面向智能电网的高效隐私保护数据聚合方案研究

发布时间：2021-10-07 00:54

　　智能电网被认为是下一代电力能源网络的解决方案。它可以提供实时的电力监控,更加精确和方便的用电计费、更加灵活和准确的电力资源调度等功能用于适应越来越现代化的居民用电需求,解决传统电网中日益凸显的问题。数据聚合是智能电网中的一个核心环节,是电力供应商分析统计用电情况、制定电力调度策略的基础。在数据聚合的过程中,研究核心和研究重点主要在以下几个方面。首先,用户的数据隐私需要得到保障,以防止用户的经济、财产等受到损失。其次,由于需要保证整个智能电网的建设和运行成本,使智能电网能大范围地运用,整个数据聚合过程必须做到高效以节约相关成本。另一方面,在实际电网的运行过程中,现实情况相当复杂,方案必须具有很高的适应性,这就要求智能电网数据聚合方案在保证隐私保护和高效的同时兼顾一些实用性的功能,例如按区域聚合、多维度聚合、错误容忍等等,使数据聚合后的结果更有利于后续的统计与分析。基于以上的几个研究重点,本文在保证用户隐私的前提下提出了两个面向智能电网的高效隐私保护数据聚合方案。其中,第一个方案通过Paillier同态加密体制和中国剩余定理,完成了智能电网在单次聚合过程中,按区域进行隐私保护的数据聚合。第... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 智能电网基本概念
        1.2.1 数据聚合系统模型
    1.3 研究重点
        1.3.1 安全性问题
        1.3.2 效率问题
        1.3.3 附加功能
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 隐私保护聚合方案
        1.4.2 按区域聚合方案
        1.4.3 多维度聚合方案
    1.5 本文研究内容
    1.6 本文组织结构
    1.7 本章小结
第二章 预备知识与概念
    2.1 中国剩余定理
    2.2 Paillier同态加密体制
    2.3 双线性配对
    2.4 拉格朗日插值多项式
    2.5 Hash函数
    2.6 其他数学知识
    2.7 本章小结
第三章 面向智能电网的按区域数据聚合方案
    3.1 研究目标
    3.2 系统模型和设计目标
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 安全模型
        3.2.3 设计目标
    3.3 详细方案
        3.3.1 系统初始化
        3.3.2 报告用电数据
        3.3.3 数据聚合
        3.3.4 解密聚合数据
    3.4 安全性分析
    3.5 效率分析
    3.6 本章小结
第四章 面向智能电网的数据多维度聚合方案
    4.1 研究目标
    4.2 系统模型和设计目标
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 安全模型
        4.2.3 设计目标
    4.3 详细方案
        4.3.1 系统初始化
        4.3.2 密钥生成
        4.3.3 用户数据生成
        4.3.4 数据聚合
        4.3.5 解密聚合数据
        4.3.6 错误容忍
    4.4 安全性分析
    4.5 效率分析
        4.5.1 计算开销
        4.5.2 通讯开销
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文、参与科研和获得荣誉情况



本文编号：3421063