智能电网环境下保护数据隐私的聚合技术研究

摘要

智能电网作为一种新型的能源网络引起了人们极大的关注。在智能电网中，电力供应商通过智能电表收集一段时间内区域中所有用户的用电总量，并分析当下的电力供应与需求的关系来制定供电策略，从而保持了电力生产和需求之间的平衡，避免出现供电量不足或者供电量过大导致电力无法有效存储而造成浪费的情况。但是智能电表对家庭用户能源消耗细粒度测量引发了严重的隐私问题。因此，研究智能电网环境下保护数据隐私的聚合技术是十分必要的，并且具有重要的理论意义和研究价值。　　论文对智能电网环境下的数据聚合技术进行了研究，主要工作如下：　　分析了Gope等人提出的轻量级智能电网数据聚合方案，指出他们方案存在的安全问题，并针对这些问题，提出了一个智能电网环境下安全高效的数据聚合方案。提出的方案采用标志位的思想将正常上传数据的智能电表和因各种原因未能及时上传数据的智能电表区分开来，从而保证了最终聚合结果的正确性，克服了Gope等人方案的缺点。此外，提出的方案也减少了认证过程中实体之间的通信交互次数，提高了数据聚合的效率。安全性分析和安全证明表明提出的方案是安全的。　　为了使电力供应商能更加合理有效利用收集到的用户数据，提出了一个智能电网环境下多维度的数据聚合方案。提出的方案在保护数据隐私的同时，实现了多维度的数据聚合，满足了智能电网的实际需求。与已有的方案相比，提出的方案有效地减少了计算开销和通信开销，提高了数据聚合的效率。　　基于提出的智能电网环境下安全高效的数据聚合方案，使用JAVA语言和JPBC密码库，设计和实现了一个仿真系统，验证了提出方案的正确性和可行性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 论文主要工作

1.4 章节安排

第2章 相关知识

2.1 哈希函数

2.2 困难问题

2.3 安全模型

2.4 Gope等人方案的简介

2.5 本章小结

第3章 智能电网环境下安全高效的数据聚合方案

3.1 Gope等人方案的分析

3.2 智能电网环境下安全高效的数据聚合方案

3.2.1 系统模型

3.2.2 安全目标

3.2.3 方案的构造

3.3 安全分析与安全证明

3.3.1 安全分析

3.3.2 安全证明

3.4性能分析

3.4.1计算开销

3.4.2 通信开销

3.4.3 存储开销

3.5 本章小节

第4章 智能电网环境下多维度的数据聚合方案

4.1智能电网环境下多维度的数据聚合方案

4.1.1系统模型

4.1.2安全目标

4.1.3方案的构造

4.2 安全分析与安全证明

4.2.1 安全分析

4.2.2 安全证明

4.3 性能分析

4.3.1 计算开销

4.3.2 通信开销

4.3.3 存储开销

4.4 本章小节

第5章 智能电网环境下安全高效的数据聚合方案的仿真系统

5.1 系统模型

5.1.1 电力供应商的功能模块设计

5.1.2 网关功能模块设计

5.1.3 智能电表功能模块设计

5.2 系统具体实现

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