《電子技術(shù)應(yīng)用》
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非侵入式负荷监测系统数据隐私保护方法研究
2021年电子技术应用第12期
陈子秋1，冯瑞珏1，郑扬富1，刘嘉昕1，曾献煜1，王智东2
1.华南理工大学广州学院 电气工程学院，广东 广州510800； 2.华南理工大学 电力学院 智慧能源工程技术研究中心，广东 广州510640
摘要： 非侵入式负荷监测技术有助于用电精细化管理，但细粒度的电力消费数据也导致了用户隐私信息暴露在攻击者面前。首先分析了非侵入式负荷监测数据所面临的安全风险，并从密码学角度提出了基于AES+RSA的混合加解密信息安全方案。方案采用对称算法AES加密数据、非对称算法RSA加密AES密钥来实现高效的密钥管理。利用Visio Studio 2017+Qt软件开发测试界面，通过数据总线将算法写入STM32单片机进行方案性能测试，优选出最佳的运行模式，同时验证了混合加解密方案的有效性。总结得到，方案的耗时长短取决于RSA算法的加解密或签名验签的效率。
中圖分類號： TN606
文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201112
中文引用格式： 陳子秋，馮瑞玨，鄭揚富，等. 非侵入式負荷監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)隱私保護方法研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(12)：116-119，125.
英文引用格式： Chen Ziqiu，F(xiàn)eng Ruijue，Zheng Yangfu，et al. Research on data privacy protection method of NILM[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(12)：116-119，125.
Research on data privacy protection method of NILM
Chen Ziqiu1，Feng Ruijue1，Zheng Yangfu1，Liu Jiaxin1，Zeng Xianyu1，Wang Zhidong2
1.College of Electrical Engineering，Guangzhou College of South China University of Technology，Guangzhou 510800，China； 2.Research Center for Smart Energy Technology,School of Electric Power Engineering,South China University of Technology， Guangzhou 510640，China
Abstract： Non-invasive load monitoring technology is helpful to fine management of electricity consumption, but the fine-grained power consumption data also leads to the exposure of users′ private information to attackers. This paper firstly analyzes the security risks faced by non-intrusive load monitoring data, and proposes a mixed encryption and decryption information security scheme based on AES+RSA from the perspective of cryptography. In this scheme, symmetric algorithm AES is used to encrypt data, and asymmetric algorithm RSA encrypts AES keys to realize efficient key management. Using Visio Studio 2017+Qt software development and test interface, the algorithm was written to STM32 microcontroller through the data bus for scheme performance test, the best operation mode was optimized, and the effectiveness of the mixed encryption and decryption scheme was verified. It is concluded that the time of the scheme depends on the efficiency of RSA encryption and decryption or signature verification.
Key words : NILM；AES；RSA；privacy protection

0 引言

    非侵入式負荷監(jiān)測(Non-Intrusive Load Monitoring，NILM)裝置為裝載于智能電表的模塊，通過測量并分析電力入口處的功率、電壓、電流等電量信號，獲取系統(tǒng)內(nèi)各用電負荷的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)[1]。NILM裝置能準(zhǔn)確統(tǒng)計和呈現(xiàn)出各用電設(shè)備的用電量及用電時間，幫助用戶改善用電習(xí)慣，節(jié)約用電，但缺乏可靠保護，極易被追蹤和攻擊，存在數(shù)據(jù)信息泄漏的風(fēng)險[2]。國家密碼局常用的加密算法是SM系列加密算法，文獻[3]運用國密算法SM2與SM4加密武器裝備的數(shù)據(jù)，并驗證了可行性。國際上流行使用的加密算法較多，如DES、AES、RSA等，文獻[4]利用其中的DES與AES算法來保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下安全通信和信息傳輸?shù)陌踩?。本文分析了NILM數(shù)據(jù)安全所面臨的風(fēng)險，在國內(nèi)外現(xiàn)有的密碼技術(shù)中尋找最佳的密碼技術(shù)加密方案。利用STM32單片機平臺進行方案測試和數(shù)據(jù)處理分析，最終驗證了方案的有效性和耗時長短。




本文詳細內(nèi)容請下載：http://www.ihrv.cn/resource/share/2000003883。




作者信息：

陳子秋1，馮瑞玨1，鄭揚富1，劉嘉昕1，曾獻煜1，王智東2

(1.華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 電氣工程學(xué)院，廣東 廣州510800；

2.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院 智慧能源工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州510640)




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