[发明专利]一种智能电网抗恶意数据挖掘攻击的数据聚合方法

摘要

本发明公开了一种智能电网抗恶意数据挖掘攻击的数据聚合系统及方法，系统包括控制中心CC、网关GW、家域网HAN；假设系统内有n个用户，家域网HAN由部署在某个用户家中的智能电表、智能设备组成，用于实时采集该用户的用电信息；网关GW通过WiFi与n个家域网HAN进行双向通信，家域网HAN利用WiFi将加密后的用户电量发送给网关GW；网关GW通过有线网络与控制中心CC进行双向通信，网关GW利用有线网络将聚合电量发送给控制中心CC。方法包括系统参数和验证密钥的生成、实体注册、数据加密及用户报告的生成、具有抗恶意数据挖掘攻击的用户电量聚合、聚合密文的验证和解密5部分；本发明能够保证在恶意数据挖掘攻击下用户隐私不被泄露。

主权项

1.一种智能电网抗恶意数据挖掘攻击的数据聚合方法，应用于智能电网抗恶意数据挖掘攻击的数据聚合系统中；所述系统包括控制中心CC、网关GW、家域网HAN；假设所述系统内有n个用户，所述家域网HAN由部署在某个用户家中的智能电表、智能设备组成，用于实时采集该用户的用电信息；所述网关GW通过WiFi与n个家域网HAN进行双向通信，家域网HAN利用WiFi将加密后的用户电量发送给所述网关GW；所述网关GW通过有线网络与所述控制中心CC进行双向通信，所述网关GW利用有线网络将聚合电量发送给控制中心CC；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：系统参数和验证密钥的生成；具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：可信控制中心CC选择安全参数κ，计算Paillier加密算法的公钥N＝(p₁q₁,g)和私钥(λ,μ)；其中p₁、q₁是两个大素数且满足|p₁|＝|q₁|＝κ，g是的一个生成元；安全加密hash函数其中H₁、H₂也是两个安全加密hash函数:是一个阶为p的循环群，p是一个大素数且|p|＝κ，g₁、g₂是的两个随机生成元，T表示当前时间戳；步骤1.2：随机选择n+1个密钥i＝0,1,2,…,n，使得步骤1.3：随机选择n对密钥(sk_user_i,sk_gw_i)，i＝1,2,…,n，其中sk_user_i，使得sk_user_i+sk_gw_i＝0 mod p；步骤1.4：可信控制中心CC公布系统参数步骤2：实体注册；具体实现包括以下子步骤：步骤2.1：网关GW注册；网关GW向控制中心CC发送注册请求，控制中心CC返回网关GW的n个密钥sk_gwi，i＝1,2,…,n，控制中心CC不再保存这n个密钥；步骤2.2：用户Useri(i＝1,2,…,n)注册；用户Useri向控制中心CC发送注册请求，控制中心CC向注册用户Useri返回密钥对(ski,sk_useri)，控制中心CC不再保存(ski,sk_useri)；步骤3：数据加密及用户报告的生成；具体实现包括以下子步骤：步骤3.1：用户定期通过智能电表收集自己的用电量；步骤3.2：利用同态加密算法对其进行加密；步骤3.3：利用密钥对对用户电量进行第二次加密；步骤3.4：生成用户报告并发送给网关GW；步骤4：具有抗恶意数据挖掘攻击的用户电量聚合；步骤5：聚合密文的验证和解密。