基于身份認(rèn)證和聚合加密的智能電表數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方案

吳 云，呂偉東，李春哲，滕曉紅

(1.東北電力大學(xué) 信息工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.國網(wǎng)遼源供電公司，吉林 遼源 136200；3.東北電力大學(xué) 學(xué)報(bào)編輯部，吉林 吉林 132012)

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，旨在為電力用戶提供更為穩(wěn)定、可靠的電能[1].伴隨智能電網(wǎng)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電力用戶與電力公司間的雙向通信成為可能，其中用戶側(cè)的智能電表是雙向通信中的關(guān)鍵部件[2].然而，在智能電表為電力用戶和電力企業(yè)帶來便利的同時(shí)，也同樣給電力用戶帶來了隱私威脅.智能電表數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏著較多用戶的隱私信息，一旦被攻擊者掌握，將會(huì)給電力用戶造成難以估量的損失[3].同時(shí)，在用戶用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的過程當(dāng)中，海量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程發(fā)送所造成的匯聚效應(yīng)[4]勢(shì)必將給通信網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)中心帶來巨大的負(fù)擔(dān)，這對(duì)智能電網(wǎng)通信的安全性和準(zhǔn)確性提出了較高要求[5～6].數(shù)據(jù)聚合技術(shù)可以顯著減少智能電網(wǎng)中通信、計(jì)算與存儲(chǔ)開銷，因此結(jié)合隱私保護(hù)的聚合方案成為解決智能電網(wǎng)中海量數(shù)據(jù)安全通信問題的一個(gè)重要手段[7].

同態(tài)加密方法正是采用了數(shù)據(jù)聚合技術(shù)，非常適合應(yīng)用在智能電網(wǎng)家庭用電數(shù)據(jù)的保護(hù)，不僅具有良好的加密效果，同時(shí)可很好的降低通信、計(jì)算開銷.1999年，Paillier[8]首次提出加法同態(tài)加密算法，人們稱之為Paillier算法，此后人們紛紛對(duì)Paillier算法展開研究，并逐漸應(yīng)用在各個(gè)場(chǎng)景下.其中，Li等[9]結(jié)合聚合樹的思想，將同態(tài)加密應(yīng)用到智能電網(wǎng)安全信息的聚……