[发明专利]基于区块链的智能电网多维多子集隐私保护数据聚合方法

权利要求书

1.基于区块链的智能电网多维多子集隐私保护数据聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、系统初始化：

1)可信第三方产生Paillier加密算法所需的参数，并通过安全信道将密钥发送给每个智能电表、雾节点以及控制中心；

2)控制中心将用户的用电范围分为s个子集并产生两组超递增序列{a₁,a₂,...,a_s}，{b₁,b₂,...,b_s}以及一个霍纳参数R用于实现对多维数据进行多子集划分；并将两组超递增序列以及霍纳参数R在系统中公开；

其中超递增序列{a₁,a₂,...,a_s}用于获得系统中每一维用电数据中每个子集内的总用电量，超递增序列{b₁,b₂,...,b_s}用于获得系统中每一维用电数据中每个子集内用户的数量，霍纳参数R用于标记每一维用电数据；

3)控制中心根据两组超递增序列以及Paillier加密算法的生成元计算聚合参数并发送给智能电表；

步骤B、智能电表端密文的生成：

1)智能电表收集用户的l维用电数据，并根据控制中心划分的用电范围判断每一维用电数据属于哪一个子集；

2)智能电表利用自己的私钥、霍纳参数R以及聚合参数采取Paillier加密算法对用户多维用电数据加密生成密文，并将该密文打包成一个交易，构成一个区块，发送到区块链中；

3)区块链上的矿工利用工作量证明机制PoW为该交易进行工作量证明，并广播给其它节点，其它节点对此证明进行验证；通过，则表示接收并将该区块加入到区块链上；

步骤C、雾节点端聚合密文的生成：

1)区块链上的雾节点聚合所有正常工作的智能电表的密文得到聚合密文，并将该聚合密文打包成一个交易，构成一个区块，发送到区块链中，区块链上的矿工对交易进行证明；

步骤D、控制中心端解密：

1)控制中心使用自己的私钥对聚合密文进行解密得到一个明文多项式；

2)控制中心利用霍纳规则对明文多项式进行解析，获得关于系统中每一维用电数据的聚合多项式；

3)控制中心根据超递增序列{b₁,b₂,...,b_s}从每一维的聚合多项式恢复系统中每一维用电数据中每个子集内的用户数量；

4)控制中心根据超递增序列{a₁,a₂,...,a_s}从每一维的聚合多项式恢复系统中每一维用电数据中每个子集内的总用电量。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网多维多子集隐私保护数据聚合方法，其特征在于：系统初始化过程中每个智能电表在加密阶段利用所述聚合参数、霍纳参数对用户多维用电数据加密，在加密时只进行l个乘法操作。

3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的智能电网多维多子集隐私保护数据聚合方法，其特征在于：所述的区块链为以太坊区块链。