[发明专利]一种基于可信计算和隐私计算的配电网安全防护方法

说明书

本发明公开了一种基于可信计算和隐私计算的配电网安全防护方法，至包括步骤：在本地端布署聚合层，使本地端包括包含有智能电表的边缘节点层、包含聚合器的聚合层以及包含终端的终端层；将本地端的所有智能电表、聚合器、终端设备均视作网络节点；利用可信计算技术实现各节点自身状态安全，各层间交互可信和边缘节点间交互可信验证，在各节点之间建立可信通信；本地端结合同态加密技术将各用户用电数据进行拆分再聚合，使得聚合器端只能得到区域内用户用电量总量，而不能得到单个用户用电量，以实现安全防护。实施本发明，可以保护用户用电数据的隐私。

技术领域

本发明涉及电力用户用电数据隐私保护及学习相关的技术领域，特别涉及一种基于可信计算和隐私计算的配电网安全防护方法。

背景技术

现今在用户用电信息安全方面，面临以下的问题：

在传统的配电网中，对智能电表等边缘侧设备的安全防护不够，易导致出现数据泄露、数据篡改等安全问题；

由智能电表采集的上行传输的用户用电数据，传统电力系统不会对其进行加密处理，在进行传输和计算时，会导致用户用电数据信息存在隐私泄露的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，本发明提出了一种基于可信计算和隐私计算的配电网安全防护方法，用于提高配电网本地侧运行交互安全性及用户用电数据的隐私保护程度。

为了解决所述技术问题，本发明的一方面，提供一种基于可信计算和隐私计算的配电网安全防护方法，其至少包括如下步骤：

步骤S10，在本地端布署聚合层；使本地端包括包含有智能电表的边缘节点层、包含聚合器的聚合层以及包含终端的终端层；

步骤S11，将本地端的所有智能电表、聚合器、终端设备均视作网络节点；利用可信计算技术实现各节点自身状态安全，各层间交互可信和边缘节点间交互可信验证，在各节点之间建立可信通信；

步骤S12，本地端结合同态加密技术将各用户用电数据进行拆分再聚合，使得聚合器端只能得到区域内用户用电量总量，而不能得到单个用户用电量，以实现安全防护。

优选地，所述步骤S11进一步包括：

通过各节点内置的可信模块构建信任链来完成各节点自身的可信验证，具体包括：

节点启动时，可信模块先于节点中的CPU上电，首先由可信模块对BIOS进行完整性度量，度量通过后将权限交给BIOS，由BIOS对操作系统载入器(OS loader)进行完整性度量，然后操作系统载入器对操作系统内核(OS kernel)进行完整性度量，并按照启动运行顺序将完整性度量值存放到可信模块的平台配置寄存器(platform configurationregister，PCR)中，由此构建线型的静态信任链；

当节点的操作系统内核运行起来以后，操作系统内核根据任务进行程序的调度，利用度量代理完成被调度程序的完整性度量，并将度量值存入可信模块的平台配置寄存器中，从而构建星型的动态信任链。

优选地，所述步骤S11进一步包括：

通过远程可信证明来实现节点间交互可信，具体包括：

两个节点在进行信息交互之前，建立只能够进行需求信息和完整性报告收发的信道，请求方根据应答方完整性需求完成自身的完整性度量，形成完整性报告并用自己的私钥进行签名，然后将签名后的完整性报告发送给应答方进行验证；

应答方的验证分为身份验证和完整性度量值验证，应答方通过对方公钥验证请求方身份是否正确；当身份正确后，再通过校验请求方的完整性度量值与存在本地可信模块内平台配置寄存器的完整性度量值是否一致，来验证请求方运行状态是否被篡改，当验证通过后就认为请求方可信，从而进行信息交互。

优选地，所述步骤S12进一步包括：