JP2012058852A - Data management device, power consumption amount calculation system and program - Google Patents

Data management device, power consumption amount calculation system and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power consumption amount calculation technology capable of calculating a total amount of power consumption while protecting privacy by shielding the power consumption amount tallied by each power meter with a meter data management device.SOLUTION: A data management device which is connected to a power meter tallying a power consumption amount of electric equipment and an application server comprises: a reception section to receive a first code message where the power consumption amount tallied by the power meter is encrypted so as to be decodable by the application server; a first calculation section to calculate a code message of a first total amount of the power consumption amount within a prescribed period of time using the first code message; and a sending section to send the code message of the first total amount to the application server.

Description

本発明の実施形態は、データ管理装置、電力使用量計算システム及びプログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a data management device, a power consumption calculation system, and a program.

原子力や火力等従来の発電に加えて、太陽光や風力等の再生可能なエネルギーを併用する際、電力の品質の安定化を図るために、次世代電力網(スマートグリッド)が構築されている。次世代電力網では、電力使用量を集計するスマートメータ(SMと記載する)と、電気製品を管理するホームサーバとが各家庭や各事業所に設置される。SMは、電力網を介してメータデータ管理システム(Meter Data Management System, MDMS)と通信する。MDMSは、各家庭や各事業所のSMから一定の時間間隔で電力使用量を受信して、記憶サーバに記憶する。エネルギー管理システム(Energy Management System, EMS)は、MDMSに集まった複数の家庭や事業所の電力使用量に基づいて、各家庭や各事業所のSMやホームサーバに対して電力の使用を抑制するよう要求したり電力網に接続される蓄電池の充放電を制御したりする等の電力制御を行う(例えば特許文献1)。   In order to stabilize the quality of electric power when using renewable energy such as sunlight and wind power in addition to conventional power generation such as nuclear power and thermal power, a next-generation power grid (smart grid) has been constructed. In the next-generation power network, a smart meter (referred to as SM) that collects power consumption and a home server that manages electrical products are installed in each home or office. The SM communicates with a meter data management system (MDMS) via a power network. The MDMS receives the power usage amount from the SM of each home or each office at a constant time interval and stores it in the storage server. The Energy Management System (EMS) suppresses the use of power to SM and home servers in each home and office based on the power usage of multiple homes and offices gathered in MDMS. Power control is performed such as requesting such control or controlling charging / discharging of a storage battery connected to a power network (for example, Patent Document 1).

特開2004−112868号公報JP 2004-112868 A

ところで、電力網に接続され、各種アプリケーションを実現させるアプリケーションサーバとして、例えば、プロバイダーが管理する課金サーバがある。このような課金サーバは、MDMSに集まった各家庭や事業所の電力使用量に基づいて課金処理を行う。MDMSは、SMからの電力使用量の閲覧要求を受ける場合には、MDMSが保持する情報を開示する。そのため、MDMSは各家庭又は事業所の電力使用量を記憶することが考えられる。しかしながら、MDMSの記憶サーバの管理者や記憶サーバに侵入した不正なユーザが各家庭の電力使用量を見ることで、その家庭又は事業所が在宅かどうかや活動の様子等推測することができる。これは、プライバシーの侵害に繋がる。   Incidentally, as an application server that is connected to the power network and implements various applications, for example, there is a billing server managed by a provider. Such a billing server performs billing processing based on the power consumption of each home or office gathered in MDMS. When the MDMS receives a request for browsing the power usage amount from the SM, the MDMS discloses information held by the MDMS. Therefore, it is conceivable that MDMS stores the power consumption of each home or office. However, when an MDMS storage server administrator or an unauthorized user who has entered the storage server sees the amount of power used in each home, it is possible to infer whether the home or office is at home, the state of activity, and the like. This leads to privacy infringement.

本発明の一側面は、各電力メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理装置において隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用量の総量を計算可能なデータ管理装置、電力使用量計算システム及びプログラムを提供することを目的とする。   One aspect of the present invention is a data management device capable of calculating the total amount of power usage while protecting the privacy by concealing each power usage totaled by each power meter in the meter data management device, and power usage calculation An object is to provide a system and a program.

一実施形態のデータ管理装置は、電気機器の電力使用量を集計する電力メータと、アプリケーションサーバとが接続されるデータ管理装置であって、前記電力メータで集計された電力使用量が前記アプリケーションサーバにより復号可能に暗号化された第1暗号文を受信する受信部と、前記第1暗号文を用いて、前記所定時間内の電力使用量の第1総量の暗号文を計算する第1計算部と、前記第1総量の暗号文を前記アプリケーションサーバに送信する送信部とを備える。   A data management device according to an embodiment is a data management device in which a power meter that counts the power usage of an electric device and an application server are connected, and the power usage that is totaled by the power meter is the application server A receiving unit that receives the first ciphertext encrypted in such a manner that it can be decrypted by the first ciphertext, and a first calculating unit that calculates a ciphertext of a first total amount of power consumption within the predetermined time using the first ciphertext And a transmission unit that transmits the first total amount of ciphertext to the application server.

