一種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法，包括以下步驟：智能電表實(shí)時記錄用戶使用的電量，采用同態(tài)加密的方法加密記錄的數(shù)據(jù)，并將密文發(fā)送給聚合器。在一個時間段后，聚合器將收集到的關(guān)于某個用戶使用電量的密文求和；然后解密密文，得到用戶在該時間段使用電量總和的明文；最后聚合器將該明文發(fā)送給計費(fèi)部門，計費(fèi)部門計算得到該用戶的用電費(fèi)用。本發(fā)明中，除聚合器外，沒有任何部門可以得到用戶消耗的電量情況，而計費(fèi)部門只知道用戶在某一時間段內(nèi)消耗電量的總和，并不知道其消費(fèi)細(xì)節(jié)，最大限度上保證了用戶信息的安全，有效防止了用戶信息被偷窺。
【專利說明】-種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)計費(fèi)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的 計費(fèi)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的日益發(fā)展，世界各國對于智能化用戶終端的需求日益增大，據(jù)統(tǒng) 計，在未來5年，隨著智能電網(wǎng)在世界各國的建設(shè)，智能電表在全球安裝的數(shù)量將高達(dá)2億 余只。同樣，隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)展，作為用戶端的智能電表的需求也會大幅增長， 保守預(yù)計市場將會有1. 7億只左右的需求。然而，智能電表會不經(jīng)意地泄露用戶使用電量 的詳細(xì)信息給電力公司。例如，智能電表會記錄用戶在任意時刻的電量使用情況。而由智 能電表收集到得大量信息可能會給消費(fèi)者帶來嚴(yán)重的后果。因此，用戶對智能電表的中隱 私問題越來越關(guān)心。所以，在智能電網(wǎng)中，研發(fā)具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方案是非常重要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于上述隱私保護(hù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計 費(fèi)方法，該方法能解決用戶使用電量詳細(xì)信息的泄露問題，最大限度上保證了用戶信息的 安全。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法，其特征在于，該方法由智能電表實(shí)時 記錄用戶使用的電量，采用同態(tài)加密的方法加密記錄的數(shù)據(jù)，并將密文發(fā)送給聚合器。在一 個時間段后，聚合器將收集到的關(guān)于某個用戶使用電量的密文求和；然后解密密文，得到用 戶在該時間段使用電量總和的明文；最后聚合器將該明文發(fā)送給計費(fèi)部門（電力公司），電 力公司計算得到該用戶的用電費(fèi)用。具體步驟如下：
[0006] 1)初始化階段：假設(shè)k是一個安全參數(shù)。聚合器產(chǎn)生同態(tài)加密的公-私鑰對：
[0007] KG(lk) - (SK，PK) (1)
[0008] 2)數(shù)據(jù)讀取階段：智能電表實(shí)時讀取用戶消耗的電量Py并對其進(jìn)行同態(tài)加密：
[0009] CTa} = HE (Pj, PK), i = 1,2, . . . , N (2)
[0010] 智能電表將CTi發(fā)送給聚合器。
[0011] 3)數(shù)據(jù)聚合階段：聚合器在一個時間段后計算某個用戶使用電量的密文求和：
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法，其特征在于：該方法由智能電表實(shí)時記 錄用戶使用的電量，采用同態(tài)加密的方法加密記錄的數(shù)據(jù)，并將密文發(fā)送給聚合器；在一個 時間段后，聚合器將收集到的關(guān)于某個用戶使用電量的密文求和；然后解密密文，得到用戶 在該時間段使用電量總和的明文；最后聚合器將該明文發(fā)送給計費(fèi)部門，計費(fèi)部門計算得 到該用戶的用電費(fèi)用；具體步驟如下： 1) 初始化階段：假設(shè)lk是一個安全參數(shù)，聚合器產(chǎn)生產(chǎn)生同態(tài)加密的公-私鑰對： KG(lk) - (SK，PK) (1) 其中KG(lk)是秘鑰產(chǎn)生算法；該算法輸入一個安全參數(shù)lk，輸出公私鑰對（SK，RK); 2) 數(shù)據(jù)讀取階段：智能電表實(shí)時讀取用戶消耗的電量Ρρ并對其進(jìn)行同態(tài)加密： CTa} =HE(Pi,PK),i = 1,2,..., N (2) 其中HE(Pi，PK)為同態(tài)加密的加密算法，該算法輸入公鑰PK和用戶消耗的電量Pi，輸 出密文CT{i}，智能電表將CT{i}發(fā)送給聚合器； 3) 數(shù)據(jù)聚合階段：在一個時間段后，聚合器對某個用戶使用電量的密文求和：
(3) 其中CTi為用戶在時刻i消耗電量的密文，CT為明文Xf=i A的密文；然后聚合器解密 密文： HD(SK,CT) = Σ/ti Pt (4) 其中HD(SK，CT)為同態(tài)加密的解密算法；該算法輸入私鑰SK和密文CT，輸出相應(yīng)的明 文 最后聚合器將該用戶的電量消耗總和巧發(fā)送給計費(fèi)部門； 4) 付費(fèi)階段：電力公司計算得到該用戶的費(fèi)用為：
(5) 其中為費(fèi)用計算算法，該算法輸入用電總量輸出費(fèi)用C。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)中具有隱私保護(hù)的計費(fèi)方法，其特征在于：以具有 隱私保護(hù)功能的計算工具，同態(tài)加密為基礎(chǔ)；在一個加法同態(tài)算法中，兩個密文的和等于對 應(yīng)明文和的密文；一個同態(tài)加密算法由以下四個算法構(gòu)成： 1) 秘鑰產(chǎn)生算法：該算法輸入一個安全參數(shù)k，輸出一個公-私鑰對KG(lk) - (SK， PK)； 2) 加密算法：該算法輸入一個密文％和公鑰PK，輸出一個密文CTi = ΗΕ(Μρ PK)，i = 1，2，· · ·，N ; 3) 賦值算法：該算法輸入一組密文CTi = ΗΕ(Μρ PK)，輸出（
4) 解密算法：該算法輸入秘鑰SK和密文CT，輸出明文
【文檔編號】G07F15/06GK104125074SQ201410396335
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】吳鵬, 陳詠秋, 王智勇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇電力信息技術(shù)有限公司, 江蘇省電力公司信息通信分公司