一种智能电网中具有隐私保护的数据收集方案

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1、ELECTRICPOWERICT........................................中图分类号：TP315　　文献标志码：B　　文章编号：2095-641X(2014)11-0019-05一种智能电网中具有隐私保护的数据收集方案时俊萍，陈杰（ISN国家重点实验室（西安电子科技大学），陕西西安710071）摘要：与传统电网不同，智能电网通过智能终端使用户与电网公司间形成即时连接的网络，实现双向、高速的数据传输和信息控制，以及实时的参数采样。然而，频繁的数据采集在满足实时管理的同时也带来了用户敏感信息泄露的问题。文章以盲签名技术为基础

2、，结合密钥分配方案提出了一种有效的具有隐私保护能力的数据收集方案，该方案可将用户的用电数据匿名通过楼宇网关传递给本地聚合器。性能分析结果表明，该方案可以保护用户的隐私数据，而且计算量较小。关键词：智能电网；隐私保护；盲签名；密钥分配技术研究与阶段的用电量。该方案详细介绍了最优的传输策略，应0　引言但并未涉及用户的隐私保护问题。用文献[2]采用无线传感器网络实现智能电网中通过结合传统的电网与现代信息技术，智能电的数据收集，该方法将传感器网络构成的树分成多网给人们的生活提供了可靠、高效的能源服务。在个分支，每个由电表构成的分支包含从电表到数据智能电网中，可靠的状

3、态信息是电力输送过程中的收集单元的通路。数据收集分为2个阶段：数据收关键因素。通过对电力系统实时状态的监测、诊断集单元向叶子节点发送询问；叶子节点收到询问后，和保护，可以避免引起电力干扰或中断的设备故障、将其数据通过中间节点发送给数据收集单元。虽然容量限制或自然事故与灾难对电网的影响。利用传该方案能够实现快速的数据收集，但并没有给出详感器技术可以实现对电力系统的监测和控制，该方细的数据传输过程，而且没有涉及用户的隐私保护法对于保持智能电网的安全性、可靠性及高效性是的问题。很重要的。本文采用盲签名技术和密钥分配技术，实现了具有隐私数据保护能力的数据收集方案是智

4、能具有隐私保护的数据收集方案，与文献[1]和文献电网中比较迫切的安全需求。文献[1]采用协同传[2]方案相比，该方案不仅具有隐私保护能力，而且输来实现数据收集，具体来说，每一个用户的智能电计算量较小。表采用无线宽带接入技术，将用户的用电数据通过数据聚合单元传到电表数据管理系统；数据管理系1　系统模型及其安全需求统根据得到的所有用户的用电量，预测和调整下一1.1　系统模型基金项目：国家自然科学基金资助项目（61102056，61201132）；智能电网需要实时了解用户的用电信息，动态中央高校基础业务费研究项目（K5051301013）。调整电价，以及分析、预测

5、下一阶段的用电量。为2014年第12卷第11期19ELECTRICPOWERICT2014年11月电力信息与通信技术.indb192014/11/2410:45:21........................................ELECTRICPOWERICT了有序地进行数据传输，本文将智能电网通信架构Ժζ఺ౝ分为3个分级网络，分别为地区区域网络（Districtၸਖ਼ၸႂஜ૵ஜ૵அᬶAreaNetwork，DAN）、附近区域网络（Neighborhoodఄᑞႂᛪ഍ߴᎩСఴڠᐐՋ٧AreaNetwork，NAN）和建筑区域网络（Buildin

6、gႂᛪ઴ఄᑞథAreaNetwork，BAN）。其中，每个建筑区域网络都᝼۰ၸਖ਼Ԧᮑ是由多个用户组成，定义用户的智能电表和智能电网之间的信息交互接口为楼宇网关（BuildingGate-图2系统模型Way，BGW）。每个附近区域网络（NAN）由多个建Fig.2Systemmodel筑区域网络（BAN）组成，定义这一层网络节点为本1.2　安全需求地聚合器（LocalAggregator，LAG）。地区区域网在本文的安全模型中，默认可信机构和本地聚合络由多个附近区域网络（NAN）组成，定义这一层的器是可信的；楼宇网关能够遵从协议，但是在执行协网络节点为中央聚合器

7、（CenterAggregator，CAG）。议的过程中会尽可能地想得到用户的隐私信息，这里系统通信架构如图1所示。的隐私信息是指用户的详细用电数据。此外，攻击本文主要考虑如何实现用户通过楼宇网关匿名者可能发起主动攻击，威胁数据的完整性。因此，为传输数据至本地聚合器。了阻止攻击者获得用户数据，监测攻击者的恶意行为，安全的智能电网通信应该满足以下安全需求。1）机密性。攻击者无法获得用户的隐私内容，即使攻击者窃听用户的无线通信信息，也不能获得˖ܼᐐՋ٧技ఴڠᐐఴڠᐐ用户的用电数据，这样每个用户的用电数据可以满术Ջ٧ڠӜӜ۪ᎩፎՋ٧足隐私保护的要求。研¯究2）认证

8、和数据完整性。楼宇网关能够认证由合ᬃᤂӜ۪ᎩፎᬃᤂӜ