[发明专利]基于AMI和5G智能电网下电力注入的隐私保护方法

权利要求书

1.一种基于AMI和5G智能电网下电力注入的隐私保护方法，其特征在于，所述基于AMI和5G智能电网下电力注入的隐私保护方法包括：电力公司初始化系统，在有限域中选取随机参数并生成私钥，并公开一系列参数；电力公司和存储单元的通信经过网关，电力公司利用单向哈希函数生成特征参数、建立一次性密钥并放入请求包中，发送购电请求给网关，网关校验后广播给存储单元；存储单元接收到请求包后，通过哈希点加利用两个一次性密钥掩盖竞价同时生成信息验证码；返回响应包给网关；网关收集所有响应包后进行竞价以及信息验证码的聚合，得到每个时隙部分掩盖的聚合竞价并发送给电力公司；电力公司利用私钥进行解包得到每个时隙的竞价；

所述基于AMI和5G智能电网下电力注入的隐私保护方法包括以下步骤：

(1)电力公司进行初始化，给出一个安全参数，通过运行产生计算在G中随机选取两个参数U,V和四个安全加密哈希函数H,H₁,H₂,H₃，其中H₁:{0,1}^*→G，H₃:G_T→{0,1}^*，之后选取作为私钥，计算PK_u＝sk_uP₀作为公钥；发布公共参数

(2)电力公司根据购买信息Info_p发送请求包至网关，网关将本地时间对比包中的时间戳TS，并校验包中的特征参数σ_u之后，广播给网关所在AMI系统中的所有存储单元；

(3)存储单元接收到由网关广播的请求包后，利用身份ID_i将竞价b_i，根据Info_p放入响应包中，之后对于ID_i与ID_u建立一次性密钥r_iP₀、两个密钥和k_i以掩饰竞价和让公司在不知道个人竞价的情况下确保信息的完整性；利用哈希函数对密钥运算得到特征参数σ_i；在对竞价进行掩盖使用的是哈希点加的方法；产生密钥k_i、特征参数σ_i、对竞价B_i,x用哈希点加方式掩盖和消息验证码MAC(B_i)，按照如下方式产生：

(a)密钥

(b)哈希点加法掩盖竞价过程：之后将各时隙竞价集合成B_i＝(B_i,1,B_i,2,...,B_i,k)；

(c)存储单元的特征参数σ_i＝sk_iH₁(H(k_i)||ID_g||ID_u||r_iP₀||TS)；

(d)消息验证码

(4)多跳AMI系统中，每一个智能电表从下游收到响应包，对特征参数、掩盖竞价B_i、消息验证码MAC(B_i)进行聚合并转发给上游；在网关处，网关将多跳树的第一级节点发送的响应包聚合成一个响应包MAC(B)，返回给电力公司；

(5)电力公司接受到响应聚合包后首先验证特征参数σ，利用密钥sk_u计算得到k_i，恢复竞价Σ_1≤i≤nb_i；之后对于消息验证码MAC进行验证；

所述步骤(2)中的公司特征参数σ_u和购买信息Info_p，按照如下方式生成：

(a)购买信息Info_p＝(p₁,p₂,p₃,...,p_k)，其中k是时隙总数；

(b)特征参数σ_u＝sk_uH₁(ID_u||ID_g||Info_p||r_uP₀||TS)。