(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221093215 6.8 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 桂林电子科技大 学 地址 541004 广西壮 族自治区桂林市七 星 区金鸡路1号 (72)发明人 王会勇　龚云梅　丁勇　唐士杰　 王继奎　 (74)专利代理 机构 桂林文必达专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 45134 专利代理师 张学平 (51)Int.Cl. H04L 9/00(2022.01) H04L 9/06(2006.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/32(2006.01)H04L 67/12(2022.01) G07F 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种具有隐私保护的智能 电网实时处理系 统及方法 (57)摘要 本发明涉及智能电网技术领域， 具体涉及一 种具有隐私保护的智能电网实时处理系统及方 法， 在智能电网背景下， 基于雾计算、 编码和同态 加密等技术， 构造一个具有多功能且高效的隐私 保护方案， 具体的， 通过本发明的智 能电网实时 处理系统， 电力服务提供商不仅能够获得注册用 户的总用电量， 而且还能够基于实时价格向用户 收取费用， 当用户对电力服务提供商发送过来的 账单产生质疑时， 可向仲裁中心发起仲裁请求， 由仲裁中心解决争议， 同时用户也可以向电力服 务公司发起查询请求查询一段时间内的电费， 解 决了现存的方案未能实现的多种功能集为一体 的技术问题。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115442020 A 2022.12.06 CN 115442020 A 1.一种具有隐私保护的智能电网实时处 理系统， 其特 征在于， 包括根密钥生成中心RKG、 智能电表SMij、 雾节点FNi、 仲裁中心AC和电力服务提供商SP， 所述根密钥生成中心RK G负责生成系统公共参 数和各实体的注册， 所述智能电表SMij负责生 成用户的实时用电量数据， 并将加 密后的用电数据定期发送给相应的雾节点FNi， 所述雾节 点FNi负责验证密文的有效性， 并将 所有有效密文聚合后转发给仲裁中心AC， 所述仲裁中心 AC负责预解密和仲裁争议， 所述电力服务提供商SP负责收集电网覆盖区域内所有用户的总 用电量并进行实时收费。 2.一种具有隐私保护的智能电网实时处理方法， 采用如权利要求1所述的具有隐私保 护的智能电网实时处 理系统， 其特 征在于， 包括下列步骤： 根密钥生成中心RKG生成系统初始参数； 系统内各实体注 册并获得密钥； 智能电表SMij加密用电量数据并发送给相应雾节点FNi； 所述雾节点FNi进行聚合验证； 所述仲裁中心 AC检查报告的有效性并进行 预解密； 实时电量计费； 如产生电费问题争议则进行仲裁处 理。 3.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于， 根密钥生成中心RKG生成系统初始参数的过程， 包括下列步骤： 根密钥生成中心RKG生成一个双线性映射e:G ×G→Gτ,其中G,Gτ是两个阶为q的乘法循 环群， g是G的一个生成元； 根密钥生成中心RKG选择一个安全的加密哈希函数H:{0,1}*→G。 4.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于， 所述密钥 包括私钥和公钥， 根密钥生成中心RKG针对每一个注册的实体随机选择私钥， 并计算生成相应的公钥。 5.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于， 在所述雾节点FNi进行聚合验证的过程中， 接收到覆盖区域中所有的智能电表SMs发送 的数据后， 雾节点FNi先通过运行批量验证算法来检查所有报告的有效性， 再将所有的有效 密文聚合后发送给仲裁中心 AC。 6.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于， 在所述仲裁中心AC检查报告的有效性并进行预解密的过程中， 仲裁 中心AC首先通过运 行批量验证算法来检查所有报告的有效性， 在通过验证后进行预解密， 并将解密后的结果 发送给电力服 务提供商SP。 7.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于， 实时电量计费的过程， 包括下列步骤： 雾节点FNi聚合电费密文； 仲裁中心 AC预解密被雾节点FNi聚合的电费密文； 电力服务公司SP对仲裁 中心AC预解密后得到的结果进行最终解密， 获得用户在一个计 费周期内的电费。 8.如权利要求2所述的具有隐私保护的智能电网实时处 理方法， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115442020 A 2仲裁处理的过程， 包括下列步骤： 步骤1： 对于有争议的电费密文(Uij,Vij)， 仲裁中心AC使用私钥xAC对其进行预解密 得到 预解密后的密文 步骤2： 电力服 务公司SP使用私钥xSP计算 并生成签名 其中TSP是当前时间戳， 用于抵御重放攻击， IDSP是电力服务提供商SP的身份标识， Bil为 有争议的电费账 单， ||为串联符号； 步骤3： 电力服 务提供商SP将( σSP,IDSP,W,Bill,TSP,pkSP)发送给仲裁中心 AC； 步骤4： 仲裁中心 AC通过检查如下等式是否成立检查报告的有效性： e( σSP,g)＝e(H(IDSP||W||Bill||TSP),pkSP)； 步骤5： 如果报告有效， 仲裁中心AC计算 在得到 后， 利用 pollard lambda方法， 仲裁中心AC可以获得 其中， pm为第m个时段 的电价， 然 后通过比较用户和电力服 务提供商SP发送的账 单， 仲裁中心 AC进行有效地进行仲裁 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115442020 A 3