一种智能电表的认证方法、装置、介质及设备制造方法及图纸

本申请公开了一种智能电表的认证方法、装置、介质及设备，该方法包括：当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向目标智能电表发送目标证书；当接收到目标证书时，则利用目标证书对自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新签名数据，得到更新签名，并将更新签名发送至集中器；当接收到更新签名时，则检测离散对数基是否相同；若否，则对更新签名进行校验，若校验成功，则目标智能电表为合法的智能电表；若是，则向目标智能电表发送数据请求；当目标智能电表接收到数据请求时，则向集中器证明没有发送过离散对数基；若证明失败，则目标智能电表为发送多次用电数据的智能电表。可见，通过该方法，可以大大提高用户体验。

An Authentication Method, Device, Medium and Equipment for Intelligent Meter

This application discloses an authentication method, device, medium and equipment for smart meters. The method includes: when receiving the power request sent by the target smart meter, the target certificate is sent to the target smart meter; when receiving the target certificate, the target certificate is used to sign its own power data and obtain the signature data, and the discrete logarithm is used to update the number of signatures. Updated signatures are obtained and sent to the concentrator; when the updated signatures are received, the discrete logarithmic bases are checked; if not, the updated signatures are checked; if the verification is successful, the target smart meter is a legitimate smart meter; if so, the data request is sent to the target smart meter; when the target smart meter receives the data request, the discrete logarithmic base is checked. Prove to the concentrator that no discrete logarithmic basis has been sent; if proven to be unsuccessful, the target smart meter is the smart meter that sends multiple power consumption data. It can be seen that this method can greatly improve the user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种智能电表的认证方法、装置、介质及设备
本专利技术涉及智能电网
，特别涉及一种智能电表的认证方法、装置、介质及设备。
技术介绍
随着社会经济的不断发展，智能电表因其具有不需要人工进行抄表、功耗低等优点，而得到了广泛的应用。智能电表的数据通信模型是一个分层结构，主要包括控制中心、集中器和智能电表三个实体。其中，集中器和智能电表是存在于电力公司机房内的服务器，与外界进行了物理隔离，只有相关人员经过授权才能够接触到它们。虽然集中器和智能电表都能够按照正确的协议进行运算，但是，集中器和智能电表都是半诚实模型，有可能会将用户的用电数据存储起来，在此种情况下，集中器便能够获取到用户的用电数据，从而泄露用户的隐私信息。另外，由于智能电表的寿命都比较长，一般为十几年左右，当智能电表发生故障时，很容易导致智能电表在某个时间段连续向集中器发送用户的用电数据，极大的影响了用户体验。所以，如何采用一种更好的智能电表的认证方法，不仅能够对用户的用电数据进行匿名隐藏，而且能够查找出智能电表中故障的智能电表，以提高用户体验，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种智能电表的认证方法、装置、介质及设备，以提高用户体验。其具体方案如下：一种智能电表的认证方法，应用于集中器，包括：当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书；其中，当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器；当接收到所述更新签名时，则检测所述更新签名中的所述离散对数基是否相同；若否，则利用零知识证明对所述更新签名进行校验，若校验成功，则判定所述目标智能电表为合法的智能电表；若是，则向所述目标智能电表发送数据请求；其中，所述数据请求为要求所述目标智能电表证明没有向所述集中器发送所述离散对数基的请求；当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则利用所述零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基；若证明失败，则判定所述目标智能电表为发送多次所述用电数据的智能电表。优选的，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程之前，还包括：初始化用户列表UL，以记录所述目标智能电表的所述目标证书。优选的，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程之前，还包括：对所述集中器自身的参数进行初始化，得到初始化参数；其中，所述初始化参数包括Hash函数H2:{0,1}*→Gs、离散对数的基底hi以及所述集中器管理区域中每一个智能电表的公私钥对Gs为素数循环群，order(Gs)＞N、N＝pq、p＝2p'+1、q＝2q'+1、p,p',q,q'均为素数、hi∈QRN、0≤i≤3、0<j<n。优选的，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程，包括：当接收到所述目标智能电表发送的所述用电请求时，则获取所述目标智能电表的公钥和参数其中，所述参数为所述目标智能电表随机选择的参数；当获取到所述公钥和所述参数时，则利用所述零知识证明验证所述目标智能电表是否具有与所述公钥对应的私钥x以及与所述参数对应的参数v'，以确定所述目标智能电表是否为所述集中器管理区域的智能电表；若验证成功，则向所述目标智能电表发送所述目标证书。优选的，所述当目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器的过程，包括：当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到所述签名数据，利用离散对数基T2＝H2(T)x更新所述签名数据，得到更新签名σ，并将所述更新签名σ发送至所述集中器；其中，T为所述目标智能电表向所述集中器发送所述用电数据的时间戳。优选的，所述当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则利用零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基的过程，包括：当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则产生离散对数基H2(T')，并计算得到其中，时间戳T'为所述目标智能电表从未使用过的时间戳；基于所述零知识证明理论，向所述集中器发送与所述相对应的挑战、响应及签名，以向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基T2＝H2(T)x。相应的，本专利技术还公开了一种智能电表的认证方法，应用于目标智能电表，包括：向集中器发送用电请求；其中，当所述集中器接收到所述用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书；当接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器；其中，当所述集中器接收到所述更新签名时，则检测所述更新签名中的所述离散对数基是否相同；若否，则利用零知识证明对所述更新签名进行校验，若校验成功，则判定所述目标智能电表为合法的智能电表；若是，则向所述目标智能电表发送数据请求；所述数据请求为要求所述目标智能电表证明没有向所述集中器发送所述离散对数基的请求；当接收到所述数据请求时，则利用所述零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基；其中，若所述目标智能电表证明失败，则所述集中器判定所述目标智能电表为发送多次所述用电数据的智能电表。相应的，本专利技术还公开了一种智能电表的认证装置，应用于集中器，包括：证书发送模块，用于当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书；其中，当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器；数据检测模块，用于当接收到所述更新签名时，则检测所述更新签名中的所述离散对数基是否相同；数据校验模块，用于若否，则利用零知识证明对所述更新签名进行校验，若校验成功，则判定所述目标智能电表为合法的智能电表；数据发送模块，用于若是，则向所述目标智能电表发送数据请求；其中，所述数据请求为要求所述目标智能电表证明没有向所述集中器发送所述离散对数基的请求；当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则利用所述零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基；若证明失败，则判定所述目标智能电表为发送多次所述用电数据的智能电表。相应的，本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的智能电表的认证方法的步骤。相应的，本专利技术还公开了一种智能电表的认证设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的一种智能电表的认证方法的步骤可见，在本专利技术中，目标智能电表通过目标证书和离散对数基的方法可以对自身的用电数据进行匿名隐藏；其次，集中器通过检测更新签名中的离散对数基是否相同，来判断目标智能电表是否为故障的智能电表，若集中器检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电表的认证方法，其特征在于，应用于集中器，包括：当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书；其中，当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器；当接收到所述更新签名时，则检测所述更新签名中的所述离散对数基是否相同；若否，则利用零知识证明对所述更新签名进行校验，若校验成功，则判定所述目标智能电表为合法的智能电表；若是，则向所述目标智能电表发送数据请求；其中，所述数据请求为要求所述目标智能电表证明没有向所述集中器发送所述离散对数基的请求；当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则利用所述零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基；若证明失败，则判定所述目标智能电表为发送多次所述用电数据的智能电表。

