一种智能电网中具有隐私保护的计费方法技术

本发明专利技术公开了一种智能电网中具有隐私保护的计费方法，包括以下步骤：智能电表实时记录用户使用的电量，采用同态加密的方法加密记录的数据，并将密文发送给聚合器。在一个时间段后，聚合器将收集到的关于某个用户使用电量的密文求和；然后解密密文，得到用户在该时间段使用电量总和的明文；最后聚合器将该明文发送给计费部门，计费部门计算得到该用户的用电费用。本发明专利技术中，除聚合器外，没有任何部门可以得到用户消耗的电量情况，而计费部门只知道用户在某一时间段内消耗电量的总和，并不知道其消费细节，最大限度上保证了用户信息的安全，有效防止了用户信息被偷窥。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：智能电表实时记录用户使用的电量，采用同态加密的方法加密记录的数据，并将密文发送给聚合器。在一个时间段后，聚合器将收集到的关于某个用户使用电量的密文求和；然后解密密文，得到用户在该时间段使用电量总和的明文；最后聚合器将该明文发送给计费部门，计费部门计算得到该用户的用电费用。本专利技术中，除聚合器外，没有任何部门可以得到用户消耗的电量情况，而计费部门只知道用户在某一时间段内消耗电量的总和，并不知道其消费细节，最大限度上保证了用户信息的安全，有效防止了用户信息被偷窥。【专利说明】-种智能电网中具有隐私保护的计费方法
本专利技术属于智能电网计费
，具体地说是一种智能电网中具有隐私保护的 计费方法。
技术介绍
随着智能电网的日益发展，世界各国对于智能化用户终端的需求日益增大，据统 计，在未来5年，随着智能电网在世界各国的建设，智能电表在全球安装的数量将高达2亿 余只。同样，随着我国智能电网建设的进展，作为用户端的智能电表的需求也会大幅增长， 保守预计市场将会有1. 7亿只左右的需求。然而，智能电表会不经意地泄露用户使用电量 的详细信息给电力公司。例如，智能电表会记录用户在任意时刻的电量使用情况。而由智 能电表收集到得大量信息可能会给消费者带来严重的后果。因此，用户对智能电表的中隐 私问题越来越关心。所以，在智能电网中，研发具有隐私保护的计费方案是非常重要的。
技术实现思路
鉴于上述隐私保护问题，本专利技术的目的是提供一种智能电网中具有隐私保护的计 费方法，该方法能解决用户使用电量详细信息的泄露问题，最大限度上保证了用户信息的 安全。 本专利技术的目的通过以下技术方案实现： -种智能电网中具有隐私保护的计费方法，其特征在于，该方法由智能电表实时 记录用户使用的电量，采用同态加密的方法加密记录的数据，并将密文发送给聚合器。在一 个时间段后，聚合器将收集到的关于某个用户使用电量的密文求和；然后解密密文，得到用 户在该时间段使用电量总和的明文；最后聚合器将该明文发送给计费部门（电力公司），电 力公司计算得到该用户的用电费用。具体步骤如下： 1)初始化阶段：假设k是一个安全参数。聚合器产生同态加密的公-私钥对： KG(lk) - (SK，PK) (1) 2)数据读取阶段：智能电表实时读取用户消耗的电量Py并对其进行同态加密： CTa} = HE (Pj, PK), i = 1,2, . . . , N (2) 智能电表将CTi发送给聚合器。 3)数据聚合阶段：聚合器在一个时间段后计算某个用户使用电量的密文求和： 【权利要求】1. ，其特征在于：该方法由智能电表实时记 录用户使用的电量，采用同态加密的方法加密记录的数据，并将密文发送给聚合器；在一个 时间段后，聚合器将收集到的关于某个用户使用电量的密文求和；然后解密密文，得到用户 在该时间段使用电量总和的明文；最后聚合器将该明文发送给计费部门，计费部门计算得 到该用户的用电费用；具体步骤如下： 1) 初始化阶段：假设lk是一个安全参数，聚合器产生产生同态加密的公-私钥对： KG(lk) - (SK，PK) (1) 其中KG(lk)是秘钥产生算法；该算法输入一个安全参数lk，输出公私钥对（SK，RK); 2) 数据读取阶段：智能电表实时读取用户消耗的电量Ρρ并对其进行同态加密： CTa} =HE(Pi,PK),i = 