[发明专利]保护智能电网用户用电隐私的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网，尤其涉及一种保护智能电网用户用电隐私的方法及系统。

背景技术

智能电网中需要使用智能电表，用于实时地周期地上传用电数据，而不是现有的每个月人工抄表方式。但是，根据美国标准化研究院给出的分析，上传的用电数据可能会泄露用户的行为隐私，即用电量的情况可以反映用户在使用什么电器从而推知用户的日常行为。

通常的解决办法是对数据进行加密，但是频繁的加密，会导致电耗过高，影响了智能电表的使用，违背了智能电网实施的初衷。

已有技术的主要缺点是：依赖密码学加密算法，计算量大，服务端需要PKI，实际中难于部署，加密系统中密钥维护困难，使用密码学方法，特别是频繁的加密操作导致智能电网中的智能电表耗电量大，削弱了智能电网的作用，不利于智能电网的推广和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中对智能电网中的上传数据频繁的加密操作导致智能电网中的智能电表耗电量大，削弱了智能电网的作用，不利于智能电网的推广和应用的缺陷，提供一种可不依赖密码学方法来保障用户隐私性，运算速度快、耗电少的保护智能电网用户用电隐私的方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种保护智能电网用户用电隐私的方法，包括以下步骤：

建立一个智能电表采样周期中可能暴露用户隐私的消费电量模式集合BAD，BAD={a[1],a[2],…,a[m]}，其中，m为模式的总个数，且为自然数；

获取当前计费周期中的分时实际用电量S_i，i=1,…,n-1；其中，n为计费周期中的采样个数，为自然数。

利用所述消费电量模式集合将获取的分时实际用电量进行预设混淆方式的混淆，并将混淆后的混淆用电量U_i上传；

将当前计费周期中的最后一个分时的实际电量S_n进行校正，得到校正的用电量U_n，以保证当前计费周期的总电费值保持不变；

将校正的用电量U_n上传。

本发明所述的方法中，所述将当前计费周期中的最后一个分时的实际电量进行校正，得到校正的用电量U_n的步骤具体包括：

在每次上传混淆用电量时，计算并记录累积的偏移量B_i，B_i=B_i-1+（S_i-U_i）·P_i，其中，B₀=0，P_i为上传U_i时的电价；

在最后一次上传数据时，计算校正值△=B_i/p，其中p为最后一次上传数据时的分时电价；

计算校正的用电量U_n，U_n=S_n+△。

本发明所述的方法中，所述预设混淆方式具体为：

获取分时实际用电量S_i在消费电量模式集合中的位置，如果S=a[j]∈BAD，则生成随机数0或者1，若生成0，则令U_i=（a[j]+a[j+1]）/2；若生成1，则令U_i=(a[j]+a[j-1])/2，其中，a[j]为该集合中的一个元素，j=1,…,m；

若分时实际用电量S_i在消费电量模式集合BAD的一个区间，即a[j]<S_i<a[j+1]，则令U_i=(a[j]+a[j+1])/2。

本发明所述的方法中，所述预设混淆方式具体为：

在消费电量模式集合BAD中随机选一个值a[j]，令U_i=a[j]，其中a[j]为该集合中的一个元素，j=1,…,m。

本发明所述的方法中，所述预设混淆方式具体为：

获取分时实际用电量S_i在消费电量模式集合中的位置，若a[j]<S_i<a[j+1]，则生成随机数0或者1；

若随机数为0，则令k=1，令U_i=(a[j+k]+a[j+k+1])/2；若|U_i-S_i|<BOUND，其中BOUND为一预设参数，则令k＝j+1，U_i=(a[j+k]+a[j+k+1])/2，持续直到循环条件不满足为止；