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智能電網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)聚合方案分類研究
蔣建燁 2022/2/19 9:08:16
（接上頁(yè)）協(xié)議加密
數(shù)據(jù)完整性 √ √ √ √ √ √
機(jī)密性 √ √ √ √ √ √
可用性 √ √ √ √ √ √
認(rèn)證性 √ √ √ √ √ √
可撤銷性 √
校驗(yàn)性 √ √ √ √ √ √
可擴(kuò)展性 √ √ √
密鑰更新
魯棒性 √ √
授權(quán)訪問性 √ √ √ √
表2中統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，ElGamal加密方法應(yīng)用下形成的數(shù)據(jù)聚合方案功能較為全面，除了密鑰更新功能以外，該數(shù)據(jù)聚合方法中的數(shù)據(jù)加密處理較為全面。其次，DDPFT模型加密方法和DEP2SA加密方法功能也很完善，雖然DDPFT模型加密方法具有一定魯棒性，但是其他功能是數(shù)據(jù)聚合安全性提升的必要功能。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)聚合功能開發(fā)需求，合理選擇相應(yīng)的加密方法，在綜合加密功能、開發(fā)難度、開發(fā)成本等多項(xiàng)因素，確定較為合理的開發(fā)方案。
2、不同數(shù)據(jù)加密方法的計(jì)算復(fù)雜度對(duì)比
單憑數(shù)據(jù)加密功能來(lái)選取方法也是不夠的，還需要了解各個(gè)加密方法的計(jì)算復(fù)雜程度，根據(jù)復(fù)雜程度大小，調(diào)整數(shù)據(jù)聚合中加密方案的設(shè)定。如表3所示為各類數(shù)據(jù)加密方法的計(jì)算復(fù)雜度信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果。其中，Cp代表配對(duì)運(yùn)算，Ce代表求冪運(yùn)算，l代表維數(shù)據(jù)，Cm代表乘法運(yùn)算。
表3 不同數(shù)據(jù)加密方法的計(jì)算復(fù)雜度對(duì)比統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)聚合處理結(jié)構(gòu) DESA加密 DEP2SA加密 ElGamal加密 密鑰分配加密 DDPFT模型加密 EPPP4SMS隱私保護(hù)協(xié)議加密
控制中心 (w+1)Cp+2Ce (w+1)Cp+2Ce 2Cp+4Cm+2Ce Cp(2l+1)+5×l×Cm —— ——
本地網(wǎng)關(guān) (w+1)Cp+Ce (w+1)Cp+Ce (w+3)Cp+Cm Cp+4×l×Cm (l+1)Cm+Ce ——
用戶 2Ce 2Ce (l+1)Ce+Cm+4Cp Cp+4×l×Cm (l+1)Cm+(4+2l)Ce 3Ce
表3中統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，不同數(shù)據(jù)聚合處理結(jié)構(gòu)中，需要對(duì)數(shù)據(jù)采取加密處理的計(jì)算比較復(fù)雜。相比之下，EPPP4SMS隱私保護(hù)協(xié)議加密方法計(jì)算復(fù)雜程度最低，無(wú)需控制中心和本地網(wǎng)關(guān)進(jìn)行計(jì)算，而是直接通過用戶計(jì)算完成加密，需要采取求冪運(yùn)算得到結(jié)果。一般情況下，建議選擇EPPP4SMS隱私保護(hù)協(xié)議加密方法，利用該方法建立智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)集合方案。如果有特殊需求，可以選擇其他加密方法。
總結(jié)
本文通過梳理文獻(xiàn)資料，對(duì)當(dāng)前應(yīng)用比較多的5種數(shù)據(jù)聚合方案展開探究，從中總結(jié)各類聚合方案中應(yīng)用的數(shù)據(jù)加密方法。通過對(duì)比這些加密方法的功能和計(jì)算復(fù)雜程度，加深對(duì)這些加密方法的理解，從而為數(shù)據(jù)聚合方案的選取奠定基礎(chǔ)。對(duì)于智能電網(wǎng)環(huán)境而言，需要高效安全加密數(shù)據(jù)，建議選擇EPPP4SMS隱私保護(hù)協(xié)議加密方法。希望通過本文內(nèi)容的梳理，可以為智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)聚合方案設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
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