【技术特征摘要】
1.一种智能电表的认证方法，其特征在于，应用于集中器，包括：当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书；其中，当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器；当接收到所述更新签名时，则检测所述更新签名中的所述离散对数基是否相同；若否，则利用零知识证明对所述更新签名进行校验，若校验成功，则判定所述目标智能电表为合法的智能电表；若是，则向所述目标智能电表发送数据请求；其中，所述数据请求为要求所述目标智能电表证明没有向所述集中器发送所述离散对数基的请求；当所述目标智能电表接收到所述数据请求时，则利用所述零知识证明向所述集中器证明没有发送过所述离散对数基；若证明失败，则判定所述目标智能电表为发送多次所述用电数据的智能电表。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程之前，还包括：初始化用户列表UL，以记录所述目标智能电表的所述目标证书。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程之前，还包括：对所述集中器自身的参数进行初始化，得到初始化参数；其中，所述初始化参数包括Hash函数H2:{0,1}*→Gs、离散对数的基底hi以及所述集中器管理区域中每一个智能电表的公私钥对Gs为素数循环群，order(Gs)＞N、N＝pq、p＝2p'+1、q＝2q'+1、p,p',q,q'均为素数、hi∈QRN、0≤i≤3、0<j<n。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当接收到目标智能电表发送的用电请求时，则向所述目标智能电表发送目标证书的过程，包括：当接收到所述目标智能电表发送的所述用电请求时，则获取所述目标智能电表的公钥和参数其中，所述参数为所述目标智能电表随机选择的参数；当获取到所述公钥和所述参数时，则利用所述零知识证明验证所述目标智能电表是否具有与所述公钥对应的私钥x以及与所述参数对应的参数v'，以确定所述目标智能电表是否为所述集中器管理区域的智能电表；若验证成功，则向所述目标智能电表发送所述目标证书。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到签名数据，利用离散对数基更新所述签名数据，得到更新签名，并将所述更新签名发送至所述集中器的过程，包括：当所述目标智能电表接收到所述目标证书时，则利用所述目标证书对所述目标智能电表自身的用电数据进行签名，得到所述签名数据，利用离散对数基T2＝H2(T)x更新所述签名数据，得到更新签名σ，并将所述更新签名σ发送至所述集中器；其中，T为所述目标智能电表向所述集中器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建理，明哲，许爱东，陈华军，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44