支持双向选择聚合的智能电网隐私保护方案

王 珏， 杨 勇， 吴立强， 包诗琦

(1.武警警官学院信息通信系， 成都 610213； 2.武警工程大学密码工程学院， 西安 710086)

智能电网是传统电网的智能化，以实体电网设施和信息交互平台为基础，整合各种实时生产和运营信息，加强对电网业务流动态的分析、诊断和优化，并给出相应的辅助决策支持，最大程度地实现精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理[1]。

高级测量技术是智能电网的核心组成部分，包括智能电表、通信网络、计量数据管理系统等。智能电表(smart meter，SM)根据预先设定的时间间隔(如15 min)测量多种电力计量值，如用电量、电压、电流等。SM具有双向通信功能，因此支持断电报告、分时或实时电价，甚至需求侧响应等高级应用。

用户耗电数据是敏感信息，攻击者从中可以推测出用户是否在家、电器使用情况、生活方式及偏好等，因此，精细粒度的数据泄露会严重威对用户隐私。

数据聚合是解决上述矛盾的一个有效方法。典型的聚合模型中，智能电表实时地收集用电数据，并周期性地发送给网关或者雾节点(通常被称作聚合者)，聚合者进行求和，将最终结果发送给控制中心(control center，CC)，控制中心根据耗电总量实现预测分析、平衡调度等，但无法获知单个用户耗电数据。为了防止聚合者或者第三方获取隐私数据，智能电表通常先将数据加密再传输，聚合者在密文域上聚合，因此，聚合方案满足加法同态性。

数据聚合还应提供账单功能。在一个较长周期后，控制中心根据用户在本周期内的耗电量，结合价目表，计算付费账单。……