间属性的运用,控制中心为用户颁发的授权票据具有时间期限,过期后用户将无法再访问设备。(2)离线访问控制,在控制中心离线的情况下,设备可以正常进行访问控制。其次,在第一个方案的基础上,根据智能电网层次化的系统结构,对系统中实体的身份属性进行层次化管理,上层管理者可为下级委托密钥。设计出一个层次化的认证、授权和访问控制方案。本方案除了第一个方案的优势以外,还解决了控制中心的瓶颈问题,利用密钥委托将设备的密钥交给下层管理者生成,大大减轻了控制中心的计算强度,避免控制中心成为系统瓶颈。最后,证明了两个方案的安全性,并通过性能分析证明了本方案对智能电网系统具有一定的应用价值。