図1は、第1の実施の形態の電力使用量計算システムの構成を例示する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power usage amount calculation system according to a first embodiment. 図2は、SM102aの機能的構成を例示する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the SM 102a. 図3は、MDMS101の機能的構成を例示する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of the MDMS 101. 図4は、EMS103の機能的構成を例示する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration of the EMS 103. 図5は、課金サーバ104の機能的構成を例示する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration of the accounting server 104. 図6は、SM102aが電力使用量の暗号文を送信する処理の手順を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of processing in which the SM 102a transmits the ciphertext of the power usage amount. 図7は、MDMS101が第1電力使用総量の暗号文を計算し、EMS103が第1電力使用総量を復元して電力制御を行う処理の手順を示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of processing in which the MDMS 101 calculates the ciphertext of the first power usage total amount, and the EMS 103 restores the first power usage total amount and performs power control. 図8は、課金システム処理の手順を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the accounting system process. 図9は、閲覧要求処理の手順を示すフローチャート。FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of browsing request processing.

ここで、まず、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの概要について説明する。電力使用量計算システムは、上述したSMに接続されるMDMSを備える。SMは、保護すべきプライバシー情報に応じて、各家庭又は事業所の電力使用量に基づき、アプリケーションの入力を復元するために必要な暗号文を計算して記憶する。これらの暗号文はプライバシー情報を特定できない情報であることが望ましい。例えば、単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当する場合には、SMは、単位時間毎の電力使用量から暗号文を計算してこれをMDMSに送信し、MDMSがこれを記憶する。あるいは、電力を使用する場所がプライバシー情報に該当する場合には、複数のSMがそれぞれ集計した電力使用量から複数の暗号文を計算してこれをMDMSに送信し、MDMSがこれを記憶する。プライバシー情報とは個人又は団体の嗜好や行動を特定する情報である。プライバシー情報には個人又は団体自体を特定する情報も含まれる。また、プライバシー情報には、個人又は団体自体は特定されなくとも、個人又は団体の嗜好や行動の傾向を特定する情報も含まれる。単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当するか否かの判定は、予め行っておいても良いし、動的に行っても良い。また、単位時間における電力使用量や電力を使用する場所がプライバシー情報に該当しない場合においても、上記暗号文の計算やMDMSへの記憶を行っても良い。   Here, first, an outline of the power usage amount calculation system according to the present embodiment will be described. The power usage amount calculation system includes MDMS connected to the SM described above. The SM calculates and stores the ciphertext necessary to restore the input of the application based on the power usage of each home or office according to the privacy information to be protected. These ciphertexts are desirably information that cannot specify privacy information. For example, when the power usage amount per unit time corresponds to the privacy information, the SM calculates a ciphertext from the power usage amount per unit time and transmits it to the MDMS, which is stored by the MDMS. Alternatively, when the place where power is used corresponds to the privacy information, a plurality of ciphertexts are calculated from the power usage amounts respectively counted by a plurality of SMs and transmitted to MDMS, which is stored by MDMS. Privacy information is information that identifies the preference or behavior of an individual or group. Privacy information includes information that identifies an individual or an organization itself. In addition, the privacy information includes information for specifying a preference or behavior tendency of an individual or group even if the individual or group itself is not specified. The determination as to whether the power usage amount per unit time corresponds to the privacy information may be made in advance or dynamically. Further, even when the amount of power used per unit time or the place where power is used does not correspond to the privacy information, the ciphertext may be calculated or stored in the MDMS.

例えば、電力使用量に比例して課金処理を行うアプリケーションは、各家庭又は事業所の電力使用量の正確な値を入力とする。この場合には、MDMSは暗号化した電力使用量を復号することなく、各家庭又は事業所の電力使用量の総和である総量(電力使用総量)の正確な値の暗号化結果が計算されるように、暗号化の方法として後述する準同型暗号を用い、その結果を記憶する。   For example, an application that performs billing processing in proportion to the amount of power used receives an accurate value of the amount of power used by each home or office. In this case, MDMS does not decrypt the encrypted power usage amount, but calculates the encryption result of an accurate value of the total amount (total power usage amount) which is the sum of the power usage amount of each home or office. Thus, the homomorphic encryption described later is used as the encryption method, and the result is stored.

