智能电网中的面向最邻近查询的隐私保护方法.pdf

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1、中图分类号：TP11文献标志码：B文章编号：2095—641X(2016)11一O116—06DOI：1016543／j2095-641×electricpower．ict201611021智能电网中的面向最邻近查询的隐私保护方法杨晶国网甘肃省电力公司经济技术研究院，甘肃兰州730050)摘要：智能电网建立了用户和电力企业之间双向信息的渠道。但细粒度的用电量采集，会暴露用户的用电行为、生活行为、行踪和偏好等隐私信息。隐私保护是智能电网进一步发展需要解决的重要问题。目前隐私保护主要面向求和、平均值和方差等聚合操作

2、，无法应对最邻近查询。文章探讨面向最邻近查询的隐私保护方法，利用基于异或的同态加密函数和基于编码比较的最小差值查询。来设计最邻近查询的隐私保护。分析表明，基于异或的同态加密函数的最邻近查询的隐私保护方法具有较低的计算复杂度和通信开销，适用于计算能力有限和通信带宽较小的智能电表节点。关键词：隐私保护；最邻近查询：智能电网电巡受火难性破叫为此北火、限制斜能电0引言丧使JI1，f止JIJ前需JtJf一签汀隐私露情f5}1能【『i{J(SmartGrid)⋯现仃信息技术融入此斜能fUf息采集处理过的隐私护址}＼能统能f

3、JJI卅络，仃的IlJ干¨rl丁观，能解决咆网进一少发腮需解决的嘤'11J?传统I12．J皂币lJJI1半低、Ji三、奠稳分析【木1数曲I障教传输过lII的仉密，数难；同『Ilj‘给】能流的ll1t洲控，他J分i接收处方fI』】道数据的『lIfl=数JJIl隐新能源发电、分』ff1}f能系统的接入l他川大私j，1址他数拨收fIl处理力道个数jlt值}Y能ILL、智能终端、智能家IUI'l"J披入，他能【的情卜，扶僻数据祭的统汁息，如求、r均『‘q订够●一Itj功的U努f‘，JI』『'，『】J‘L实时J值、方、山

4、：人／最小、最邻近台H爷能}乜晰f，Ik、If迮J、I能J-矗、[乜价I；羽IflU，合的隐私f护技土包括数扔J11I惭13-41、数火真(distorting)1~,51发排IU使』IJ；IU，J业I】‘以扶取川的细川【U、J；I{m0发，f币『1f}f}I(Battery—based息，为提供多的增们J]『{纾LoadHiding，BLH)『l】，利Jtl数据衔脱隐能电●J’川厂和}乜，J、『之1议向信息私保护主‘宋川㈨态甯函数迎过JJfl或乘怠JJIJ的逝，改r人【牛活顷，摊“rJ}lJI效率，也．街数脱

5、聚合操件(术f『I、半均fII_、厅差)的隐私保他浊分J窬扶取}、川消的1：几火数护I7-S]，这同念『Jf1崭数复杂发、汁}I火适瞍的JItIU采集，川rJ的JIJIU行为、合能力仃的智能电点．而儿几法障最大／最，Ii．、行踪们好等隐私价息这小仪会给川小他汁的隐私J’，I术·系列小良导敛个人财J：损火Jj至，卜命水义探讨面向最邻近台嘞的隐私保}，J，利川基奠个受峨帅、，InIl‘}【】向f乜网fJ【滔逛f，jj百J‘能他r异或的忿加密数f¨编码49L$，实现最邻近查田墨巨匿eTRiCPOWERiCT⋯。一⋯一

6、⋯·⋯⋯询的隐私保护。基于异或的同态加密函数和编码机量较高的短处，基于异或操作的同态加密被提出。fr,0的传输量和计算复杂度都较低，适用于计算和存其主要思想是通过特定方法为每个用户生成密钥，储能力有限的智能电表节点。随后将用户数据与密钥进行异或操作得到加密数据，加密数据之间进行异或得到的结果与原始数据1基于异或的同态加密函数之问异或操作得到的结果一致。为了更好地描述其1．1异或操作过程，举例如下：现有个用户X．，X：，⋯X，独立而均异或是一个数学运算符，经常被用于进行逻辑匀的选择lit个二进制位串S，S∈(0，

7、1)，对于每个用户，上的运算。异或操作只能用于整数之间，常用于二计算=Si和=S。_l'其中a、be，2，rood指取余进制运算。其运算法则如下：如果A、B2个数值不运算。将和分配给用户X，将每个用户分配到的同，则异或结果P为l；若相同，则异或结果P为0。和进行异或，计算出每个用户的密钥k，再将每个异或具有的重要特点：0异或任何数等于任何数；1用户的数据与其密钥进行异或加密得到加密数据。异或任何数等于任何数取反；任何数异或自己等于加密过程如下：把自己置0。j：1分酉己SI，S2E(x1)=l01=l0l02异或

8、操作简单，广泛应用于计算机中，根据其特i=2分酉S2，S3E(x2)=20庀2=_]c20203质常应用于：使二进制串的某些特定位翻转，将0变成1、1变成0；交换2个变量的数据，且不需要用i=n分酉己S，S1E(x)=0=00l第3个变量充当临时变量；在汇编语言中，常常利用解密过程如下：变量异或自己置0；快捷的判断2个数据是否一致。将全部加密的用户数据E(x)⋯．，E(x)进行异除此之