1.一种智能电网中隐私保护的区域用户电量聚合系统,假设所述的区域内有 m个社区,一个社区内有n个用户;其特征在于:所述的系统具有二级网关结构,具体包括控制中心CC、区域网关AGW、社域网关RAGW、家域网HAN;所述的家域网HAN由部署在某个用户家中的智能电表、智能设备组成,用于实时采集该用户的用电信息;所述的社域网关RAGW通过WiFi与社区中的n个家域网HAN进行双向通信,家域网HAN利用WiFi将加密后的用户电量发送给社域网关RAGW,社域网关RAGW通过它与家域网HAN之间的WiFi连接将响应转发给家域网HAN;所述的区域网关AGW通过有线网络与区域内的m个社域网关RAGW进行双向通信,社域网关RAGW利用有线网络将单社区聚合电量发送给区域网关AGW,区域网关AGW利用有线网络将响应转发给社域网关RAGW;所述的控制中心CC将针对某个社区、某些社区或整个区域进行用电调控;所述的控制中心CC将针对某个社区或某些社区进行用电调控的具体实现过程是所述的控制中心CC利用与社域网关RAGW之间的单向信道,有选择性的对某个或某些社域网关RAGW发送响应,该响应是针对某个社区或某些社区的用电调控;所述的控制中心CC将针对整个区域进行用电调控的具体实现过程是所述的区域网关AGW通过有线网络与控制中心CC进行双向通信,区域网关AGW利用有线网络将区域聚合电量发送给控制中心CC,控制中心CC利用有线网络将响应发送给区域网关AGW,该响应是针对整个区域的用电调控。
2.一种利用权利要求1所述的智能电网中隐私保护的区域用户电量聚合系统进行电量聚合的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:系统初始化;
步骤2:用户报告生成;
步骤3:具有隐私保护的细粒度用户电量聚合,即单社区用户电量聚合;
步骤4:具有隐私保护的粗粒度用户电量聚合,即多社区用户电量聚合;
步骤5:响应的生成;
步骤6:响应的接收。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤1的具体实现包括以下子步骤:步骤1.1:控制中心CC根据安全参数生成系统参数和主密钥;
步骤1.2:区域网关AGW完成系统注册,生成自己的私钥和公钥;
步骤1.3:社域网关RAGW完成系统注册,生成自己的私钥和公钥,并向所在辖区的区域网关AGW发送注册请求,区域网关AGW向其分发超递增序列中的某个数以便社域网关RAGW生成本社区的区域加密参数;
步骤1.4:用户完成系统注册,生成自己的私钥和公钥,向所在社区的社域网关RAGW发送注册请求,社域网关RAGW向其返回社区的区域加密参数,向控制中心CC发生注册请求,控制中心CC向其返回认证密钥。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2的具体实现包括以下子步骤:步骤2.1:用户定期通过智能电表收集自己的用电量;
步骤2.2:利用同态加密算法对其进行加密,形成密文;
步骤2.3:用自己的私钥进行基于身份的签名;
步骤2.4:把签名信息与签名封装成用户报告发送给社域网关RAGW。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤3的具体实现包括以下子步骤:步骤3.1:社域网关RAGW利用高效抗伪造的批验证方法对收到的n份社区用户报告进行验证;
步骤3.2:如果验证通过,那么对n份密文实施聚合操作,得到细粒度聚合密文;
步骤3.3:用自己的私钥对由细粒度聚合密文、社域网关身份信息、区域网关身份信息、时戳构成的串进行签名;
步骤3.4:把签名信息与签名封装成细粒度聚合数据发送给区域网关AGW。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述的高效抗伪造的批验证方法,是将 n份用户报告或m份细粒度聚合数据构成的集合随机分成大小相当的两个子集;对每个子集实施批验证。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,步骤4的具体实现包括以下子步骤:步骤4.1:区域网关AGW利用高效抗伪造的批验证方法对收到的m份细粒度聚合数据进行验证;
步骤4.2:如果验证通过,那么从m份细粒度聚合数据中提取m份细粒度聚合密文,对 m份细粒度聚合密文实施聚合操作,得到粗粒度聚合密文;
步骤4.3:用自己的私钥对由粗粒度聚合密文、区域网关身份信息、控制中心身份信息、时戳构成的串进行签名;
步骤4.4:把签名信息与签名封装成粗粒度聚合数据发送给控制中心CC。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤5的具体实现包括以下子步骤:步骤5.1:控制中心CC对收到的粗粒度聚合数据进行验证;
步骤5.2:如果验证通过,从粗粒度聚合数据中提取粗粒度聚合密文,对粗粒度聚合密文进行解密得到整个区域的用电总量;
步骤5.3:利用得到的整个区域的用电信息和超递增序列的性质求解得到该区域内各个社区的用电总量;
步骤5.4:根据对区域用电总量和社区用电总量的分析,生成控制范围为整个区域的响应或者生成控制范围为某个或某些社区的响应;
步骤5.5:判断生成的响应是区域级响应还是社域级响应;
如果生成的是区域级响应,那么控制中心CC将响应包发送给区域网关AGW,区域网关AGW验证通过后,将响应包转发给该区域内的所有社域网关RAGW,社域网关RAGW验证通过后,将响应广播给社区内的所有用户;
如果生成的是社域级响应,那么控制中心CC将响应包发送给指定社域网关RAGW,社域网关RAGW验证通过后,将响应广播给社区内的所有用户。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤6的具体实现过程是用户利用自己的认证密钥对响应进行解析得到相应的控制信息。