以下で説明する実施の形態では、第1単位時間での各家庭での電力使用量を隠蔽し、第1単位時間での複数の家庭の電力使用量の総和である総量(第1電力使用総量という)を入力とするEMSと、第2単位時間での各家庭での電力使用量の総和である総量(第2電力使用総量という)を入力とする課金サーバとをアプリケーションサーバに用いる例を説明する。尚、第1単位時間とは、EMSが電力網を制御する時間間隔を表し、例えば30分等の時間間隔である。第2単位時間とは、基本的には課金サーバが課金処理を行う時間単位であり、通常1ヶ月である。また、各実施形態では各家庭での電力使用量を隠蔽しているが、各家庭に限らず、電力を使用するスマートメータの集計範囲(集計単位)での電力使用量を隠蔽できれば良く、その場合は、本明細書の「家庭」は「集計範囲(集計単位)」と読み替えることができる。   In the embodiment described below, the power consumption amount in each home in the first unit time is concealed, and the total amount (first power usage total amount) that is the sum of the power consumption amounts in the plurality of homes in the first unit time. And an accounting server using as input the total amount (referred to as the second total power usage amount) that is the sum of the power consumption amounts in each household in the second unit time. To do. The first unit time represents a time interval at which the EMS controls the power network, and is a time interval such as 30 minutes. The second unit time is basically a unit of time for which the billing server performs billing processing, and is usually one month. Moreover, in each embodiment, the electric power consumption in each household is concealed. However, it is not limited to each household, and it is only necessary to conceal the electric power consumption in the aggregation range (aggregation unit) of the smart meter that uses electric power. In this case, “household” in this specification can be read as “aggregation range (aggregation unit)”.

図1は、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、電力使用量計算システムは、メータデータ管理システム(MDMS)101と、家庭システム102と、エネルギー管理システム(EMS)103と、課金サーバ104とが通信路Tを介して接続される構成である。尚、図面の簡略化のため、家庭システム102は1つしか図示していないが、電力使用量計算システムには、複数の家庭システム102が接続され得る。通信路Tとは、例えば、LAN(Local Area Network)、イントラネット、イーサネット(登録商標)又はインターネット等である。MDMS101は、ネットワーク等を介して各家庭の電力使用量を収集して管理するシステムである。家庭システム102は、家庭に配設され、家庭で使用される電気機器の電力使用量を集計するシステムであり、スマートメータ(SM)102aを有する。SM102aには、家庭システム102内の電気機器が接続され、SM102aは、これらの電気機器の電力使用量を集計する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power usage amount calculation system according to the present embodiment. As shown in the figure, the power consumption calculation system includes a meter data management system (MDMS) 101, a home system 102, an energy management system (EMS) 103, and a billing server 104 via a communication path T. It is a configuration to be connected. For simplification of the drawing, only one home system 102 is shown, but a plurality of home systems 102 can be connected to the power usage amount calculation system. The communication path T is, for example, a LAN (Local Area Network), an intranet, Ethernet (registered trademark), the Internet, or the like. The MDMS 101 is a system that collects and manages the power consumption of each household via a network or the like. The home system 102 is a system that counts the amount of electric power used by electrical devices installed in the home and used in the home, and includes a smart meter (SM) 102a. Electric devices in the home system 102 are connected to the SM 102a, and the SM 102a totals the power usage of these electric devices.

尚、家庭システム102に対してこれを識別するための識別情報(家庭識別情報という)が付与されており、SM102aは、当該家庭システム102に付与された家庭識別情報を記憶しているものとする。また、MDMS101、EMS103及び課金サーバ104は各々、電力使用量計算システムに接続される各家庭システム102の家庭識別情報を全て記憶しているものとする。尚、SM102aが集計した情報は、少なくとも家庭識別情報と電力使用量が対応付けられた情報であり、この対応付けられた情報を用いてSM102aは暗号文を計算する。ただし、家庭識別情報と電力使用量の他に更に情報が対応付けられていても良い。   It is assumed that identification information for identifying the home system 102 (referred to as home identification information) is given, and the SM 102a stores the home identification information given to the home system 102. . Further, it is assumed that the MDMS 101, the EMS 103, and the billing server 104 each store all the home identification information of each home system 102 connected to the power usage amount calculation system. Note that the information collected by the SM 102a is information in which at least home identification information and power usage are associated with each other, and the SM 102a calculates ciphertext using the associated information. However, other information may be associated with the home identification information and the power consumption.

