[发明专利]一种基于属性基的智能电网用电信息加密方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于属性基的智能电网用电信息加密方法和系统，系统初始化，授权中心生成系统需要的公共参数：公钥PK和主密钥MSK，并公开PK和MSK；用户提供自己的属性集合给授权中心进行认证，授权中心结合公钥PK和主密钥MSK为用户生成属性集合对应的私钥SK；数据服务管理者对上传的明文M先进行AES对称加密，再对对称密钥进行公钥加密，得到密文CT；数据访问者进行数据解密，将用户属性集合对应的私钥SK和密文CT作为输入，若用户的属性集合满足数据服务管理者定义的访问策略且属性时间在满足的时间限制范围内，则输出明文M，反则解密失败。本发明可实现对用户权限更加灵活、细粒度的访问控制管理，有效避免了智能电表数据泄露，保障了用户的用电隐私。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种基于属性基的智能电网用电信息加密方法和系统。

背景技术

随着智能电网的不断发展，智能电网不再是传统电力网络单一的电力传输，而是通过采集电网基础设施和分布式智能设备的多维信息数据，对数据进行分析，响应用户动态需求，不断优化智能电网。其中，智能电表(Smart Meter，SM)作为采集用户电力数据的智能设备，使得电力公司可以通过采集到的电表数据，实时的调整电价、供电需求和供电策略，其在智能电网中是不可或缺的重要部分。

然而在数据的访问与共享中，智能电网中的用户们也面临着用电信息泄露的风险，黑客会利用智能网关的漏洞绕过监管，入侵电网系统获取智能电表数据。电表的数据会暴露用户每时每刻的用电情况，黑客会对窃取到的数据进行分析判断，从而获取用户不同时间段的具体用电行为，来判断用户是否在家。因此，电表数据俨然成为智能电网中的重要资源，保护用户的用电信息不被泄露，是维护电网安全稳定运行的关键环节。现有技术存在用户用电信息保护易遭攻击、效率低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于属性基的智能电网用电信息加密方法和系统，采用混合加密机制，将基于属性的密文策略加密方案作为主要控制策略，并引入高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)算法对智能电表数据进行混合加密，在保证简单高效的数据加解密同时，兼顾了数据和密钥的安全性。同时，因为不同的用户角色对智能电表的访问权限是不同的，所以在基于门限决策树的秘密共享访问结构中加入对特定人员的时间段访问控制，达到更加细粒度的访问控制要求。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于属性基的智能电网用电信息加密方法，包括：

步骤1：系统初始化，授权中心生成系统需要的公共参数：公钥PK和主密钥MSK，并公开PK和MSK；

步骤2：用户提供自己的属性集合给授权中心进行认证，授权中心结合公钥PK和主密钥MSK为用户生成属性集合对应的私钥SK；

步骤3：数据服务管理者对上传的明文M先进行AES对称加密，再对对称密钥进行公钥加密，得到密文CT；

步骤4：数据访问者进行数据解密，将用户属性集合对应的私钥SK和密文CT作为输入，若用户的属性集合满足数据服务管理者定义的访问策略且属性时间在满足的时间限制范围内，则输出明文M，反则解密失败。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的步骤1以双线性群文件PairingParametersFileName及安全因子ξ作为输入，输出公钥PK和主密钥MSK，其中，公钥PK和主密钥MSK的生成过程如下：

步骤1.1：设置系统安全因子ξ，选取阶为素数p的乘法循环群G₁和G_T，随机生成整数群Z_r；