智能電網(wǎng)下保護用戶隱私的無證書環(huán)簽密方案

張少敏, 趙乙橋, 王保義

(華北電力大學控制與計算機工程學院, 河北省保定市 071003)

0 引言

智能電網(wǎng)是一種典型的信息物理融合系統(tǒng)[1],它將計算系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡和電力系統(tǒng)的物理環(huán)境融為一體,形成一個實時感知、動態(tài)控制與信息服務融合的多維異構復雜系統(tǒng)[2]。該系統(tǒng)中安裝有大量的智能電網(wǎng)終端,它們實時采集用戶用電信息并通過先進的通信網(wǎng)絡傳輸至電力公司,以便滿足平衡負載、實時定價[3]等功能。但大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集,不可避免地涉及用戶安全隱私問題。文獻[4]介紹了若干智能電網(wǎng)中涉及隱私的電網(wǎng)數(shù)據(jù),并將其分為絕對隱私和相對隱私兩個級別,倘若電網(wǎng)沒有有效的隱私保護機制,不法分子便可能收集并分析這些數(shù)據(jù),然后關聯(lián)用戶身份,推測某人的興趣愛好、生活方式等個人隱私,趁用戶外出時間實施犯罪。可見,智能電網(wǎng)的隱私保護問題直接決定著人們對智能電網(wǎng)技術的接受程度。

目前智能電網(wǎng)隱私保護研究大都從用電數(shù)據(jù)和用戶身份兩個方向出發(fā):①基于用電數(shù)據(jù)的隱私保護主要采用數(shù)據(jù)聚合[5-10]技術來模糊用電數(shù)據(jù),使得接收方或者攻擊者即便知道用戶身份也無法得知該用戶的用電情況,但這種方式中電網(wǎng)控制中心獲得的是全體用戶的總用電量,無法針對個體用戶提供其他增值服務,例如需求響應、電費計量等;此外為了能在密文基礎上進行聚合，需要配合使用同態(tài)加密算法,但該算法開銷……