このような構成の電力使用量計算システムでは、SM102aは、電力使用量をMDMS101により復号可能に暗号化して第1暗号文を計算し、電力使用量をEMS103により復号可能に暗号化して第2暗号文を計算し、電力使用量を課金サーバ104により復号可能に暗号化して第3暗号文を計算する。MDMS101は、SM102aが計算した第1暗号文を用いて、電力使用量を必要に応じて適宜補正して、この補正に基づいて、第2暗号文及び第3暗号文を適宜補正する。そして、MDMS101は、適宜補正した第2暗号文を用いて、第1単位時間毎にある地域の複数のSM102aが各々集計した電力使用量の総和である総量(第1電力使用総量)の暗号文を計算してこれをEMS103に送信する。また、MDMS101は、適宜補正した第3暗号文を用いて、第2単位時間内であるSM102aが集計した電力使用量の総和である総量(第2電力使用総量)の暗号文を計算してこれを課金サーバ104に送信する。EMS103は、MDMS101から第1電力使用総量の暗号文を受信してこれを復号することにより、第1電力使用総量を復元し、これに基づいて、ある地域の電力制御を行う。課金サーバ104は、MDMS101から第2電力使用総量の暗号文を受信してこれを復号することにより、第2電力使用総量を復元し、これを用いて課金処理を行う。   In the power usage calculation system configured as described above, the SM 102a calculates the first ciphertext by encrypting the power usage so that it can be decrypted by the MDMS 101, and encrypts the power usage so that it can be decrypted by the EMS 103. A third ciphertext is calculated by calculating a sentence and encrypting the power usage amount so that the billing server 104 can decrypt it. The MDMS 101 uses the first ciphertext calculated by the SM 102a to correct the power usage amount as necessary, and corrects the second ciphertext and the third ciphertext appropriately based on this correction. Then, the MDMS 101 uses the second ciphertext corrected as appropriate, and the ciphertext of the total amount (first power usage total amount) that is the sum of the power usage amounts respectively aggregated by a plurality of SMs 102a in each region for each first unit time. Is calculated and transmitted to the EMS 103. Further, the MDMS 101 calculates the ciphertext of the total amount (second power usage total amount) that is the sum of the power usage amounts aggregated by the SM 102a within the second unit time using the appropriately corrected third ciphertext. Is transmitted to the accounting server 104. The EMS 103 receives the ciphertext of the first power usage total amount from the MDMS 101 and decrypts it to restore the first power usage total amount, and based on this, performs power control in a certain region. The billing server 104 receives the ciphertext of the second total power usage amount from the MDMS 101 and decrypts it to restore the second total power usage amount, and performs billing processing using this.

次に、MDMS101、SM102a、EMS103及び課金サーバ104のハードウェア構成について説明する。ここでは課金サーバ104と同様に、EMS103及びMDMS101はサーバであるとする。MDMS101、EMS103及び課金サーバ104は、装置全体の制御や基本演算を実行するCPU(Central Processing Unit)等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶するHDD(Hard Disk Drive)やCD(Compact Disk)ドライブ装置等の補助記憶部と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、MDMS101、EMS103及び課金サーバ104は、ネットワーク等を介して通信を行う通信I/F(Interface)を更に備える。SM102aは、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit)等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶する不揮発性メモリ等の補助記憶部と、外部の装置と通信を行う通信I/F(Interface)と、これらを接続するバスとを備えており、専用ハードウェアあるいは組み込み機器と同様の構成となっている。また、SM102aは、ネットワーク等を介して通信を行う通信I/F(Interface)を更に備える。更に、SM102aには、電力使用量等の各種情報を表示する表示部と、ユーザの操作が入力される操作ボタンやキーボード等の操作入力部とが接続される。   Next, the hardware configuration of the MDMS 101, SM 102a, EMS 103, and accounting server 104 will be described. Here, as with the billing server 104, the EMS 103 and the MDMS 101 are assumed to be servers. The MDMS 101, the EMS 103, and the billing server 104 include a control unit such as a CPU (Central Processing Unit) that performs control of the entire apparatus and basic operations, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access) that store various data and various programs. It has a main storage unit such as Memory, an auxiliary storage unit such as an HDD (Hard Disk Drive) or CD (Compact Disk) drive device that stores various data and various programs, and a bus that connects these. It has a hardware configuration using a computer. Further, the MDMS 101, the EMS 103, and the accounting server 104 further include a communication I / F (Interface) that performs communication via a network or the like. The SM 102a includes a control unit such as a CPU (Central Processing Unit) that controls the entire apparatus, a main storage unit such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) that stores various data and various programs, and various data. And an auxiliary storage unit such as a non-volatile memory for storing various programs, a communication I / F (Interface) for communicating with an external device, and a bus for connecting them, and dedicated hardware or embedded devices It has the same configuration. The SM 102a further includes a communication I / F (Interface) that performs communication via a network or the like. Furthermore, the SM 102a is connected to a display unit that displays various types of information such as power consumption, and an operation input unit such as an operation button or a keyboard to which a user operation is input.

