隐私保护的智能电网多维数据聚合方案研究与实现

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1、齡毛謂我少善圍硕±学位论文胃瞻私保护的智能电网多维数据聚合方案Ｈ研究与实现作者姓名＆Ｍ学校导师姓名、职疏朱辉薩授Ｍ企业导师姓名、巧赖刘毅高工申请子通。，学校代码10701学号1301120642分类号TP309.2密级公开西安电子科技大学硕士学位论文隐私保护的智能电网多维数据聚合方案研究与实现作者姓名：颜荣领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：朱辉副教授企业导师姓名、职称：刘毅高工学院：通信工程学院提交日期：2015年11月ResearchandImplemen

2、tationofPrivacy-PreservingMultidimensionalAggregationSchemeforSmartGridAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByYanRongSupervisor:ZhuHuiAssociateProfessorLiuYiSeniorEnginee

3、rFebruary2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。，、、：炎；７〇５本

4、人签名．族日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明；本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文，ｘ的复印件允许查阅、借閱论文，；学校可ｙ公布论文的全部或部分内容允许采巧影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研巧成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在密后适用本授权书。＿年解為灸？；导师签名；本人签名如保、护巧：：

5、兴日期叫日期摘要摘要信息科技时代的到来，促进了社会经济的发展，使人们的生活水平得到了极大的提升，同时每户用电量逐年递增。传统电力系统已不能满足人们日益渐增的用电需求，智能电网应运而生。智能电网作为传统电力系统和现代信息技术，通信技术，计算机技术高度集成的新型电网，不仅满足不同用户的用电需求，而且使得电力供应商的操作和管理更加便捷。但是处于初步发展阶段的智能电网，在数据安全和隐私保护方面仍然面临着很多的挑战。现有的隐私保护的数据聚合方案，虽然在一定程度上解决了隐私保护问题，但存在数据转发安全性差、为运营商提供的信息有

6、限等缺点。本文根据智能电网面临的隐私安全问题，利用群签名和Paillier加密的同态技术，在保护用户身份隐私及数据隐私的同时，有效完成多维数据聚合，为服务运营商提供了更多有效的用户信息，主要工作内容如下：第一，利用群签名，Paillier同态加密技术，在保护用户身份隐私及数据隐私的前提下，操作中心可以获得更多有效的用户信息。操作中心通过分析聚合数据，可以得到精确的用户信息，包括用户耗电总量、阶梯用电量和阶梯用户数。通过这些有效信息，操作中心制定出合理的阶梯电价，有效调节电力资源，使区域用电量达到负载平衡，为节能减排作出一定的

7、贡献。第二，实现了用户身份隐私以及数据隐私的保护。合法区域用户的实时耗电量信息在智能电表端经过加密及签名后，发送给区域管理中心，区域管理中心利用群签名确认用户的合法身份后，并不对用户数据进行解密处理，而是直接将用户数据聚合结果发送给操作中心。在整个数据传送过程中，用户的身份信息和数据不会泄露，实现了区域用户身份和数据隐私保护。第三，实现了用户身份的认证性和可追踪性。在用户身份认证过程中使用一个特定的群签名算法，使得区域管理中心只能确认用户是区域中合法成员，不能得到具体的身份信息。如果区域管理中心对用户的认证失败，会请求可信中

8、心完成用户的身份认证。随后，可信中心公布攻击者的身份信息，实现了恶意用户的身份追踪。关键词：智能电网，隐私保护，群签名，Paillier加密，阶梯电量IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologyandthearrivaloftheinfor