融合雾计算与区块链的安全数据聚合研究

发布时间：2021-04-26 00:30

　　伴随无线通信技术的发展,各种智能传感设备应运而生,智能设备可以通过收集数据并将其传输到云中心,以进行实时观察和智能决策,而智能电网作为下一代电网受到了越来越多的关注。但是这些智能电表会生成大量数据,这为云中心带来了极大的负担;同时,在这个数据传输和存储的过程中,确保智能电网的隐私性、高效性、灵活性、安全性和稳定性至关重要。而随着连接到智能电网用户数量的增加,解决这些问题将变得更加困难。针对当前智能电网在计算和通信开销、灵活性、安全性、稳定性以及隐私保护等方面存在的突出问题,本文主要的创新性贡献包括如下三个方面:1)雾辅助的轻量级隐私保护数据多级聚合机制:针对当前隐私保护数据聚合研究机制在计算成本、通信开销、以及灵活性等方面存在的不足,本文提出了一种基于雾计算的轻量级隐私保护数据多级聚合机制。该机制利用云雾协作的多级聚合模型使中间层次的雾节点能够定期从连接的智能电表处收集数据,细粒度的聚合可有效节省通信开销,提高聚合机制的灵活性;同时使用扩展的Paillier加密算法、散列函数、霍纳规则使计算成本降低;最后,仿真结果表明本机制与现有机制相比具有更低的计算和通信开销。2)双区块链辅助的安全... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究目标及关键问题分析
    1.3 研究内容及安排
第二章 相关背景知识介绍
    2.1 雾计算
        2.1.1 雾计算概述
        2.1.2 雾计算的特点
        2.1.3 雾计算的安全和隐私问题
    2.2 区块链技术
        2.2.1 区块链技术的概述
        2.2.2 区块链的组成
        2.2.3 区块链的特点
    2.3 相关算法
        2.3.1 同态加密算法
        2.3.2 霍纳规则
        2.3.3 哈希算法
        2.3.4 布隆过滤器
        2.3.5 Merkle树
    2.4 本章小结
第三章 雾辅助的轻量级隐私保护数据多级聚合研究
    3.1 引言
    3.2 网络模型
    3.3 雾辅助的轻量级隐私保护数据多级聚合机制
        3.3.1 系统初始化
        3.3.2 智能电表用户报告的生成
        3.3.3 雾节点聚合报告的生成
        3.3.4 云服务器聚合报告的生成与读取
    3.4 性能评估
        3.4.1 时间成本
        3.4.2 通信开销
    3.5 本章小结
第四章 双区块链辅助的安全与匿名数据聚合研究
    4.1 引言
    4.2 网络模型
    4.3 双区块链辅助的安全与匿名数据聚合机制
        4.3.1 系统初始化
        4.3.2 UA-blcokchain的生成
        4.3.3 FA-blockchain的生成
        4.3.4 服务支撑
    4.4 安全与性能分析
        4.4.1 安全分析
        4.4.2 成功攻击概率分析
        4.4.3 计算成本分析
    4.5 本章小结
第五章 区块链辅助的V2G安全认证与隐私数据聚合研究
    5.1 引言
    5.2 网络模型
    5.3 区块链辅助的V2G安全认证与隐私数据聚合机制
        5.3.1 系统初始化
        5.3.2 电力注入请求
        5.3.3 EV-chain的生成
        5.3.4 Fog-chain的生成
        5.3.5 服务支撑
    5.4 性能评估
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文研究工作总结
    6.2 进一步研究工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3160381