次に、このようなハードウェア構成において、MDMS101、SM102a、EMS103及び課金サーバ104のそれぞれにおいて実現される各種機能について説明する。まず、SM102aにおいて実現される各種機能について説明する。図2は、SM102aの機能的構成を例示する図である。SM102aは、通信制御部102a1、暗復号部102a2、電力使用量記憶部102a3、計測部102a4、鍵記憶部102a5及び閲覧処理部102a6を有する。通信制御部102a1の機能は、SM102aの有する通信I/Fと、SM102aの有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。暗復号部102a2、計測部102a4及び閲覧処理部102a6の各機能は、SM102aの有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用量記憶部102a3及び鍵記憶部102a5はそれぞれ、SM102aの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。   Next, various functions implemented in each of the MDMS 101, SM 102a, EMS 103, and accounting server 104 in such a hardware configuration will be described. First, various functions implemented in the SM 102a will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the SM 102a. The SM 102a includes a communication control unit 102a1, an encryption / decryption unit 102a2, a power usage amount storage unit 102a3, a measurement unit 102a4, a key storage unit 102a5, and a browsing processing unit 102a6. The function of the communication control unit 102a1 is realized when the communication I / F of the SM 102a and the CPU of the SM 102a execute various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. The functions of the encryption / decryption unit 102a2, the measurement unit 102a4, and the browsing processing unit 102a6 are realized by the CPU of the SM 102a executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. Each of the power usage storage unit 102a3 and the key storage unit 102a5 is a storage area secured in, for example, the auxiliary storage unit of the SM 102a.

通信制御部102a1は、特に、後述の計測部102a4が集計した電力使用量を第1単位時間毎にMDMS101に送信したり、後述するMDMS101から送信された制御コマンドを受信したり、当該制御コマンドに応じて、後述の暗復号部102a2が電力使用量を暗号化した暗号文をMDMS101に送信したり、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求コマンドをMDMS101に送信したり、閲覧要求コマンドに応じてMDMS101から送信された電力使用量の暗号文を受信したりする。   In particular, the communication control unit 102a1 transmits the power usage collected by the measurement unit 102a4 described later to the MDMS 101 every first unit time, receives a control command transmitted from the MDMS 101 described later, In response, the encryption / decryption unit 102a2 described later transmits a ciphertext obtained by encrypting the power usage amount to the MDMS 101, transmits a browsing request command for requesting browsing of the power usage amount to the MDMS 101, or according to the browsing request command. For example, the ciphertext of the power usage amount transmitted from the MDMS 101 is received.

計測部102a4は、家庭システム102内の電力使用量を第1単位時間毎に集計する。そして、計測部102a4は、集計した電力使用量を電力使用量記憶部102a3に記憶させる。また、計測部102a4は、通信制御部102a1が受信した制御コマンドに応じて、家庭システム102内の電力使用量の集計を開始したり、その集計を中止したりする。電力使用量記憶部102a3は、計測部102a4が集計した電力使用量を記憶する。電力使用量記憶部102a3に記憶された電力使用量は例えば第1所定時間後に削除される。通信制御部102a1は、MDMS101等の他の機器との通信を制御する。   The measuring unit 102a4 aggregates the power usage amount in the home system 102 every first unit time. Then, the measurement unit 102a4 stores the total power usage amount in the power usage amount storage unit 102a3. In addition, the measurement unit 102a4 starts or stops counting the power usage in the home system 102 according to the control command received by the communication control unit 102a1. The power usage amount storage unit 102a3 stores the power usage amount counted by the measurement unit 102a4. The power usage amount stored in the power usage amount storage unit 102a3 is deleted, for example, after the first predetermined time. The communication control unit 102a1 controls communication with other devices such as the MDMS 101.

暗復号部102a2は、通信制御部102a1がMDMS101に送信する電力使用量を、鍵記憶部102a5に記憶された共通鍵に基づいて暗号化して暗号文を計算したり、通信制御部102a1がMDMS101から受信した電力使用量の暗号文を復号したりする。このように、本実施の形態においては、電力使用量の暗号化や復号には、共通鍵暗号方式(AES等)を用いる。鍵記憶部102a5は、電力使用量を暗号化したり電力使用量の暗号文を復号したりするための共通鍵を記憶する。   The encryption / decryption unit 102a2 encrypts the power usage amount transmitted from the communication control unit 102a1 to the MDMS 101 based on the common key stored in the key storage unit 102a5 and calculates a ciphertext. The communication control unit 102a1 Decrypt the received power usage ciphertext. As described above, in this embodiment, a common key encryption method (AES or the like) is used for encryption and decryption of the power consumption. The key storage unit 102a5 stores a common key for encrypting the power usage amount and decrypting the ciphertext of the power usage amount.

