智能电网的数据采集方法

摘要

一种智能电网的数据采集方法，涉及电网技术领域，所解决的是提高传输安全性的技术问题。该方法先对电网进行区域划分，并为每个区域设置一个中心节点；再随机生成一组和为零的上层屏蔽参数分发到各个中心节点，并为每个区域生成一组和为零的下层屏蔽参数分发到区域中的各个用户节点；再为电网构建一个上层Merkle树，并为每个区域构建一个叶节点的下层Merkle树；再根据上层Merkle树及下层Merkle树为各中心节点及各用户节点各生成一个初始参数包；在数据传输过程中，利用屏蔽参数对传输数据进行加密，利用初始参数包进行数据认证。本发明提供的方法，数据安全性高，且传输成本低。

主权项

一种智能电网的数据采集方法，涉及电网，所述电网中具有多个用于采集电网数据的用户节点，及用于收集采集数据的总节点；其特征在于，具体步骤如下：1）将电网划分为m个用户区域，每个用户区域中包含n个用户节点，并为每个用户区域设置一个中心节点；2）随机生成m个上层屏蔽参数，并将各个上层屏蔽参数一一对应的分发到m个中心节点，且m个上层屏蔽参数之和为零；定义m个下层屏蔽数组，并为每个下层屏蔽数组随机生成n个下层屏蔽参数，并将m×n个下层屏蔽参数一一对应的分发到m×n个用户节点，且同一屏蔽数组中的各下层屏蔽参数之和为零，同一屏蔽数组中的各下层屏蔽参数分发给同一个用户区域中的用户节点；3）为电网构建一个具有m个叶节点的上层树，并为每个用户区域构建一个具有n个叶节点的下层树；所述上层树及下层树均为Merkle树，上层树的各个叶节点与各个中心节点一一对应，下层树的各个叶节点与该下层树所属用户区域的各个用户节点一一对应；对上层树中的每个叶节点，将该叶节点所对应的中心节点的上层屏蔽参数进行Hash运算，并将运算所得值赋给该叶节点；对上层树中的每个父节点，先将该父节点的所有子节点的值进行组合，再对组合所得值进行Hash运算，并将运算所得值赋给该父节点；对下层树中的每个叶节点，将该叶节点所对应的用户节点的下层屏蔽参数进行Hash运算，并将运算所得值赋给该叶节点；对下层树中的每个父节点，先将该父节点的所有子节点的值进行组合，再对组合所得值进行Hash运算，并将运算所得值赋给该父节点；4）总节点为各中心节点各生成一个初始参数包，并将各中心节点的初始参数包分发给各中心节点，各中心节点为本用户区域内的各用户节点各生成一个初始化参数包，并将各用户节点的初始参数包分发给本用户区域内的各用户节点；其中，中心节点的初始参数包中包含有Pi的值，及位于Pi至Ph路径上的各节点的兄弟节点的值，其中的Pi是指上层树中与中心节点相对应的叶节点，Ph是指上层树的根节点；其中，用户节点的初始参数包中包含有Pj的值，及位于Pj至Pl路径上的各节点的兄弟节点的值，其中的Pj是指用户节点所属用户区域的下层树中与用户节点相对应的叶节点，Pl是指Pj所在的下层树的根节点；其中，总节点中存储有上层树根节点的值，每个中心节点均存储有该中心节点所属用户区域中的下层树的根节点的值；5）各用户节点将采集的数据分别发送给本用户区域的中心节点；用户节点向本用户区域的中心节点发送数据时，先将采集的数据与自身的下层屏蔽参数相加，并将所得值作为密文与自身的初始参数包组合成一个数据包，再将该数据包发送给本用户区域的中心节点；中心节点收到用户节点发来的数据包后，从该数据包中提取出初始参数包，并根据所提取的初始参数包中的各节点的值，计算出本用户区域中的下层树的根节点的值，并将计算所得值与该根节点的本地存储值进行对比，如果两者不一致则将该数据包丢弃，反之则从该数据包中提取出密文；中心节点收到本用户区域内的所有用户节点发来的密文后，对本用户区域内的所有用户节点发来的密文进行求和计算，并将计算所得值记为本用户区域的区域采集值；6）各中心节点将本用户区域的区域采集值分别发送给总节点；中心节点向总节点发送数据时，先将本用户区域的区域采集值与自身的上层屏蔽参数相加，并将所得值作为密文与自身的初始参数包组合成一个数据包，再将该数据包发送给总节点；总节点收到中心节点发来的数据包后，从该数据包中提取出初始参数包，并根据所提取的初始参数包中的各节点的值，计算出上层树根节点的值，并将计算所得值与该根节点的本地存储值进行对比，如果两者不一致则将该数据包丢弃，反之则从该数据包中提取出密文；总节点收到所有中心节点发来的密文后，对所有中心节点发来的密文进行求和计算，计算所得值即为采集的电网总数据。