带有可充电电池的智能电表系统的信息论隐私
信息论
2017-09-19 v4 math.IT
摘要
智能电表系统近乎实时地向公用事业提供商报告用户的用电量。这可能会向公用事业提供商泄露用户的隐私信息。在本工作中，我们研究使用可充电电池以为用户提供隐私。我们假设用户负载序列为一阶 Markov 过程，电池满足理想电荷守恒，且隐私使用用户负载与电池输出之间的归一化互信息（泄漏率）来度量。我们考虑此设定下满足可行性约束的电池充电策略。我们提出对原始问题进行一系列约简，并最终将其重构为可使用动态规划求解的 Markov 决策过程 (MDP)。在独立同分布需求的特殊情形下，我们显式刻画了最优策略，并证明相关的泄漏率可表示为单字母互信息表达式。在此情形下，我们证明最优充电策略具有一种直观解释，即保持状态的某种不变性。有趣的是，可以提供一种替代的最优性证明，该证明不依赖 MDP 方法，而是基于纯信息论约简。
引用
@article{arxiv.1510.07170,
title = {Information-Theoretic Privacy for Smart Metering Systems with a Rechargeable Battery},
author = {Simon Li and Ashish Khisti and Aditya Mahajan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.07170},
year = {2017}
}