ここで、共通鍵について説明する。共通鍵には、課金サーバ104とSM102aとの間でのみ共有される共通鍵Kpと、EMS103とSM102aとの間でのみ共有される共通鍵Keと、MDMS101とSM102aとの間でのみ共有される共通鍵Kmとが存在する。これらの各共通鍵Kp,Ke,Kmが鍵記憶部102a5に記憶される。尚、複数のSM102aの間では、共通鍵Kpや共通鍵Keや共通鍵Kmは共通としても良いし、互いに異なっていても良い。ここで、複数のSM102a(SM102aa,SM102abとする)の間で互いに異なる場合を例示すると、課金サーバ104とSM102aaとの間で共有される共通鍵Kp-aと、課金サーバ104とSM102abとの間で共有される共通鍵Kp-bとが、異なる鍵となり、SM102aa及びSM102abは他のSM102aの共通鍵を知ることはない。共通鍵Keや共通鍵Kmについても同様である。尚、以降は共通鍵Kp-aと共通鍵Kp-bとを特に区別せずに、Kpと記載する。共通鍵Keや共通鍵Kmについても同様である。   Here, the common key will be described. The common key is shared only between the charging server 104 and the SM 102a, the common key Ke shared only between the EMS 103 and the SM 102a, and shared only between the MDMS 101 and the SM 102a. A common key Km exists. These common keys Kp, Ke, and Km are stored in the key storage unit 102a5. Note that the common key Kp, the common key Ke, and the common key Km may be common among the plurality of SMs 102a, or may be different from each other. Here, exemplifying a case where a plurality of SMs 102a (SM102aa and SM102ab) are different from each other, a common key Kp-a shared between charging server 104 and SM 102aa, and between charging server 104 and SM 102ab The common key Kp-b shared between the two is a different key, and the SM 102aa and SM 102ab do not know the common key of the other SM 102a. The same applies to the common key Ke and the common key Km. Hereinafter, the common key Kp-a and the common key Kp-b are described as Kp without any particular distinction. The same applies to the common key Ke and the common key Km.

上述した暗復号部102a2は、これらの各共通鍵を電力使用量の暗号化に直接用いるのではなく、各共通鍵を用いて一時鍵を各々生成して、当該一時鍵を用いて電力使用量を暗号化する。暗復号部102a2は、一時鍵を、共通鍵と日時や時刻の情報を元に生成する。日時や時刻の情報の例としては、「2010年1月1日」や「14:35:46,3/1/2010」やUNIX(登録商標)時刻(1970年1月1日0時0分0秒(GMT)を起点とし、それから経過した秒数)等が挙げられる。共通鍵をKp、日時や時刻をtとしたときに一時鍵Kp_tは、以下の式1により計算される。
Kp_t=h(Kp,t)・・・(式1)
ここで、h(x,y)は、xとyを入力とする一方向性関数あるいは鍵付きハッシュ関数であり、一方向性関数の例としてはsha−1やmd5、sha256等、また鍵付きハッシュ関数としてはhmac等が挙げられる。
また、共通鍵をKeとしたときの一時鍵は、以下の式2により計算される。
Ke_t=h(Ke,t)・・・(式2)
また、共通鍵をKmとしたときの一時鍵は、以下の式3により計算される。
Km_t=h(Km,t)・・・(式3)
The encryption / decryption unit 102a2 described above does not directly use each of these common keys for power usage encryption, but generates a temporary key using each common key, and uses the temporary key to use the power usage. Is encrypted. The encryption / decryption unit 102a2 generates a temporary key based on the common key and date / time information. Examples of date and time information include “January 1, 2010”, “14:35:46, 3/1/2010”, UNIX (registered trademark) time (January 1, 1970 00:00). 0 seconds (GMT) as the starting point, and the number of seconds that have elapsed since then). The temporary key Kp_t is calculated by the following equation 1 where Kp is the common key and t is the date and time.
Kp_t = h (Kp, t) (Formula 1)
Here, h (x, y) is a one-way function or keyed hash function with x and y as inputs. Examples of the one-way function include sha-1, md5, sha256, etc. Examples of the hash function include hmac.
The temporary key when the common key is Ke is calculated by the following equation 2.
Ke_t = h (Ke, t) (Formula 2)
The temporary key when the common key is Km is calculated by the following equation 3.
Km_t = h (Km, t) (Formula 3)

次に、暗復号部102a2が行う暗号化の方法について説明する。この暗号化は、準同型である。データdを暗号化鍵ek_Pで暗号化する暗号化Enc_P(ek_P,d)が準同型であるとは、データdとd’について、Enc_P(ek_P,d)*Enc_P(ek_P,d’)=Enc_P(ek_P,d+d`)を満たすことをいう。+は算術加算を表し、*は適切な演算子を表す。例えば、このような暗号化の方法としては十分に大きな基数を用いるシーザー暗号や以下の参考文献1に記載された暗号化等があり、*はそれぞれ、剰余環での加算および剰余乗算を表す。
(参考文献1)Pascal Paillier, Public-Key Cryptosystems Based on Composite Degree Residuosity Classes, EUROCRYPT 1999, pp223-238
Next, an encryption method performed by the encryption / decryption unit 102a2 will be described. This encryption is homomorphic. The encryption Enc_P (ek_P, d) that encrypts the data d with the encryption key ek_P is homomorphic.For data d and d ', Enc_P (ek_P, d) * Enc_P (ek_P, d') = Enc_P Satisfies (ek_P, d + d`). + Represents arithmetic addition and * represents an appropriate operator. For example, such encryption methods include Caesar encryption using a sufficiently large radix and encryption described in Reference Document 1 below, where * represents addition and remainder multiplication in a remainder ring, respectively.
(Reference 1) Pascal Paillier, Public-Key Cryptosystems Based on Composite Degree Residuosity Classes, EUROCRYPT 1999, pp223-238

