(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210990070.0 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 国网电力科 学研究院有限公司 地址 211106 江苏省南京市江宁区诚信大 道19号 申请人 国电南瑞南京控制系统有限公司 　 国电南瑞科技股份有限公司 　 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 朱庆　甘海庆　陈堃　任禹丞　 林慧婕　陆震军　张卫国　郑红娟　 张良　顾琳琳　陈良亮　周材　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 候晓燕(51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 9/08(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) (54)发明名称 基于中国剩余定理的智能 电网数据聚合方 法、 装置及系统 (57)摘要 本发明属于5G智能电网数据传输技术领域， 具体涉及一种基于中国剩余定理的智能电网数 据聚合方法、 装置及系统， 该方法包括， 生成系统 私钥和系统公钥； 基于系统私钥、 系统公钥生成 网关密钥以及智能电表的密钥； 基于智能电表的 密钥和系统公钥对智能电表的状态消息进行完 整性保护得到智能电表状态消息的签名； 基于智 能电表的状态消息得到短消息， 以及， 基于网关 密钥和系统公钥对智能电表状态消息的签名进 行聚合得到短签名； 基于短消息和短签名对智能 电网进行状态统计。 本发明能够满足智能电网数 据聚合过程中数据完整性、 状态信息统计、 低计 算成本、 低通信成本等要求。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 115514490 A 2022.12.23 CN 115514490 A 1.一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特 征在于， 包括， 生成系统私钥和系统公钥； 基于系统私钥、 系统公钥生成网关密钥以及智能电表的密钥； 基于智能电表的密钥和系统公钥对智能电表的状态消息进行完整性保护得到智能电 表状态消息的签名； 基于智能电表 的状态消息得到短消息， 以及， 基于网关密钥和系统公钥对智能电表状 态消息的签名进行聚合得到短签名； 基于短消息和短签名对智能电网进行状态统计。 2.根据权利要求1所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述系统私钥、 系统公钥基于I nitDASG算法生成， 计算公式如下： skKDC＝{a1， a2， ...， ai， ...， al， Am， sks} pkKDC＝ ｛G， g， p， pks， A} 其中， skKDC为系统私钥， pkKDC为系统公钥； G为由随机生成器g生成的群G； p为生成群G时输入的素 数； a1， a2， ...， ai， ...， al为随机生成的l个数字， 满足 a1， a2， ...， ai， ...， al∈Zp， a1， a2， ...， ai， ...， al互质， i是索引变量， i ＝1， 2， ...， l； l≥t+1； t为智能电表的总个数； Zp表示小于p的正整数； Am为系统私钥第一 参数， sks为主签名密钥， sks∈(al， Am)； A为系统公钥第一 参数， g为随机生成的数， g∈G； pks为主签名公钥， 3.根据权利要求2所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述基于系统私钥、 系统公钥生成网关密钥， 包括， skGW＝{A1， B1， skgw} 其中， skGW为网关密钥； GW 为网关身份； A1为网关密钥第一 参数， A1＝A/a1； B1为网关密钥第二 参数， skgw为聚合密钥， skgw＝sksmod a1。 4.根据权利要求2所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述基于系统私钥、 系统公钥生成智能电表的密钥， 包括， skSMi＝ ｛sksmi， Ai+1， Bi+1} 其中， skSMi为第i个智能电表SMi的密钥； sksmi为第i个智能电表SMi的密钥第一 参数， sksmi＝sks mod ai+1 Ai+1为第i个智能电表SMi的密钥第二 参数， Ai+1＝A/ai+1； Bi+1为第i个智能电表SMi的密钥第三 参数， 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115514490 A 25.根据权利要求2所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述基于智能电表的密钥和系统公钥对智能电表的状态消息进行完整性保护得到智 能电表状态消息的签名， 包括， τi＝{Ci1， Ci2} 其中， τi为第i个智能电表SMi的状态消息的签名； Ci1为第i个智能电表SMi的状态消息的第一签名部； Ci2为第i个智能电表SMi的状态消息的第二签名部； ri为第i个智能电表SMi对应的随机数， ri∈Zp； skSMi为第i个智能电表SMi的密钥； Ai+1为 第i个智能电表SMi的密钥第二 参数； mi为第i个智能电表SMi的状态消息 。 6.根据权利要求2所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述基于智能电表的状态消息得到短消息， 包括， 其中， π 为短消息； mi为第i个智能电表SMi的状态消息； 所述基于网关密钥和系统公钥对智能电表状态消息的签名进行聚合得到短签名， 包 括， Ω＝ ｛C1， C2} 其中， Ω为短签名； C1为聚合后的第一签名， Ci1为第i个智能电表SMi的状态消息的第一签名部； C2为聚合后的第二签名， Ci2为第i个智能电表SMi的状态消息的第二签名部； skGW为网关密钥； A1为网关密钥第一 参数， B1为网关密钥第二 参数。 7.根据权利要求2所述的一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合方法， 其特征在 于， 所述基于短消息和短签名对智能电网进行状态统计， 包括， 基于系统公钥对短消息和短签名进行完整性验证， 包括， 判断 是否成立， 若是， 则验证通过， 基于短消息对智能电网进行状态统计； 否则， 验证不 通过； 其中， π 为短消息， C1为聚合后的第一签名， C2为聚合后的第二签名。 8.一种基于中国剩余定理的智能电网数据聚合装置， 其特征在于， 包括第一密钥生成 模块、 第二密钥生成模块、 第三密钥生成模块、 完整性保护模块、 聚合模块和状态统计模块； 所述第一密钥生成模块用于生成系统私钥和系统公钥； 所述第二密钥生成模块用于基于系统私钥、 系统公钥生成网关密钥； 所述第三密钥生成模块用于基于系统私钥、 系统公钥生成智能电表的密钥； 所述完整性保护模块用于基于智能电表的密钥和系统公钥对智能电表的状态消息进权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115514490 A 3