【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据聚合，具体为一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法。
技术介绍
1、边缘计算是一种将计算、存储和网络资源靠近数据源的分布式计算模型。在边缘计算中，数据和计算任务被处理在接近数据生成的地方，而不是依赖集中式的云服务器。因此，边缘计算可以减少数据传输延迟、提高计算效率，并增强数据隐私和安全性。通过将数据处理推向边缘设备、边缘服务器和边缘节点，边缘计算可以满足对实时性要求较高的应用场景,如物联网、智能城市、自动驾驶等。边缘计算技术的发展为各种行业提供了更多的机会和挑战，但也需要解决一些问题，如边缘设备资源有限、数据管理和安全性等方面的挑战。因此，为了使用边缘计算中节点的分布式管理、节点的相互协调、终端设备异构性和移动性的特点，需要以新的角度来考虑边缘服务器的分布式管理、数据的安全存储、信息的安全传输等安全问题。
2、智能电网作为新一代的电力系统，能在容纳海量设备的前提下，高效的提升电力系统的运行效率，并且为用户提供安全、可靠的供电服务。但是，为了达到上述效果，电力系统不得不增加了许多计算成本和通信开销。虽然目前有很多数据聚合方案被提出用以解决该问题,但是这些数据聚合方案大部分只能用于同构设备的数据聚合，无法将异构设备生成的各种类型的数据进行数据聚合。现有技术将区块链和边缘计算技术结合可能会带来技术实现的复杂性，需要克服各种集成障碍。边缘计算设备可能比中心化的数据中心更容易受到物理攻击或被窃取。结合区块链，如果不适当地处理，可能会暴露更多的安全风险。在边缘计算环境中，设备之间的数据同步和一致性可能是一个挑
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的数据聚合方法存在无法实现对数据的保护，通信开销大，时间成本较高，以及无法为用户提供安全可靠的电力服务的优化问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，包括：基于ta生成并分发系统实体参数信息；收集用户的用电数据上传边缘服务器；通过边缘服务器对用户层的异构数据进行数据聚合，基于哈希算法验证获取的数据报告的完整性；将聚合结果加入至区块中，通过共识机制将区块上传至区块链；操作中心解析区块链中的数据信息，调整电力供应。
4、作为本专利技术所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的一种优选方案，其中：所述基于ta生成并分发系统实体参数信息包括ta根据系统初始化的安全参数，生成素数，输出n和β，用户层由n个异构的智能电表ta随机的选择n+2个随机数，即{w0,w1,w2,...,wn,wn+1}，表示为：
5、
6、其中，wi为第i个随机数，β为p-1和q-1的最小公倍数；
7、用户层共有k个子区域{q1,q2,q3,…,qn}，子区域里的智能电表的监测数据值范围为[0,mj]，定义m＝max{m1,m2,...,mk}；
8、基于参数和中国剩余定理，ta选择k+1个素数{φ0,r1,r2,...,rk}，表示为：
9、
10、其中，r1,r2,…,rk为两两相对的素数正整数，r为r1,r2,...,rk乘积，对每个i＝1,2,...,k，令为同余方程组，φi为ri与yi的乘积；
11、素数ri都有长度，素数参数表示为：
12、
13、其中，n为异构智能电表的数量，m为k个子区域中智能电表监测数据最大值，φ0为公共参数，ki为边缘服务器划分的第i个子区域，n＝p·q；
14、ta选择两个安全的加密哈希函数，满足：和h:{0,1}*→g。
15、作为本专利技术所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的一种优选方案，其中：所述基于ta生成并分发系统实体参数信息包括ta生成伪随机数集合{h1,h2,...,hn}，表示哈希头部元素的集合{h1,0,h2,0,...,hn,0}，ta对头部元素的集合进行数字签名，生成签名σ，验证数据来源的真实性，ta选择部分参数作为整个系统的公共参数，表示为：
16、pubs＝{g,n,φi,ri:i＝1,2,...,k,h,h,l(u)}
17、其中，g为随机选择的数，n为异构智能电表的数量，rj为素数，k为边缘服务器划分的子区域个数，h为哈希链头部元素集合，h为伪随机数集合，
18、将公共参数向系统中的所有实体发布，完成参数设置后，ta将除公共参数之外的剩余参数按照参数的用途传输给相应的实体；
19、于用户层的所有智能电表ta将密钥wi集合{h1,0,h2,0,...,hn,0}通过秘密通信信道传递给智能电表；
20、对边缘服务器，ta将({h1,0,h2,0,...,hn,0},σ,wn+1)通过秘密通信信道发布给边缘服务器；
21、对操作中心，ta将私人(w0,β)一起通过秘密通信信道发布给操作中心。。
22、作为本专利技术所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的一种优选方案，其中：所述收集用户的用电数据上传边缘服务器包括将智能电表的周期划分为t＝{t1,t2,...,tmax}，在ts时刻，智能电表qi实时监测用户的用电情况mi，用电数据包括用户的个人隐私信息，智能电表qi对数据进行加密表示为：
