信息科技时代的到来,促进了社会经济的发展,使人们的生活水平得到了极大的提升,同时每户用电量逐年递增。传统电力系统已不能满足人们日益渐增的用电需求,智能电网应运而生。智能电网作为传统电力系统和现代信息技术,通信技术,计算机技术高度集成的新型电网,不仅满足不同用户的用电需求,而且使得电力供应商的操作和管理更加便捷。但是处于初步发展阶段的智能电网,在数据安全和隐私保护方面仍然面临着很多的挑战。现有的隐私保护的数据聚合方案,虽然在一定程度上解决了隐私保护问题,但存在数据转发安全性差、为运营商提供的信息有限等缺点。本文根据智能电网面临的隐私安全问题,利用群签名和Paillier加密的同态技术,在保护用户身份隐私及数据隐私的同时,有效完成多维数据聚合,为服务运营商提供了更多有效的用户信息,主要工作内容如下:第一,利用群签名,Paillier同态加密技术,在保护用户身份隐私及数据隐私的前提下,操作中心可以获得更多有效的用户信息。操作中心通过分析聚合数据,可以得到精确的用户信息,包括用户耗电总量、阶梯用电量和阶梯用户数。通过这些有效信息,操作中心制定出合理的阶梯电价,有效调节电力资源,使区域用电量达到负载平衡,为节能减排作出一定的贡献。第二,实现了用户身份隐私以及数据隐私的保护。合法区域用户的实时耗电量信息在智能电表端经过加密及签名后,发送给区域管理中心,区域管理中心利用群签名确认用户的合法身份后,并不对用户数据进行解密处理,而是直接将用户数据聚合结果发送给操作中心。在整个数据传送过程中,用户的身份信息和数据不会泄露,实现了区域用户身份和数据隐私保护。第三,实现了用户身份的认证性和可追踪性。在用户身份认证过程中使用一个特定的群签名算法,使得区域管理中心只能确认用户是区域中合法成员,不能得到具体的身份信息。如果区域管理中心对用户的认证失败,会请求可信中心完成用户的身份认证。随后,可信中心公布攻击者的身份信息,实现了恶意用户的身份追踪。