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电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统及方法技术方案

技术编号：37786230 阅读：11 留言：0更新日期：2023-06-09 09:16

本发明专利技术公开了电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统及方法，所述方法包括构建电网调控系统与电动汽车的信息安全防护系统，对安全防护方案中各实体进行初始化和认证；对电动汽车接入电网前进行环签密操作并完成电动汽车与电网进行相互认证过程；最后，电动汽车对请求充放电的信息进行解密验证，并逐级转发给汇聚单元和电网控制中心，电网控制中心完成环签密的解密并完成电费计量。本发明专利技术能解决电动汽车与电网通信过程存在的身份认证问题、通信消息保密问题和身份隐私保密问题，保证电网能够为用户提供高效、有针对性的服务。务。务。

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【技术实现步骤摘要】
电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统及方法

[0001]本专利技术涉及电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统及方法，属于电网信息安全防护

技术介绍

[0002]作为智能电网的重要组成部分，电网调控系统与电动汽车之间信息流和电力流的交互是未来电动汽车发展的必然趋势，它不仅能给车辆用户带来收益，而且还能实现车辆有序充/放电管理，起到“削峰填谷”的作用，从而提高电网运行的效率和安全稳定性。
[0003]然而，当电动车辆接入电网进行服务时，电力调控系统与电动汽车的交互网络将会对车辆用户的数据进行采集、通信和共享，而攻击者容易通过该数据获得用户隐私，这将给交互网络带来极大的安全隐患。目前，认证机制和信任模型的研究和运用已经十分深入和成熟，这也是支撑新兴电动汽车与电网通信安全的演化基础。如何基于这些技术或方法实现电网调控系统与电网交互过程中的信息安全，则是该交互机制目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统及方法，基于环签密技术，在电动汽车充放电的过程中，利用匿名的方式与电网控制中心进行通信，实现交互网络的信息安全保护。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，包括电动汽车、充电桩、汇聚单元、电网控制中心以及可信中心，其中：
[0007]电动汽车，用于生成...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，其特征在于，包括电动汽车、充电桩、汇聚单元、电网控制中心以及可信中心，其中：电动汽车，用于生成用户充放电信息，将用户充放电信息与预先通过可信中心生成的通信伪身份级联后进行环签密，获取环签密信息，发送环签密信息至充电桩；根据可信中心返回的用户账单和用户的真实身份，进行充电/放电费用的缴纳和收取；充电桩，用于接收环签密信息并进行验证，若通过验证则转发环签密信息给汇聚单元；根据汇聚单元下传的调度控制指令，实现对电动汽车的充放电控制；汇聚单元，用于接收环签密信息并转发给电网控制中心；接收电网控制中心返回的调度控制指令并下传至充电桩；电网控制中心，用于接收来自汇聚单元的环签密信息，进行解密并验证，获得用户充放电信息和用户的通信伪身份；根据用户充放电信息生成用户账单；将用户的通信伪身份和用户账单通过安全信道发送到可信中心；根据电动汽车充电/放电费用的缴纳和收取，生成调度控制指令并返回至汇聚单元；可信中心，用于接收用户的通信伪身份和用户账单，对所述通信伪身份进行解析，获取用户的真实身份；发送用户账单和用户的真实身份至电动汽车。2.根据权利要求1所述的电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，其特征在于，所述可信中心包括初始化模块，所述初始化模块，包括：第一处理单元，用于任意输入安全参数k，得到两个素数p和q，同时满足关系q|p
‑
1，设g为循环群G中一个阶数为q的生成元；第二处理单元，用于随机选取一个系统主密钥z，且z∈Z
q
*，其中Z
q
*＝{1,2,...,q
‑
