[发明专利]智能电网中多维数据加解密的聚合方法

权利要求书

1.一种智能电网中多维数据加解密的聚合方法，其特征在于，利用中国剩余定理分别生成用电数据的加密公钥和解密私钥，对中间密文求离散对数，该方法的具体步骤包括如下：

(1)利用中国剩余定理分别生成用电数据的加密公钥和解密私钥：

(1a)生成一个k维的素数序列ρ₁,...,ρ_i,...,ρ_k，并将该素数序列作为用电数据的解密私钥，其中，k≥2，ρ_i＞2¹²⁸；

(1b)构造阶为模数N的椭圆曲线，其中，模数П表示连乘操作；

(1c)在椭圆曲线上选取阶为整数N′的循环群，在循环群中随机选取生成元，其中，N′＝N；

(1d)生成一个k′维的循环群元素序列P₁,...,P_i′,...,P_k′，并将该循环群元素序列作为用电数据的加密公钥，其中，k′＝k，P_i′＝M_i′M_i′^-1g，P_i′表示循环群元素序列中的第i′个循环群元素，整数ρ_i表示素数序列中的第i个素数，i＝i′，-1表示求逆操作；

(1e)可信机构将用电数据的加密公钥发布给每个智能电表，并将用电数据的解密私钥发送给控制中心；

(2)生成密码系统的公钥和私钥：

(2a)控制中心在[0,N-1]中随机选取一个整数，作为密码系统的私钥；

(2b)按照下式，计算密码系统的公钥：

p_o＝s_og

其中，p_o表示密码系统的公钥，s_o表示密码系统的私钥，g表示生成元；

(2c)控制中心保存密码系统的私钥，并将公钥发布给每个智能电表；

(3)对用电数据进行加密：

(3a)按照下式，计算密文解密参数：

R＝rg

其中，R表示密文解密参数，r表示智能电表在[0,N-1]随机选取的概率加密参数，g表示生成元；

(3b)利用数据加密公式，智能电表采用用电数据加密公钥、密码系统公钥、自己的盲因子以及自己选取的概率加密参数，对测量的用电数据进行加密，得到用电数据的密文；

(3c)智能电表将密文和密文解密参数发送给聚合器；

(4)分别对密文和密文解密参数进行聚合：

(4a)按照下式，计算聚合密文解密参数：

其中，R_A表示聚合密文解密参数，∑表示求和操作，n表示所有智能电表的总数，R_l表示第l个智能电表的密文解密参数，n≥l≥1；

(4b)利用密文聚合公式，聚合器用自己的盲因子对每个智能电表发来的密文进行聚合，得到聚合密文；

(4c)聚合器将聚合密文和聚合密文解密参数发送给控制中心；

(5)对聚合密文进行解密：

利用聚合密文解密公式，控制中心采用密码系统私钥和聚合密文解密参数对聚合器发来的聚合密文进行解密，得到中间密文；

(6)按照下式，对中间密文求离散对数，得到混合密文：

Q＝log_gM

其中，Q表示混合密文，log表示以生成元g为底的对数操作，M表示中间密文；

(7)对混合密文进行解密：

利用混合密文解密公式，控制中心采用用电数据的解密私钥对混合密文进行解密，得到聚合用电数据。

2.根据权利要求1所述的智能电网中多维数据加解密的聚合方法，其特征在于：步骤(3b)中所述的数据加密公式如下：

其中，C表示用电数据的密文，∑表示求和操作，v表示智能电表测量的用电数据的个数，m_j表示智能电表测量的第j个用电数据，P_i′表示用电数据加密公钥中的第i′个循环群元素，i′＝j，r表示智能电表在[0,N-1]中随机选取的概率加密参数，p_o表示密码系统的公钥，H(·)表示哈希操作，T表示当前时间戳，B表示可信机构在[0,N-1]中为智能电表随机选取的盲因子，g表示生成元。