[發明專利]一種智能電網中支持容錯及抗差分攻擊的聚合方法及系統

有效

• 申請號: 201510012176.3
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104580061B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 鮑海勇;陸榮幸
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L29/00
• 分類號: H04L29/00;H04L9/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種智能電網中支持容錯及抗差分攻擊的聚合方法，其特征在于該方法由安裝在用戶中的智能電表實時記錄并匯報用戶的用電量；由控制中心負責收集、處理和分析各用戶的實時用電量數據，并提供可靠的智能服務；由具有數據聚合功能和中繼功能的網關負責聚合住戶區中各用戶提交的用電量數據，并負責控制中心和用戶之間的數據傳輸；由可信中心負責管理整個系統，具體步驟如下：

（1）系統初始化模塊

1）可信中心根據輸入的安全參數，運行系統初始化算法，獲得參數，其中為安全素數，為介循環群，并且上的離散對數問題在計算上不可行；

2）可信中心選擇密碼學意義上安全的哈希函數，其中；

3）可信中心進行以下操作，向每個用戶和控制中心發布秘密信息：

可信中心為每個用戶選擇隨機數，并將分配給用戶，作為其秘密信息；

可信中心計算，滿足；

可信中心將分配給控制中心，作為其秘密信息；

4）可信中心公開；

（2）數據聚合請求模塊

系統協同如下數據匯報時間點：，在數據匯報時間點，控制中心執行以下操作，發起數據聚合請求：

1）隨機選擇，并計算；

2）將發送給網關；

（3）數據聚合請求中繼模塊

網關接收到以后，將其轉發給每一個用戶；

（4）用戶數據匯報模塊

每個用戶在時間點，執行以下操作，將用電量匯報給網關：

1）計算；

2）計算的密文如下：

；

；

3）至少找到另外1個以上的其它用戶進行合作，將各自的和進行預先數據聚合，并將聚合以后的數據發送給網關；

（5）安全數據聚合模塊

假設和是相差一個用戶的兩個集合，每個用戶在任意兩個相鄰數據匯報時間點內的最大用電量為，

則成立，也就是說差分隱私系統的敏感度函數為；

如果所有個用戶正常匯報數據，網關執行下面的操作：

1）將接收到的所有進行聚合：；

2）隨機選擇符合對稱幾何分布的噪音；

3）計算最終的聚合數據；

4）將匯報給控制中心；

如果一些用戶故障，網關執行下面的操作：

1）對接收到的進行聚合：

；

2）隨機選擇符合對稱幾何分布的噪音；

3）計算最終的聚合數據；

4）對輔助密文進行聚合：；

5）將和通過網關，匯報給控制中心；

（6）聚合數據恢復模塊

如果所有個用戶正常匯報數據，控制中心執行下面的操作：

1）計算；

2）計算；

3）計算基于為底的對數，從而恢復出用戶包含噪音信息的聚合用電量；

如果一些用戶故障，控制中心執行下面的操作：

1）計算

2）類似于所有個用戶正常匯報數據，恢復出正常匯報數據用戶的，包含噪音信息的聚合用電量。