ここでは、準同型の暗号化として、シーザー暗号を用いるものとする。この場合、上述の*として剰余環での加算を用いる。ある第1単位時間である時刻tに計測部102a4で集計された電力使用量をdtとするとき、暗復号部102a2は、課金サーバ104との間で共有する共通鍵Kpを用いて生成した一時鍵Kp_tを用いて、以下の式4により、当該電力使用量dtを暗号化して、第3暗号文cp_tを計算する。
cp_t=dt+KpST_t(mod α)・・・(式4)
ここで、KpST_tは、時刻tの一時鍵Kp_tを鍵としてストリーム暗号を動作させて得られる鍵系列(KpST_t=ST(Kp_t)、ST(・)はストリーム暗号)である。ストリーム暗号ST(・)としては、RC4を用いたり、ブロック暗号の利用モードとしてOFB,CFB,CTRモードで動作させたりすることで実現できる。またパラメータαは大きな素数であり、暗号化を行う主体と復号を行う主体との間で共有している必要がある。
Here, Caesar encryption is used as homomorphic encryption. In this case, addition in the remainder ring is used as the above-mentioned *. When the power usage aggregated by the measurement unit 102a4 at a time t, which is a certain first unit time, is dt, the encryption / decryption unit 102a2 generates a temporary generated using the common key Kp shared with the accounting server 104. Using the key Kp_t, the power usage amount dt is encrypted according to the following Equation 4, and the third ciphertext cp_t is calculated.
cp_t = dt + KpST_t (mod α) (Formula 4)
Here, KpST_t is a key sequence (KpST_t = ST (Kp_t), ST (•) is a stream cipher) obtained by operating a stream cipher using the temporary key Kp_t at time t as a key. The stream cipher ST (•) can be realized by using RC4 or operating in the OFB, CFB, or CTR mode as a block cipher use mode. The parameter α is a large prime number and needs to be shared between the main body performing encryption and the main body performing decryption.

同様にして、暗復号部102a2は、EMS103との間で共有する共通鍵Keを用いて生成した一時鍵Ke_tを用いて、以下の式5により、当該電力使用量dtを暗号化して、第2暗号文ce_tを計算する。
ce_t=dt+KeST_t(mod α)・・・(式5)
ここで、KeST_tは、時刻tの一時鍵Ke_tを鍵としてストリーム暗号を動作させて得られる鍵系列(KeST_t=ST(Ke_t)、ST(・)はストリーム暗号)である。
Similarly, the encryption / decryption unit 102a2 uses the temporary key Ke_t generated using the common key Ke shared with the EMS 103 to encrypt the power usage amount dt according to the following Equation 5 to obtain the second Ciphertext ce_t is calculated.
ce_t = dt + KeST_t (mod α) (Formula 5)
Here, KeST_t is a key sequence (KeST_t = ST (Ke_t), ST (•) is a stream cipher) obtained by operating the stream cipher using the temporary key Ke_t at time t as a key.

同様にして、暗復号部102a2は、MDMS101との間で共有する共通鍵Kmを用いて生成した一時鍵Km_tを用いて、以下の式6により、当該電力使用量dtを暗号化して、第1暗号文cm_tを計算する。
cm_t=dt+KmST_t(mod α)・・・(式6)
ここで、KmST_tは、時刻tの一時鍵Km_tを鍵としてストリーム暗号を動作させて得られる鍵系列(KmST_t=ST(Km_t)、ST(・)はストリーム暗号)である。
Similarly, the encryption / decryption unit 102a2 uses the temporary key Km_t generated using the common key Km shared with the MDMS 101 to encrypt the power usage amount dt according to the following equation 6 to obtain the first Ciphertext cm_t is calculated.
cm_t = dt + KmST_t (mod α) (Formula 6)
Here, KmST_t is a key sequence (KmST_t = ST (Km_t), ST (•) is a stream cipher) obtained by operating the stream cipher using the temporary key Km_t at time t as a key.

尚、復号の際に必要となる時刻tは、暗号文に付随して送信される必要がある。このため、通信制御部102a1は、MDMS101に対して電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文を各々時刻と対応付けて送信し、MDMS101から時刻が対応付けられた電力使用量の第1暗号文を受信する。尚、送受信される暗号文に時刻が対応付けられていることを前提として、以降の説明では、このことを特に明記しない場合がある。   The time t required for decryption needs to be transmitted along with the ciphertext. Therefore, the communication control unit 102a1 transmits the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext of the power usage amount to the MDMS 101 in association with the time, and the power in which the time is associated with the MDMS 101. The first ciphertext of the usage amount is received. Note that this may not be specified in the following description on the assumption that the time is associated with the transmitted / received ciphertext.

