本文關鍵詞：隱私保護的智能電網(wǎng)多維數(shù)據(jù)聚合方案研究與實現(xiàn)

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【摘要】：信息科技時代的到來,促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展,使人們的生活水平得到了極大的提升,同時每戶用電量逐年遞增。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已不能滿足人們日益漸增的用電需求,智能電網(wǎng)應運而生。智能電網(wǎng)作為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)和現(xiàn)代信息技術,通信技術,計算機技術高度集成的新型電網(wǎng),不僅滿足不同用戶的用電需求,而且使得電力供應商的操作和管理更加便捷。但是處于初步發(fā)展階段的智能電網(wǎng),在數(shù)據(jù)安全和隱私保護方面仍然面臨著很多的挑戰(zhàn)�，F(xiàn)有的隱私保護的數(shù)據(jù)聚合方案,雖然在一定程度上解決了隱私保護問題,但存在數(shù)據(jù)轉發(fā)安全性差、為運營商提供的信息有限等缺點。本文根據(jù)智能電網(wǎng)面臨的隱私安全問題,利用群簽名和Paillier加密的同態(tài)技術,在保護用戶身份隱私及數(shù)據(jù)隱私的同時,有效完成多維數(shù)據(jù)聚合,為服務運營商提供了更多有效的用戶信息,主要工作內容如下:第一,利用群簽名,Paillier同態(tài)加密技術,在保護用戶身份隱私及數(shù)據(jù)隱私的前提下,操作中心可以獲得更多有效的用戶信息。操作中心通過分析聚合數(shù)據(jù),可以得到精確的用戶信息,包括用戶耗電總量、階梯用電量和階梯用戶數(shù)。通過這些有效信息,操作中心制定出合理的階梯電價,有效調節(jié)電力資源,使區(qū)域用電量達到負載平衡,為節(jié)能減排作出一定的貢獻。第二,實現(xiàn)了用戶身份隱私以及數(shù)據(jù)隱私的保護。合法區(qū)域用戶的實時耗電量信息在智能電表端經(jīng)過加密及簽名后,發(fā)送給區(qū)域管理中心,區(qū)域管理中心利用群簽名確認用戶的合法身份后,并不對用戶數(shù)據(jù)進行解密處理,而是直接將用戶數(shù)據(jù)聚合結果發(fā)送給操作中心。在整個數(shù)據(jù)傳送過程中,用戶的身份信息和數(shù)據(jù)不會泄露,實現(xiàn)了區(qū)域用戶身份和數(shù)據(jù)隱私保護。第三,實現(xiàn)了用戶身份的認證性和可追蹤性。在用戶身份認證過程中使用一個特定的群簽名算法,使得區(qū)域管理中心只能確認用戶是區(qū)域中合法成員,不能得到具體的身份信息。如果區(qū)域管理中心對用戶的認證失敗,會請求可信中心完成用戶的身份認證。隨后,可信中心公布攻擊者的身份信息,實現(xiàn)了惡意用戶的身份追蹤。
【關鍵詞】：智能電網(wǎng) 隱私保護 群簽名 Paillier加密 階梯電量
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP309;TM76
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景15-17
• 1.2 智能電網(wǎng)隱私保護17-19
• 1.2.1 智能電網(wǎng)面臨的完全威脅17-18
• 1.2.2 智能電網(wǎng)中的用戶安全分析18-19
• 1.3 相關研究進展19-20
• 1.4 本文研究內容20-21
• 1.5 本文章節(jié)安排21-23
• 第二章 基礎知識23-31
• 2.1 相關數(shù)學知識23-25
• 2.1.1 群論23
• 2.1.2 有限域23-24
• 2.1.3 大數(shù)分解問題24
• 2.1.4 離散對數(shù)問題24-25
• 2.1.5 CDH問題25
• 2.2 同態(tài)加密25-26
• 2.2.1 同態(tài)加密基礎知識25
• 2.2.2 Paillier密碼體制25-26
• 2.3 Hash函數(shù)26-27
• 2.4 群簽名27-28
• 2.5 ElGamal數(shù)字簽名方案28-29
• 2.6 本章小結29-31
• 第三章 隱私保護的智能電網(wǎng)多維數(shù)據(jù)聚合方案31-45
• 3.1 方案概述31-35
• 3.1.1 系統(tǒng)模型31-33
• 3.1.2 安全需求33-34
• 3.1.3 設計目標34-35
• 3.2 多維聚合方案的具體實現(xiàn)35-41
• 3.2.1 系統(tǒng)初始化35-37
• 3.2.2 用戶數(shù)據(jù)采集37-38
• 3.2.3 隱私保護的區(qū)域聚合38-39
• 3.2.4 聚合數(shù)據(jù)分析39-41
• 3.3 安全性分析41-42
• 3.3.1 用戶數(shù)據(jù)的匿名性41
• 3.3.2 用戶數(shù)據(jù)的正確性41-42
• 3.3.3 用戶聚合數(shù)據(jù)的認證性42
• 3.3.4 用戶身份的匿名性和可追蹤性42
• 3.4 性能分析42-44
• 3.5 本章小結44-45
• 第四章 方案實現(xiàn)與性能分析45-65
• 4.1 系統(tǒng)總體設計45-53
• 4.1.1 可信中心端46-47
• 4.1.2 智能電表端47-49
• 4.1.3 區(qū)域管理中心端49-51
• 4.1.4 操作中心端51-53
• 4.2 系統(tǒng)功能測試53-59
• 4.2.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境53
• 4.2.2 系統(tǒng)測試53-59
• 4.3 方案性能評估59-62
• 4.4 本章小節(jié)62-65
• 第五章 總結與展望65-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-73
• 作者簡介73-74

【相似文獻】

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