1}；计算系统公钥y，且y＝zg；第三处理单元，用于选取适当哈希函数H1，H2，H3，H4，其中H1为{0,1}*
×
Z
p
*
×
Z
p
*
→
Z
q
*，H2为Z
p
*
→
Z
q
*，H3为{0,1}*
→
Z
q
*，H4为Z
p
*
→
{0,1}n；得到公开系统参数为{G，p，q，g，y，H1，H2，H3，H4}。3.根据权利要求2所述的电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，其特征在于，所述可信中心还包括对电动汽车进行注册的模块，所述对电动汽车进行注册的模块，包括：身份标识选取单元，用于为电动汽车随机选取身份标识ID
i
∈{0,1}*，i＝{1,2,...,n}，其中n为电动汽车接入环的数量；其中，电动汽车随机选取Z
q
*中的元素X
i
，即X
i
∈Z
q
*，计算b
i
＝X
i
g用作部分公钥，并将b
i
发送给可信中心；第一计算单元，用于随机选取Z
q
*中的元素S
i
，即S
i
∈Z
q
*，然后计算部分公钥w
i
＝S
i
g，t
i
＝S
i
+zH1{ID
i
，w
i
，b
i
}，其中，t
i
为通信伪身份，并将w
i
和t
i
发送给电动汽车；其中，电动汽车收到w
i
和t
i
后进行验证，w
i
+yH1(ID
i
，w
i
，b
i
)＝t
i
g，若等式成立，计算z
i
＝t
i
+H2{X
i
y}得到部分私钥z
i
；获取单元，用于得到电动汽车的公钥对(w
i
，b
i
)和私钥对(z
i
，X
i
)。4.根据权利要求3所述的电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，其特征在于，所述电动汽车中，将用户充放电信息与预先通过可信中心生成的通信伪身份级联后进行环签密，获取环签密信息，包括：随机选择r1∈Z
q
*，计算B＝gr1；
代表签密的电动汽车EV
s
随机选取r2∈Z
q
*，计算可验证电动汽车身份的信息A＝r2g(z
s
+x
s
)，式中z
s
，x
s
为签密者EV
s
的私钥；对任意i≠s，选择a
i
∈Z
q
*，EV
i
＝a
i
p，计算h0＝H1{ID
c
，w
c
，b
c
}，h
i
＝H3{m，EV
i
，A，EV，w
c
}，式中b
c
，w
c
为消息接收者的部分公钥，m为EV用户充电/放电信息和用户伪通信身份的级联m＝m
i
|t
i
，m
i
为EV用户i的充电/放电信息，t
i
为EV用户i的通信伪身份，i∈{1，2，...，n}；当i＝s时，电动汽车随机选择a
s
∈Z
q
*，然后通过以下式子计算：h
s
＝H3{m,EV
s
,A,EV,w
c
},v＝h
s
y,h0＝H1{ID
i
,w
i
,b
i
}，d＝r2(z
s
+x
s
),式中EV
s
为环成员中消息发送者的签名，w
s
为发送者的部分公钥，w
i
为除发送者外其他环成员的部分公钥；计算密文C,式中为异或运算；得到环签密信息σ＝{A，C，f，v，d，EV，EV1，EV2，...，EV
n
}。5.根据权利要求4所述的电网调控系统与电动汽车交互的信息安全防护系统，其特征在于，所述充电桩中设有接收执行模块，所述接收执行模块包括：接收单元，用于接收环签密信息σ＝{A，C，f，v，d，EV，EV1，EV2，...，EV
n
}；第二计算单元，用于计算h0＝H1{ID
i
，w
i
，b
i
}，l＝[z
c
‑
H2(x
c
y)+x
c
]dAg，D＝dg。恢复出解密消息m'，若m'＝m，则说明收到了正确的消息；验证单元，用于验证下式是否成立：hi＝H3{m'，EVi，D，EV，wc}，其中i∈(1，2，...，n)，若成立则接收方接收m'，否则丢弃收到的签密信息。6.一种电网调控系统与电动汽车交互的信息安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雨，李勇，朱睿，卿泉，张明媚，罗卫华，欧睿，兰强，周宇晴，胡润滋，廖新颖，李德智，何攻，何蕾，包铁，邢健，刘闯，刘杨，迟耀东，詹航，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院国网电力科学研究院有限公司北京科东电力控制系统有限责任公司国家电网公司西南分部国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：

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