[发明专利]电动汽车通过充电站接入电网时的位置数据采集方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车通过充电站接入电网时的位置数据采集方法，控制中心将由设置充电站形成的网络地图以聚合器为维诺格生成元进行维诺格划分，控制中心将划分后的维诺格对应编号发放给每个聚合器；当电动汽车接入某一聚合器管理范围中的充电站时，聚合器告知电动汽车所处维诺格的编号；在电动汽车处用本地化差分隐私方法对位置数据进行扰动，然后将扰动后位置数据上传到聚合器，将数据隐私化处理过程转移到每个用户上，使数据收集服务器无法得知具体个人的数据，在不暴露电动汽车用户精确位置的前提下，服务器可在扰动的数据上进行空间范围查询等操作，保护了电动汽车用户的位置隐私。

技术领域

本发明涉及一种位置隐私保护技术，特别涉及一种电动汽车通过充电站接入电网时的位置数据采集方法。

背景技术

车辆到电网(V2G)中对车辆接入充电站时的位置数据收集和分析可以让服务提供商为电动汽车用户提供强大的服务覆盖，例如提供附近可用充电站的位置，并准确建议驾驶员使用相匹配的电动汽车连接器，以及推送所在充电站附近的服务等。然而，位置数据包含大量的敏感信息，用户通常情况下会无偿贡献自己的位置数据，却承担着个人隐私泄露的巨大风险。泄露的位置信息还可能暴露用户的健康状况、宗教信仰、个人偏好、社交关系和其它私人信息。例如，EV在医院的停留时间和访问频率可能暴露用户的健康状况。更严重的是，位置信息可能引发安全问题，犯罪分子可能利用这些信息对用户进行跟踪、抢劫甚至人身攻击。目前V2G网络中的位置隐私保护方法可分为两种：一种方法是利用匿名、假名技术对用户的真实身份进行隐藏，而将自己准确的位置提供给电网控制中心获得服务，使非授权者无法确定用户的真实身份；另一种是对用户的位置隐私数据进行扰动等模糊化处理，通过隐藏位置信息来扰乱攻击者的判断达到保护用户位置隐私信息的目的。目前在V2G网络中使用的位置隐私保护技术以第一种隐藏真实身份为主。

(一)基于用户ID的受限部分盲签名技术生成的用户“权限”可以匿名访问V2G网络，以保护用户的身份和位置隐私。可信第三方不断改变他们的假身份来保护充电用户的位置隐私，以确保电动车辆可以改变不同的假身份和不同的停车场。EV和充电站通信时使用EV的假名，只有智能电网服务器(可信实体)可以将假名映射到真实车辆身份，当EV从一个站移动到另一个站时假名改变。

(二)基于计算复杂性理论的同态公钥加密隐私保护认证方案，通过可信第三方在EV、聚合器、充电站和电网控制中心之间建立通信连接，仅仅提供虚拟身份的提交注册，只传输共享密钥，令攻击者无法通过攻破控制中心威胁用户信息安全。

上述依赖可信第三方的处理方式对于数据在多个实体之间共享以供分析时灵活性很差，攻击者依然可以通过入侵数据库非法获取用户的隐私信息且恶意用户的问题没有彻底解决，电动汽车用户在网络中难以隐藏身份。

发明内容

本发明是针对采集位置信息时个人身份信息保密的问题，提出了一种电动汽车通过充电站接入电网时的位置数据采集方法，实现必要的数据采集的同时，保证客户信息的隐蔽性。

本发明的技术方案为：一种电动汽车通过充电站接入电网时的位置数据采集方法，包括如下步骤：

1)地图划分与编号发放：控制中心将由设置充电站形成的网络地图以聚合器为维诺格生成元进行维诺格划分，每个聚合器作为一个维诺格生成元，每个聚合器中有数个充电站，一个充电站安全区域划分为一个维诺格，控制中心将划分后的维诺格对应编号发放给每个聚合器；

2)安全区域编号告知：当电动汽车接入某一聚合器管理范围中的充电站时，聚合器告知电动汽车所处安全区域的编号，安全区域的编号即为该聚合器所处维诺格的编号，同时给出该聚合器内中其他充电站位置的集合和本地化差分隐私保护参数ε；

3)位置数据扰动：在电动汽车处用本地化差分隐私方法对真实所在充电站位置数据进行扰动，然后将扰动后位置数据上传到聚合器；

4)聚合器聚合位置数据并上传：聚合器收集到一定时间段内的电动汽车接入点的位置数据后，发送到控制中心；