| 基于同态加密的能源大数据安全系统 |
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| 引用本文： | 陈学先,李宏发,李霄铭,王斌,杨旸.基于同态加密的能源大数据安全系统[J].福建师范大学学报(自然科学版),2023(2):9-25. |
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| 作者姓名： | 陈学先 李宏发 李霄铭 王斌 杨旸 |
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| 作者单位： | 1. 国家电网有限公司;2. 国网福建省电力有限公司信息通信分公司;3. 国网信通亿力科技有限责任公司;4. 福州大学计算机与大数据学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(61872091)；;国家电网有限公司总部科技项目(5700-202190175A-0-0-00)； |
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| 摘 要： | 针对智能电网能源调度供给过程中储能单元隐私信息易泄露等问题，利用能源大数据对充电需求和能源供应情况进行管理，在云端协同的边缘服务系统框架下，设计基于同态加密的能源大数据安全聚合和智能调度系统.多个以边缘服务器为中心的边缘服务域负责进行用电需求的采集、验证和汇聚，然后各边缘服务域将汇聚数据提交给能源需求响应中心以制定电力调度方案.提出的多密钥同态加密运算协议，以支持不同密文域上的同态计算.然后设计了充电请求优先级计算公式，利用多密钥同态加密协议对密态用电数据(包括完成充电时间和电池充电状态等)进行计算，根据充电请求的不同优先级聚合充电请求数据，实现了隐私保护的数据协同处理、安全聚合和智能调度.与现有方案相比，本系统不仅保证了充电请求数据的保密性、完整性和可认证性，还实现了充电调度方案的隐私保护，并且能够抵抗优先级伪造攻击.大量实验的结果和仿真测试证实了方案具有较低的计算和通信开销.通过形式化的安全性证明证实了多密钥同态加密运算协议可抵抗内部和外部敌手的攻击，并且边缘服务器在整个数据聚合过程中不能获知储能单元的隐私信息.
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| 关 键 词： | 智能电网 同态加密 能源大数据 充电调度 安全聚合 认证 |
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