一种隐私保护的智能电网多级用户电量聚合控制方案

针对如何在用户隐私不被泄露的情况下实现智能电网的电能灵活调控问题,提出一种具有隐私保护的智能电网多级用户电量聚合控制方案(PPUAC).在该方案中,建立了一种基于行政区域划分的二级网关系统模型.例如,一个地区被划分为了l个区域,每个区域有m个社区,每个社区有n个用户.那么它对应的二级网关系统模型为,该地区部署一个控制中心,每个区域部署一个区域网关,控制中心与l个区域网关进行信息交互;每个社区部署一个社域网关,一个区域网关与它管辖范围内的m个社域网关进行信息交互.二级网关实现用户电量的二次聚合.二次聚合的结果使得区域用电总量隐藏在了一个符合霍纳规则(Horner Rule)的一元多项式中,其中每项系数对应区域内每个社区的用电总量.随后利用霍纳法则对二次聚合数据进行解析,解析出多项式的每项系数,使得方案可以获得各社区、各区域乃至整个地区的用电总量,可以实现针对整个地区的全局电量调控和对某个或某些区域的局部电量调控.同时,方案结合了同态加密技术和双线性对技术,实现了机密性和用户的隐私保护.此外,为了提高方案的性能,采用了一种高效抗伪造批验证方法,执行一次验证操作就可以完成对多个用户数据的验证.性能分析表明该方案在实际应用中具有高效的计算性能和通信性能.

雾辅助的隐私保护分层多维数据聚合研究

本文提出了一种雾辅助的隐私保护分层多维数据聚合机制,在实现多维异构类型数据聚合的同时,可提供不同粒度的数据应用支撑.首先,该机制通过充分利用本地雾计算资源构建了一个无第三方机构参与的分层聚合框架,为实现安全、高效、灵活的多维数据感知与传输提供了保障.其次,融合同态Paillier算法与霍纳法则的多维数据隐私保护聚合机制,保证了数据隐私并降低了计算与通信成本.特别地,基于霍纳法则解析出的不同粒度聚合结果,可满足不同场景的应用需求.此外,设计了一种高效的签名认证机制,该机制通过采用轻量级的椭圆曲线加密算法与批量认证技术,可实现数据完整性和身份有效性的验证.最后,安全与性能分析结果表明本机制安全性能高,且相较于其他方案其计算成本更低,更加适用于实际应用场景.