1,2,..., N (2) 其中HE(Pi，PK)为同态加密的加密算法，该算法输入公钥PK和用户消耗的电量Pi，输 出密文CT{i}，智能电表将CT{i}发送给聚合器； 3) 数据聚合阶段：在一个时间段后，聚合器对某个用户使用电量的密文求和：(3) 其中CTi为用户在时刻i消耗电量的密文，CT为明文Xf=i A的密文；然后聚合器解密 密文： HD(SK,CT) = Σ/ti Pt (4) 其中HD(SK，CT)为同态加密的解密算法；该算法输入私钥SK和密文CT，输出相应的明 文 最后聚合器将该用户的电量消耗总和巧发送给计费部门； 4) 付费阶段：电力公司计算得到该用户的费用为：(5) 其中为费用计算算法，该算法输入用电总量输出费用C。2. 根据权利要求1所述的智能电网中具有隐私保护的计费方法，其特征在于：以具有 隐私保护功能的计算工具，同态加密为基础；在一个加法同态算法中，两个密文的和等于对 应明文和的密文；一个同态加密算法由以下四个算法构成： 1) 秘钥产生算法：该算法输入一个安全参数k，输出一个公-私钥对KG(lk) - (SK， PK)； 2) 加密算法：该算法输入一个密文％和公钥PK，输出一个密文CTi = ΗΕ(Μρ PK)，i = 1，2，· · ·，N ; 3) 赋值算法：该算法输入一组密文CTi = ΗΕ(Μρ PK)，输出（4) 解密算法：该算法输入秘钥SK和密文CT，输出明文【文档编号】G07F15/06GK104125074SQ201410396335【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日 【专利技术者】吴鹏, 陈咏秋, 王智勇 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏电力信息技术有限公司, 江苏省电力公司信息通信分公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电网中具有隐私保护的计费方法，其特征在于：该方法由智能电表实时记录用户使用的电量，采用同态加密的方法加密记录的数据，并将密文发送给聚合器；在一个时间段后，聚合器将收集到的关于某个用户使用电量的密文求和；然后解密密文，得到用户在该时间段使用电量总和的明文；最后聚合器将该明文发送给计费部门，计费部门计算得到该用户的用电费用；具体步骤如下：1)初始化阶段：假设1k是一个安全参数，聚合器产生产生同态加密的公‑私钥对：KG(1k)→(SK，PK)    (1)其中KG(1k)是秘钥产生算法；该算法输入一个安全参数1k，输出公私钥对(SK，RK)；2)数据读取阶段：智能电表实时读取用户消耗的电量Pi，并对其进行同态加密：CT{i}＝HE(Pi，PK)，i＝1，2，...，N    (2)其中HE(Pi，PK)为同态加密的加密算法，该算法输入公钥PK和用户消耗的电量Pi，输出密文CT{i}，智能电表将CT{i}发送给聚合器；3)数据聚合阶段：在一个时间段后，聚合器对某个用户使用电量的密文求和：CT=Σi=1NCTi=ΣI=1NHE(Pi,ID,RK)=HE(ΣI=1NPi,RK)---(3)]]>其中CTi为用户在时刻i消耗电量的密文，CT为明文的密文；然后聚合器解密密文：HD(SK,CT)=ΣI=1NPi---(4)]]>其中HD(SK，CT)为同态加密的解密算法；该算法输入私钥SK和密文CT，输出相应的明文最后聚合器将该用户的电量消耗总和发送给计费部门；4)付费阶段：电力公司计算得到该用户的费用为：C=CostCompt(Σi=1NPi)---(5)]]>其中为费用计算算法，该算法输入用电总量输出费用C。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，陈咏秋，王智勇，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏电力信息技术有限公司，江苏省电力公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11