基于群簽名的智能電網(wǎng)用電量統(tǒng)計及電費的繳納方案.pdf

1、智能電網(wǎng)(Smart grid)是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的下一代電網(wǎng)，它通過綜合應用多種先進技術(shù)，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。智能電網(wǎng)致力于將公共能源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為靈活的、智能的能源公共設(shè)施，這種提升的基本在于從細節(jié)上對整個網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和各個利益相關(guān)方能源消耗的實時監(jiān)控，并以此來達到可以實施能源的控制，更加靈活的計費過程以及各種增值服務(wù)。
　　智能電網(wǎng)在運營和管理方

2、式上的巨大變革也為電網(wǎng)安全帶來了新的挑戰(zhàn)，尤其是用戶的隱私保護問題。在消費者端，傳統(tǒng)的機械電表被智能電表取代。電網(wǎng)運營商通過向智能電表收集周期性的、高密度的用戶用電數(shù)據(jù)，一方面用于統(tǒng)計用電負荷，另一方面，為可動態(tài)調(diào)整電價情況下的計費提供支持。但是頻繁的用電數(shù)據(jù)上報對用戶的隱私安全造成極大的威脅，攻擊者可能對用電數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，獲取到用戶的活動狀態(tài)、作息規(guī)律和生活習慣等隱私信息。
　　本文對智能電網(wǎng)在國內(nèi)外的發(fā)展概況，安全問題以

3、及解決方案進行了詳細的介紹。針對他們的不足，提出了兩個基于群簽名的智能電網(wǎng)的電表實時數(shù)據(jù)采集及動態(tài)計費方案。本文的主要研究成果如下:
　?、艑χ悄茈娋W(wǎng)的概念及其在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，對智能電網(wǎng)面臨的安全威脅，尤其是用戶隱私泄漏問題及針對該問題的解決方案做了總結(jié)。
　　⑵對國內(nèi)外現(xiàn)有的智能電網(wǎng)用戶隱私保護方案進行了分析。發(fā)現(xiàn)大部分方案都無法在滿足保護用戶隱私前提下，同時具備用戶實時用電數(shù)據(jù)采集和動態(tài)計費兩項需求。因此本

4、文提出了一個基于批量驗證群簽名的用戶實時用電數(shù)據(jù)采集和動態(tài)計費方案，該方案使用了批量驗證的群簽名算法和動態(tài)加密算法，解決了在有效保護用戶隱私安全前提下，如何實現(xiàn)實時用電數(shù)據(jù)的采集及動態(tài)計費問題。
　?、强紤]未來能源提供商與服務(wù)提供商有可能分離的情況，在前一個方案的基礎(chǔ)上提出了基于可連接性的短群簽名的實時用電數(shù)據(jù)采集和動態(tài)計費方案。該方案采用了同態(tài)加密算法和具有連接性的短群簽名算法，在能源提供商與服務(wù)提供商分離的前提下，解決了用戶實