基于联盟链的电动汽车充放电交易隐私保护研究

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电动汽车充放电交易在电动汽车和智能电网之间进行,使能源和信息在电网和电动汽车之间相互流动。在交易过程中伴随着大量的用户隐私数据流动,既要防范外部攻击者接入V2G网络窃取用户的交易隐私和身份隐私,又要防止V2G网络内部的恶意用户获取用户隐私,进而获得非法收益。因此电动汽车充放电交易隐私保护的研究具有重要意义。为了解决电动汽车充放电过程中存在的隐私泄露问题,论文首先对电动汽车充放电交易模型进行了分析,并针对外部隐私威胁提出了一种基于联盟链的电动汽车充放电交易方案,在此基础上提出了一种自适应充放电交易隐私保护方案来保障联盟链内用户的隐私,从而防范了来自联盟链内部作恶节点带来的隐私威胁。具体研究内容包括:(1)分析了电动汽车充放电交易架构以及其面对的隐私威胁模型,并且提出了交易中的隐私度量及标准来定量确定了隐私保护的程度,为后面的方案提供了隐私保护的度量标准。(2)针对电动汽车充放电交易面临的外部隐私威胁,提出了一套以联盟链为基础的充放电交易框架,通过联盟链有效避免了链外用户对充放电交易数据的访问,并在保护隐私的基础上平衡了电网负荷方差和用户的充放电支出,使整个充放电系统达到了帕累托最优状态。通过实验验证了提出的交易框架能够有效保证电网的稳定性,并保障用户的经济收益。(3)针对联盟链充放电交易框架内部用户可以获取全部交易数据的隐私问题,提出了一种自适应的充放电交易方案,使用户可以自主选择充放电服务,并保证自身的身份不会被聚合商和其他用户获得;提出了一种基于零知识证明和Schorr组签名的方法来保护电动汽车充放电交易框架内部的交易数据隐私,使同一条链上的用户能够在保证自身隐私的情况下实现交易数据的匿名审计。通过实验验证了所提出的方案在性能上具有优越性。
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