[发明专利]基于联邦学习的边缘物联网固件故障检测方法和系统

权利要求书

1.一种基于联邦学习的边缘物联网固件故障检测方法，其特征在于，包括：

第一供电所服务器向第一边缘服务器组广播固件可靠性矩阵，所述第一边缘服务器组包括多个边缘服务器，所述第一供电所服务器管理所述第一边缘服务器组中的边缘服务器，所述固件可靠性矩阵中存储有电网固件可靠性数据；

所述第一边缘服务器组中的边缘服务器根据所述固件可靠性矩阵和电网中实际固件运行情况计算本地梯度向量和验证所需参数后，将所述本地梯度向量和所述验证所需参数发送给所述第一供电所服务器；

所述第一供电所服务器将所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的本地梯度向量聚合为聚合梯度，并将所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的验证所需参数聚合为聚合验证参数；

所述第一供电所服务器向电网中其他供电所服务器广播所述聚合梯度、所述聚合验证参数和第一边缘服务器组成员列表，以使其他供电所服务器对所述聚合验证参数和所述聚合梯度进行验证，并更新所述固件可靠性矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一边缘服务器组中的边缘服务器根据所述固件可靠性矩阵计算本地梯度向量之后，还包括：

所述第一边缘服务器组中的边缘服务器对所述本地梯度向量加密；

所述第一供电所服务器将所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的本地梯度向量聚合为聚合梯度之前，还包括：

所述第一供电所服务器接收所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的加密密钥分享值；

所述第一供电所服务器对所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的加密密钥分享值进行重组，确定加密密钥；

所述第一供电所服务器根据确定的加密密钥对加密的本地梯度向量进行解密。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一供电所服务器接收所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的加密密钥分享值之前，还包括：

所述第一供电所服务器向所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送所述第一边缘服务器组成员列表，并接收所述第一边缘服务器组中的各边缘服务器发送的公钥；

所述第一供电所服务器在接收到预设数量的公钥后，向所述第一边缘服务器组广播将接收到的所有公钥；

所述第一边缘服务器组中的各边缘服务器根据预设算法生成所述加密密钥分享值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

可信第三方服务器向所述第一边缘服务器组中各边缘服务器分配初始化密钥对和用于生成验证参数的随机数；

所述可信第三方服务器向电网中的各供电所服务器发送用于进行聚合验证的随机数。

5.一种基于联邦学习的边缘物联网固件故障检测系统，其特征在于，包括：多个供电所服务器，多个边缘服务器组和可信第三方服务器，每个边缘服务器组包括多个边缘服务器，每个供电所服务器管理一个边缘服务器组中的边缘服务器；

其中，多个供电所服务器中的第一供电所服务器用于向第一边缘服务器组广播固件可靠性矩阵，所述固件可靠性矩阵中存储有电网固件可靠性数据；

所述第一边缘服务器组中的边缘服务器用于根据所述固件可靠性矩阵和电网中实际固件运行情况计算本地梯度向量和验证所需参数后，将所述本地梯度向量和所述验证所需参数发送给所述第一供电所服务器；

所述第一供电所服务器还用于将所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的本地梯度向量聚合为聚合梯度，并将所述第一边缘服务器组中各边缘服务器发送的验证所需参数聚合为聚合验证参数；向电网中其他供电所服务器广播所述聚合梯度、所述聚合验证参数和第一边缘服务器组成员列表，以使其他供电所服务器对所述聚合验证参数和所述聚合梯度进行验证，并更新所述固件可靠性矩阵；

所述可信第三方服务器用于向所述多个边缘服务器组中各边缘服务器分配初始化密钥对，并向所述多个供电所服务器发送用于进行聚合验证的随机数。