[发明专利]一种用电数据安全共享模型、方法及系统

说明书

本发明公开了一种用电数据安全共享模型、方法及系统，考虑有多方实体参与的用电数据共享环境，由各实体节点组成的联盟区块链为基础，在链上部署数据处理智能合约，构建面向多方实体参与的用电数据安全共享模型；综合考虑用电环境实际情况和用电市场常见的用电数据统计需求，在用电数据安全共享框架内，制定数据请求者聚合请求的表达方法；基于Paillier同态加密算法和盲因子结合的签密算法，智能电表、聚合服务器、可信中心和数据处理智能合约对聚合请求进行响应，实现用电数据的按需聚合，实现用电数据按需聚合的同时避免原始用电数据的泄漏。

技术领域

本发明涉及智能电网用电数据安全保障领域，具体而言，涉及一种用电数据安全共享模型、方法及系统。

背景技术

现如今，随着电网数字化转型的不断加快，电网内部产生的数据是海量的。在电力交易市场中，对于用电数据的统计需求变得愈发迫切。通过智能电表采集得到的不同性质和类型的用电数据，能够用来计算账单、分析用电情况和监测用电设备的运行状态。因此，在保护用户隐私的前提下，保障用电数据安全地进行数据共享是非常重要的，研究如何对用户智能电表收集的数据在确保用户隐私安全的前提下进行数据聚合具有重要意义。

目前，智能电网用电数据聚合方法主要基于同态加密、分片组合、差分隐私等。基于同态加密的方法可以对一些即使在加密状态下的敏感用电数据进行运算，避免隐私泄露；基于分片组合的方法需要智能电表用户将自己的总用电量随机拆分成多个用电量分片，分发给其他智能电表用户，每个用户将自己剩余的用电量分片与从其他用户处收集到的用电量分片组合成新的数据，在将新数据传输给聚合节点进行数据聚合，当分片组合的方法在运行过程中一旦出现数据碰撞或因物理原因导致的分片丢失，会影响最终的数据聚合结果的准确性；基于差分隐私的方法通过在用电数据聚合中加入随机数据的形式来模糊原始数据，使数据集中各类数据的差异性尽量地小，因此攻击者无法在这样的数据集合中分析出某个个体是否存在，将数据隐私进行因此，当该方法由于加入了噪声导致数据在一定范围内失真，会在一定程度上影响数据聚合的准确性。

综上，现有的智能电网用户数据聚合方法存在以下几个方面的局限：一是具有原始数据泄露的风险，虽然可以在一定程度上保护用户隐私，但采用了将原始的用电数据聚合值发送给了数据请求方，很容易造成原始数据的泄漏和滥用；二是聚合方式单一固定，不能满足当前电力交易市场中众多数据请求者对用电数据的不同统计需求。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在用电数据共享环境中实现对用电数据进行按需安全共享。目的在于提供一种用电数据安全共享模型、方法及系统，通过构建面向多方参与实体的开放环境下的用电数据安全共享模型、部署安全可行的聚合需求表达方式和智能合约，实现用电数据按需聚合的同时避免原始用电数据的泄漏。

本发明通过下述技术方案实现：

一方面，

本发明提供一种用电数据安全共享模型，包括：

数据请求节点，用于按照制定的聚合请求表达方式向可信中心节点提交用电数据聚合请求；

可信中心节点，用于对所述数据请求节点提交的用电数据聚合请求进行审核，对经审核合格的用电数据聚合请求进行分析，将分析结果发送给指定的智能电表节点和智能合约处理节点；

智能电表节点，用于根据所述可信中心节点发送的分析结果进行用户用电数据收集和加密，将加密后的用户用电数据上传至聚合服务器节点；

聚合服务器节点，用于对所辖区域内的智能电表节点上传的用户用电数据进行局部聚合，并将局部聚合结果进行加密；将加密后的局部聚合结果发送给智能合约处理节点；

智能合约处理节点，用于根据提前部署的智能合约和所述可信中心节点发送的分析结果对所述聚合服务器节点发送的局部聚合结果进行解密和统计，将统计结果发送给所述数据请求节点。