代理重加密在智能电网安全数据共享中的应用及关键技术研究

Abstract: Smart grid makes the problem of secure data sharing in it crucially important because of its own openness and non-full credibility. Despite existing studies concerning the data privacy preservation for smart grids, there remain many limitations in terms of security, convenience, particularity and efficiency of data sharing. Therefore, this project will study the application and key technologies of proxy re-encryption in secure data sharing of smart grid to ensure more secure, convenient, detailed and efficient sharing of data in an open, non-fully trusted smart grid environment. We will focus on study: 1) Homomorphic proxy re-encryption scheme. Grid operators can directly handle user encrypted data, which facilitates the processing of data. 2) Fine-grained access controlled proxy re-encryption scheme. Electricity users can achieve more detailed data sharing by way of data subsets according to data usage demands. 3) Proxy re-encryption scheme without bilinear pairings. Smart grids can save on resource overhead for more efficient data sharing. 4) Demonstration and verification of the proposed schemes using the programming language and simulation software. This project will form the basic theory and methodology for secure, convenient, detailed and efficient sharing of data in smart grids based on proxy re-encryption technique, which is of great theoretical value and practical significance.

智能电网因其自身的开放性、非完全可信性，致使智能电网中数据的安全共享问题至关重要。尽管已有关于智能电网数据隐私保护的研究，但在数据共享的安全、方便、细致、高效方面仍存在很大不足。因此，本项目将研究代理重加密在智能电网安全数据共享中的应用及关键技术问题，确保数据在开放的、非完全可信的智能电网环境中能更安全、更方便、更细致、更高效的共享。我们将重点研究：1）具有同态性的代理重加密方案。电网运营商可以直接处理用户密态数据，方便了数据的处理。2）可细粒度访问控制的代理重加密方案。电能用户可以根据数据使用需求以数据子集的方式进行更细致的数据共享。3）没有双线性对的代理重加密方案。智能电网可以节约资源开销以实现更高效的数据共享。4）利用编程语言和仿真软件对所提方案进行演示验证。本项目将形成基于代理重加密技术的智能电网数据安全、方便、细致、高效共享的基本理论与方法，极具理论价值和实际意义。

随着大数据时代的到来，数据共享扮演着至关重要的角色。智能电网作为数据共享其中一个重要应用领域，对于数据安全共享问题的研究有着重要意义。本项目针对数据安全共享密码理论及其在智能电网中的应用进行研究，借助密码技术解决网络环境下的数据共享与隐私问题，主要针对智能电网场景下的数据安全共享问题进行了深入探讨。通过三年的探索，本项目完成的主要成果如下：.1、针对数据安全共享中功能性加密理论及相关问题展开深入研究。主要包括：在无证书在线/离线签密研究方面的成果；在基于身份的在线/离线加密研究方面的成果；在模糊无证书代理重加密研究方面的成果；在属性基的协作访问控制研究方面的成果。.2、针对数据安全共享中多性质签名理论及相关问题展开深入研究。主要包括：在无证书聚合签名研究方面的成果；在盲签名研究方面的成果。.3、针对数据安全密码技术在不同场景中的应用及相关问题展开深入研究。主要包括：在联邦学习框架研究方面的成果；在基于盲签名的移动位置隐私保护研究方面的成果；在安全图像检索研究方面的成果；在基于混沌的图像加密研究方面的成果。.4、针对数据安全共享中其他相关问题展开深入研究。主要包括：在异常流量检测的研究方面的成果；在混合卷积神经网络的研究方面的成果；在入侵检测系统的研究方面的成果。.基于上述研究成果，在国内外有影响力的期刊上录用或发表了13篇论文，其中包括IEEE Internet of Things Journal、Computer Journal等著名的国际期刊在内的论文3篇，包括International Journal of Distributed Sensor Networks等高水平国内外期刊在内的论文10篇。并获受理申请发明专利1项。培养硕士研究生6名。.本项目的研究过程中所使用的一些方法和技术可为解决数据安全共享领域中其他问题及探索其他的应用提供可靠的研究基础。项目组成员已在相关领域解决了一些重要问题，未来几年还将持续在这些领域进行研究。