[发明专利]一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方法

说明书

本发明公开了一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方法。该方法包括以下步骤：由物联网智能终端设备采集多维电力数据；由网关基于同态加密将多维数据聚合成一个数据密文并与控制中心进行数据传输和指令传达；由可信任机构为同态加密提供相应参数并采用密文策略属性加密算法加密每个维度的同态加密私钥得到私钥密文；由控制中心将收集的数据密文与私钥密文存储在云服务器中；数据分析机构、数据用户和控制中心访问已授权维度的数据信息。该方法实现了电力数据的多维数据聚合，保护了用户的隐私安全；利用云存储实现了对电网数据维度级别的访问控制，有效提高了对电网数据存储的安全性和访问控制的可靠性。

技术领域

本发明属于智能电网信息安全领域，具体涉及一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方法。

背景技术

智能电网是电力工业发展的方向和趋势。在智能电网与物联网的驱动下，泛在电力物联网得到了迅速的发展。物联网智能终端被大量部署，并应用于发电、输电、配电、用电等多个环节。为了有效地存储和管理各类智能设备产生的大量数据，云物联网的解决方案被提出来了。在云物联网的支持下，各类智能设备产生的大量数据首先由本地前端服务器收集和处理，然后上传存储在云服务器中。云中的数据可以被各类型的数据用户访问。

在泛在电力物联网迅速发展的同时，还面临着一些安全风险和安全挑战。在电力数据采集中，各类智能终端设备包含了用户多维数据信息，然而如何保护多维数据的隐私问题是值得考虑的。而且随着智能电网与物联网的结合，新增了细粒度更高的海量数据，考虑数据存储问题的同时，需要考虑数据的安全性和访问控制问题。

针对上述问题很多文献都给出了相应的解决方案。这些方案对电力数据进行了有效的聚合保护了用户隐私，然而忽略了数据的存储和访问控制问题。或者仅考虑了数据的细粒度访问控制，没有考虑保护用户的数据隐私。还有些方案考虑数据聚合与访问控制的结合，但采集的数据单一，且没有将云物联网应用于智能电网，并且使用的加密算过于陈旧，计算开销和通信开销过大。

因此考虑到泛在电力物联网的数据安全隐私保护和细粒度访问控制问题。本发明提出了一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方案。采用同态加密算法将采集的多维数据进行同态聚合，同时对云存储使用密文策略属性加密算法进行细粒度访问控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方法，以实现泛在电力物联网的多维数据聚合与细粒度访问控制。

本发明所述的一种泛在电力物联网的多维数据聚合与访问控制方法，其特征在于该方法由物联网智能终端设备采集多维电力数据；由网关基于同态加密将多维数据聚合成一个数据密文并与控制中心进行数据传输和指令传达；由可信任机构采用密文策略属性加密算法加密每个维度的同态加密私钥得到私钥密文；由控制中心将收集的数据密文与私钥密文存储在云服务器中；数据分析机构、数据用户和控制中心可以访问已授权维度的数据信息。

具体地说，本发明包括以下步骤：

物联网智能终端设备对电网多维数据进行采集；

网关基于Boneh-Goh-Nissim同态加密将多维数据聚合成一个数据密文并与控制中心进行数据传输和指令传达；

可信任机构为同态加密提供相应参数并采用密文策略属性加密算法（CP-ABE）加密每个维度的同态加密私钥得到私钥密文；

控制中心将收集的数据密文与私钥密文存储在云服务器中；

数据分析机构、数据用户和控制中心可以访问已授权维度的数据信息；

其中，物联网智能终端设备对电网多维数据进行采集包括以下步骤：

智能电表采集家庭局域网中各用电设备的用电数据；

高计量设备与无线传感器网络收集发、输、配电等环节的多维数据；