【摘 要】
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在智能电网中，智能电表实时采集用户的细粒度用电信息并周期性发送到控制中心，控制中心利用采集到的用电信息进行发电预测、实时定价及需求响应。由于用户的细粒度用电信息包含个人隐私，如若发生用电数据泄露将会影响用户的使用，从而制约智能电网的发展。因此，信息安全是智能电网稳定运行及发展的前提。本文围绕认证、数据完整性、机密性及保护用户数据隐私等确保智能电网安全稳定运行的要求设计了如下方案。首先，提出了一种高
【机 构】
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华北电力大学(保定) 华北电力大学
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在智能电网中，智能电表实时采集用户的细粒度用电信息并周期性发送到控制中心，控制中心利用采集到的用电信息进行发电预测、实时定价及需求响应。由于用户的细粒度用电信息包含个人隐私，如若发生用电数据泄露将会影响用户的使用，从而制约智能电网的发展。因此，信息安全是智能电网稳定运行及发展的前提。本文围绕认证、数据完整性、机密性及保护用户数据隐私等确保智能电网安全稳定运行的要求设计了如下方案。首先，提出了一种高效的可撤销基于身份的密钥隔离签名方案实现对智能电表认证，采用密钥隔离签名技术减小密钥泄露对系统的危害，采用椭圆曲线标量乘法运算代替双线性对运算提高认证效率，并基于椭圆曲线离散对数难题(Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem , ECDLP)假设，在随机预言模型下理论证明了方案的安全性。其次，提出了一种高效的多维数据聚合方案，采用超递增序列将用电数据进行多维表示，采用基于椭圆曲线的同态加密技术有效降低了聚合开销，并设计了在用电数据中加掩蔽值的方法防止内部攻击，计算分析表明该方案具有较小的计算与通信开销。最后，给出了时间维度数据聚合方案实现对用户的计费，通过使控制中心只能解密得到一个计费周期内单个用户的总用电量而不能获得特定时间段即小于一个计费周期的用户用电量来保护用户的用电数据隐私。
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