[发明专利]基于改进的同态加密算法的智能电网第三方隐私保护方法

说明书

本发明公开的一种基于改进的同态加密算法的智能电网第三方隐私保护方法，通过对Paillier同态加密算法进行修改，采用修改后的同态加密的公钥对电力数据进行加密，保证用户数据的隐私性，用于将加密后的数据以及签名密文发送给网关，网关对签名进行融合后验证其数据的完整性，然后网关对接收的所有加密电力数据进行融合，并将融合消息、融合签名和全部加密的电力数据发送给控制中心，控制中心再次验证数据的完整性，最后控制中心通过修改后的同态加密的私钥对加密数据进行解密，即可得到用户电力数据的明文，该方法通对已有Paillier同态加密算法的改进，应用于智能电网第三方的隐私保护，有效保护用户用电数据的机密性。

技术领域

本发明涉及信息加密领域，具体为基于改进的同态加密算法的智能电网第三方隐私保护方法。

背景技术

随着智能电网的发展，将用户的用电数据存储到云服务器从而来缓解电力公司的存储压力成为了必然之选。为了防止不可信的云服务器对用户用电数据的窃取，我们往往将数据以加密的形式进行存储。第三方数据使用者(如：市场分析师)需要对加密的用户用电数据进行查询审计，从而完成相应的工作任务，由此引起的隐私保护问题得到了研究界的极大关注。目前广泛使用于智能电网加密数据查询的方案，有的只能用于智能电网加密数据的等价检查。而在智能电网中，用户的用电数据往往是具有数值属性的，范围查询才更加适合于智能电网的实际应用。目前较为普遍的加密数据范围查询方案大致可分为四类：1)保序加密查询(OPE)方案；2)基于谓词的加密查询方案；3)不对称标量积保存加密查询(ASPE)方案。

OPE方案的加密方式是确定不变的，它暴露了不同值出现的频率，如果对其进行统计学上的分析，数据的安全性就会受到严重的威胁。Liu等提出了在V2G(Vehicle-to-Grid)系统中采用公平盲签名技术的方法，提出了一种可进行批验证的盲签名的聚合方案，该方案不仅具有匿名性而且支持加法和非加法的安全的数据聚合，但是该方案考虑了只有控制中心与用户存在的电力模型，这在实际电网中并不适用。

在基于谓词的加密查询方案中，如果数据的属性满足某个谓词，则会根据谓词生成与之对应的密钥用于解密与属性相关联的密文。为了提高查询的效率，有学者提出了基于树的索引结构来支持多维的范围查询。但在基于谓词加密的查询方案中，需要花费很大的精力来进行求幂和配对。

Wang在ASPE方案中引入了R-tree，该方法首先为给定的几组数据点构建一个常规R-tree，然后应用ASPE加密R-tree中的构小边界框(MBR)范围，创建一个称为“树”的分层加密索引。这种基于树的ASPE方案减少了排序信息的泄漏，但却会引起误报(FalsePositives)。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于改进的同态加密算法的智能电网第三方隐私保护方法，该方法能够有效保护用户的数据隐私安全，确保用户的交互用电信息不被泄露。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于改进的同态加密算法的智能电网第三方隐私保护方法，包括以下步骤：

步骤1、电网控制中心根据双线性映射生成同态加密的公钥(n,g)以及私钥(λ,μ)，网关根据网关的公钥和私钥在电网控制中心进行注册，用户根据用户注册的公钥和私钥在网关进行注册；

步骤2、将μ值公开化，同态加密的公钥修改为(n,g,μ)，同态加密的私钥修改为λ；

步骤3、用户根据修改后同态加密的公钥对各自的电力数据进行加密，然后用户采用用户注册的公钥对加密后的密文进行哈希得到哈希值，再采用用户注册的私钥对哈希值进行签名得到签名密文，最后将加密的电力数据和签名密文发送给网关；

步骤4、网关对接收的各个用户的签名密文进行融合得到初次融合签名，并验证初次融合签名的完整性，验证通过后执行步骤5；