23、
24、其中，ci,s为密文，n＝p·q，φ0为公共参数，φj为选出的公共参数，wi为私钥，mi为智能电表qi实时监测用户的用电情况；
25、qi输出哈希链值，保障密文的完整性表示为：
26、
27、其中，ci,s为密文，hi,s为ts时刻的哈希链值，hi,s-1为ts-1时刻的哈希链值。
28、作为本专利技术所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的一种优选方案，其中：所述通过边缘服务器对用户层的异构数据进行数据聚合，基于哈希算法验证获取的数据报告的完整性包括当边缘服务器接收到ts时刻的(ci,s,hi,s)数据报告后,输出哈希链值，验证获取的数据报告的完整性，表示为：
29、
30、其中，ci,s为密文，h’i,s为ts时刻的哈希链值；
31、进行比较验证表示为；
32、h′i,s＝hi,s
33、其中，h′i,s为ts时刻的哈希链值；
34、若比较验证成立，数据报告在传输过程中未遭受到攻击，密文ci,s完整，边缘服务器会保存hi,s的值，用于下一时刻的数据完整性验证；
35、若比较验证不成立，数据报告在传输过程中被攻击者攻击，边缘服务器提前过滤掉无效数据；
36、边缘服务器接收来自ts时刻用户层的数据(c1,s,c2,s,c3,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述基于TA生成并分发系统实体参数信息包括TA根据系统初始化的安全参数，生成素数，输出n和β，用户层由N个异构的智能电表TA随机的选择N+2个随机数，即{w0,w1,w2,...,wN,wN+1}，表示为：
3.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述基于TA生成并分发系统实体参数信息包括TA生成伪随机数集合{h1,h2,...,hN}，表示哈希头部元素的集合{H1,0,H2,0,...,HN,0}，TA对头部元素的集合进行数字签名，生成签名σ，验证数据来源的真实性，TA选择部分参数作为整个系统的公共参数，表示为：
4.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述收集用户的用电数据上传边缘服务器包括将智能电表的周期划分为T＝{T1,T2,...,Tmax}，在Ts时刻，智能电表Qi实时监测用户的用电情况mi，用电数据包括用户的个人隐私信息
5.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述通过边缘服务器对用户层的异构数据进行数据聚合，基于哈希算法验证获取的数据报告的完整性包括当边缘服务器接收到Ts时刻的(ci,s,Hi,s)数据报告后,输出哈希链值，验证获取的数据报告的完整性，表示为：
6.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述将聚合结果加入至区块中，通过共识机制将区块上传至区块链包括当边缘服务器完成数据聚合操作后，将(Cs,Ts)打包加入至区块中，通过共识机制将区块加入至区块链中。
7.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述操作中心解析区块链中的数据信息，调整电力供应包括基于Ts时刻和私钥w0来输出哈希值，对密文Cs进行处理表示为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的系统，其特征在于：包括实体参数信息模块，电表数据上传模块，数据聚合验证模块，区块链信息解析模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述基于ta生成并分发系统实体参数信息包括ta根据系统初始化的安全参数，生成素数，输出n和β，用户层由n个异构的智能电表ta随机的选择n+2个随机数，即{w0,w1,w2,...,wn,wn+1}，表示为：
3.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述基于ta生成并分发系统实体参数信息包括ta生成伪随机数集合{h1,h2,...,hn}，表示哈希头部元素的集合{h1,0,h2,0,...,hn,0}，ta对头部元素的集合进行数字签名，生成签名σ，验证数据来源的真实性，ta选择部分参数作为整个系统的公共参数，表示为：
4.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述收集用户的用电数据上传边缘服务器包括将智能电表的周期划分为t＝{t1,t2,...,tmax}，在ts时刻，智能电表qi实时监测用户的用电情况mi，用电数据包括用户的个人隐私信息，智能电表qi对数据进行加密表示为：
5.如权利要求1所述的一种融合边缘计算的区块链异构数据聚合方法，其特征在于：所述通过边缘服务器对用户层的异构数据进行数据聚合，基于哈希算...
【专利技术属性】
技术研发人员：李家浩，熊峻，徐飞，沈鑫，尹钰君，蔡华祥，王帮灿，陈然，杨璇，骆钊，张绍芳，刘德文，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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