所属领域： A 电子信息技术
技术成果简介
智能电网在传统电网系统的基础上引入了一些新兴的信息技术，如云计算、人工智能、密码学等，在传统的电能传输网之上建立了一个高级电能测量基础设施（AMI），用于双向传输电网用户的电能消费数据和智能电网控制中心反馈的控制指令、电价信息等。在采用各种信息技术对用户电能消费数据进行采集和传输的同时，智能电网也引入了各种安全威胁。除了这些安全威胁以外，由于智能电网系统中用户量大、数据密度高、高频数据采集与传输、对实时性要求高等特点，如何设计一个高效可验证的数据聚合分析方法是一个关键的问题。针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种智能电网中抗密钥泄露的加密数据聚合的统计分析方法，每一个用户区域由一个雾节点负责，雾节点充当数据聚合网关和数据中继器的角色，来自本用户区域的智能电表发送的用户电能消费数据由雾节点进行第一次聚合得到雾级聚合密文，并对雾级聚合密文进行签名，然后将雾级聚合密文和签名信息发送到云服务器上进行存储；云服务器将不同用户区域的聚合密文数据和签名信息存储在数据库中，并向智能电网系统的控制中心提供数据查询、统计、分析服务，云服务器能够在不破坏任何单个用户的隐私的前提下向控制中心提供足够的信息，使得控制中心利用这些信息能够计算出指定用户区域中所有用户用电数据的和、平均值和方差。
技术成果前景
（1）本发明采用抗密钥泄露的同态加密算法对数据进行加密，智能电表使用控制中心的公钥产生密文的过程中采用随机盲化技术，即便控制中心的私钥在某些特殊情况下泄露，也不会导致单个密文在整个智能电网系统中被解密，可有效实现用户隐私和数据机密性保护；（2）本方明设计了一个轻量级的批量数据完整性验证技术，使得控制中心可在常量时间复杂度内验证请求的所有加密聚合数据的完整性，而与所请求的区域个数和区域中智能电表的个数无关，可有效确保整个智能电网系统加密数据的完整性；（3）本方明可以为控制中心提供灵活的数据统计分析查询能力，控制中心或者服务提供商能够选择性地指定感兴趣的用户区域范围，即能够向云服务器指定一个任意的用户区域索引子集用于统计分析；同时，云服务器能够在不破坏任何单个用户的隐私的前提下向控制中心提供足够的信息，使得控制中心利用这些信息能够计算出指定用户区域中所有用户用电数据的和、平均值和方差；（4）本发明在智能电网用户量与通信数据量很大的情况下，控制中心只需恒定计算量就可以快速验证加密聚合数据的完整性，从而实时地进行加密数据统计分析；（5）本发明的智能电网中抗密钥泄露的加密数据聚合的统计分析方法基于雾计算架构，利用部署在网络边界的雾结点服务器和云服务器缓解业务系统的计算和存储压力。
