面向智能电网的隐私保护与抗合谋充电协调方案
密码学与安全
2020-02-21 v3
摘要
包括电动汽车和家用电池在内的储能单元(ESU)为现代智能电网带来了若干有吸引力的特性，例如有效的需求响应和降低电费。然而，ESU的无序充电会给电力系统带来压力。在本文中，我们提出了面向智能电网的集中式和分布式两种隐私保护且抗合谋的充电协调方案。集中式方案适用于将ESU连接到电力公司的稳健通信基础设施，而分布式方案则适用于基础设施不可用或成本高昂的情况。在集中式方案中，每个储能单元应从充电控制器(CC)获取匿名令牌，以便通过聚合器向CC发送多个充电请求。CC可以利用充电请求获得足够的数据来运行充电协调方案，但无法将这些数据链接到特定的ESU或泄露任何隐私信息。我们的集中式方案采用改进的背包问题公式化技术，在不超过可用最大充电容量的前提下，最大化在充电请求过期前输送到ESU的电量。在分布式方案中，多个ESU以分布式方式运行该方案，无需聚合器或CC。选择一个ESU作为头节点，该节点应解密聚合后的ESU消息密文并将其广播给社区，同时不泄露各个ESU的充电需求。然后，ESU可以根据聚合的充电需求协调充电请求，同时不超过最大充电容量。通过大量实验和仿真证明，我们的方案高效且能抵御多种攻击，并能保护ESU所有者的隐私。
引用
@article{arxiv.1905.04666,
title = {Privacy-Preserving and Collusion-Resistant Charging Coordination Schemes for Smart Grid},
author = {Mohamed Baza and Marbin Pazos-Revilla and Mahmoud Nabil and Ahmed Sherif and Mohamed Mahmoud and Waleed Alasmary},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.04666},
year = {2020}
}