随着电力系统的信息化程度不断提高,电力系统中信息的安全、保密以及可靠性等问题的重要性日益突出。在当前的电力系统通信中,通信协议并没有对信息的发起者进行身份认证的机制,潜在的安全隐患很多。因此,研究设计出合理安全的电力系统通信机制,保证电力系统安全通信具有重要的意义。在充分调研和分析当今电力系统安全通信现状的基础上,本文通过对分布式网络协议DNP3.0以及IEC62351安全认证协议的分析,以及实现该规约所涉及到对称加密算法AES128、非对称加密算法RSA、伪随机数生成算法、SHA算法以及密钥管理技术,基于挑战-响应(Challenge-Response)机制,设计一种通信安全认证系统,主站(从站)可以确定其正在通信的从站(主站)的合法性,处理通信过程中欺骗、穷举法攻击、重放以及秘钥泄露等威胁,设计了主站和从站通信模型,并用C语言实现相关协议,包括DNP3.0规约的实现、IEC62351规约的实现、伪随机数生成算法gsl_rng_mrg的实现。对已有的加密算法AES128和RSA算法进行移植。并对本协议的安全性和实用性进行了研究分析。最后,根据以上设计内容实现的代码,结合硬件终端T60MC-V2.1调试,最终实现了次设计的基本要求:1.DNP3.0从站可以验证要获得服务的用户的合法性。2.DNP3.0主站可以确定与之通信从站的合法性。该规约能处理的威胁主要包括欺骗、篡改、重放、密钥泄漏等。