[发明专利]一种面向智能电网V2G的可控匿名隐私保护系统及方法

说明书

一种面向智能电网V2G的可控匿名隐私保护系统及方法，具有实现隐私保护、安全高效等特点，能够保护电动汽车对电网V2G供需双方的隐私安全，通过使用短随机签名，电动汽车将电力需求以匿名方式发送到汇聚单元，汇聚单元将需求发送到区块链上，等待充电站在区块链上发送服务请求。匹配成功后，充电站使用短随机签名进行匿名身份认证。特别地，在发生争执时，可信权威TA可以追溯电动汽车/充电站。

技术领域

本发明属于电网信息通信安全技术领域，具体涉及一种面向智能电网V2G的可控匿名隐私保护系统及方法。

背景技术

智能电网是指根据自身的需求通过对各设备、组成部分进行调度和控制以达到系统最优化运行的现代电力系统，它在传统电网的输、配电基础设施基础上，高度集成了通信技术、信息技术、传感测量技术、自动控制技术而形成的新型电网智能电网拥有双向流动的信息流和电力流，是分布广泛的和高度自动化的电能供应网络，它能够根据自身需求实现对网络内各组成部分的调度和控制，实现了电网的智能化、透明化、自动化和可控性。

鉴于电动汽车(Electric vehicle，EV)在不久的将来的广泛使用，车辆对电网(Vehicle-to-Grid，V2G)系统被设想为智能电网的一个关键组件。V2G具体是指充电式电动车辆，例如纯电动车、插电式混合动力车或氢燃料电池车可以和输电网络通讯，有需求响应的服务，可能是将电力输送回电网，或是依电费调整其充电的速度。

目前现有智能电网中的V2G应用场景很少考虑隐私保护的需求。

现有技术文件1(CN11339516 A)公开了一种面向车联网的隐私保护身份认证系统及方法。系统包括凭证颁发中心CRA、车辆用户、路边单元RSU和身份审查认证中心IRA。方法包括：初始阶段、匿名凭证颁发阶段；凭证出示与验证阶段和匿名凭证身份审查阶段。该发明使用了匿名凭证，保证了用户在不暴露自己真实身份情况下完成身份认证，还可以对网络中存在不合法行为的车辆用户进行身份审查与身份恢复，保证了用户的有条件的匿名性。现有技术文件1的不足之处在于：1)其重点保护了车辆与路边单元/其他车辆的隐私通信，而没有关注电动汽车与智能电网中的V2G网络；2)本技术文件1底层采用的是匿名凭证技术，无法对消息进行相关认证操作。

现有技术2(CN108510252B)公开了一种基于区块链的智能电动汽车电网安全支付系统及方法。该发明的系统按照角色划分，包括电动汽车用户、注册机构(RA)和区块链网络。按照功能划分，包括注册模块、支付执行模块和数据共享模块。基于区块链技术和密码学技术，采用特殊的注册机制、验证机制和新支付机制。该发明所述方法可以解决V2G网络支付领域的数据共享和用户的身份隐私保护问题，可以实现有效监管与隐私保护。现有文件2的不足之处在于虽然该专利完成了区块链上支付的隐私保护，但是对于电动车(支付方)和电动车(收款方)之间的身份并没有进行隐私保护，而本专利着眼于V2G电动车和充电站、电动车和电动车之间充电的身份隐私保护需求，可以完善智能电网V2G场景下的隐私保护需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种面向智能电网V2G的可控匿名隐私保护系统及方法，基于短随机签名的匿名认证机制，同时使用区块链当作公告板来匹配供需，在必要时，TA可以揭露电动汽车/充电站的身份。

本发明采用如下的技术方案。本发明一方面提供了一种面向智能电网V2G的可控匿名隐私保护系统，包括可信第三方TA、多个汇聚单元、电动汽车、充电站、区块链单元；其中：

可信第三方TA是完全可信的第三方机构，负责选择、发布以及维护系统的安全参数，为各参与方选取身份编号以及生成公私钥对，获取各参与方的真实身份信息；

汇聚单元是布置在智能电网中通信终端，每一汇聚单元完成与对应区域内的电动汽车、充电站之间的通信，各汇聚单元共同组成并维护一个区块链单元；