次に、暗復号部102a2が暗号文を復号する方法について説明する。暗復号部102a2が、ある時刻tに計測部102a4が集計した電力使用量を、共通鍵Kmを用いて生成した一時鍵Km_tを用いて暗号化した第1暗号文cm_t、共通鍵Keを用いて生成した一時鍵Ke_tを用いて暗号化した第2暗号文ce_t及び共通鍵Kpを用いて生成した一時鍵Kp_tを用いて暗号化した第3暗号文cp_tは、通信制御部102a1を介してMDMS101に送信される。その後、後述する閲覧処理部102a6の制御の下、通信制御部102a1を介してMDMS101に送信された閲覧要求コマンドに応じて、第1暗号文cm_t、第2暗号文ce_t及び第3暗号文cp_tのうち少なくとも1つが、MDMS101から送信されて通信制御部102a1に受信されるのである。この第1暗号文cm_tについて、暗復号部102a2は、共通鍵Km及び日時や第1暗号文cm_tに対応付けられた時刻tを用いて一時鍵Km_tを計算し、当該一時鍵Km_tおよびストリーム暗号を用いて鍵系列KmST_tを計算する。そして、暗復号部102a2は、以下の式7により、ある時刻tにおける電力使用量dtを計算することにより、第1暗号文cm_tから電力使用量を復元する。
dt=cm_t−KmST_t(mod α)・・・(式7)
Next, a method for the encryption / decryption unit 102a2 to decrypt the ciphertext will be described. The encryption / decryption unit 102a2 uses the first ciphertext cm_t and the common key Ke that are obtained by encrypting the power usage amount collected by the measurement unit 102a4 at a certain time t using the temporary key Km_t generated using the common key Km. The second ciphertext ce_t encrypted using the generated temporary key Ke_t and the third ciphertext cp_t encrypted using the temporary key Kp_t generated using the common key Kp are sent to the MDMS 101 via the communication control unit 102a1. Sent. Thereafter, the first ciphertext cm_t, the second ciphertext ce_t, and the third ciphertext cp_t are controlled in accordance with a browse request command transmitted to the MDMS 101 via the communication control unit 102a1 under the control of the browsing processing unit 102a6 described later. At least one of them is transmitted from the MDMS 101 and received by the communication control unit 102a1. For this first ciphertext cm_t, the encryption / decryption unit 102a2 calculates the temporary key Km_t using the common key Km, the date and time, and the time t associated with the first ciphertext cm_t, and calculates the temporary key Km_t and the stream cipher. To calculate the key sequence KmST_t. Then, the encryption / decryption unit 102a2 restores the power usage amount from the first ciphertext cm_t by calculating the power usage amount dt at a certain time t according to the following Expression 7.
dt = cm_t−KmST_t (mod α) (Expression 7)

第2暗号文ce_tについて、暗復号部102a2は、共通鍵Ke及び日時や第2暗号文ce_tに対応付けられた時刻tを用いて一時鍵Ke_tを計算し、当該一時鍵Ke_tおよびストリーム暗号を用いて鍵系列KeST_tを計算する。そして、暗復号部102a2は、以下の式8により、ある時刻tにおける電力使用量dtを計算することにより、第2暗号文ce_tから電力使用量を復元する。
dt=ce_t−KeST_t(mod α)・・・(式8)
For the second ciphertext ce_t, the encryption / decryption unit 102a2 calculates the temporary key Ke_t using the common key Ke, the date and time, and the time t associated with the second ciphertext ce_t, and uses the temporary key Ke_t and the stream cipher. To calculate the key sequence KeST_t. Then, the encryption / decryption unit 102a2 restores the power usage amount from the second ciphertext ce_t by calculating the power usage amount dt at a certain time t according to the following Expression 8.
dt = ce_t−KeST_t (mod α) (Equation 8)

第3暗号文cp_tについて、暗復号部102a2は、共通鍵Kp及び日時や第3暗号文cp_tに対応付けられた時刻tを用いて一時鍵Kp_tを計算し、当該一時鍵Kp_tおよびストリーム暗号を用いて鍵系列KpST_tを計算する。そして、暗復号部102a2は、以下の式9により、ある時刻tにおける電力使用量dtを計算することにより、第3暗号文cp_tから電力使用量を復元する。
dt=cp_t−KpST_t(mod α)・・・(式9)
For the third ciphertext cp_t, the encryption / decryption unit 102a2 calculates the temporary key Kp_t using the common key Kp, the date and time, and the time t associated with the third ciphertext cp_t, and uses the temporary key Kp_t and the stream cipher. To calculate the key sequence KpST_t. Then, the encryption / decryption unit 102a2 restores the power usage amount from the third ciphertext cp_t by calculating the power usage amount dt at a certain time t according to the following Expression 9.
dt = cp_t−KpST_t (mod α) (Equation 9)

閲覧処理部102a6は、電力使用量の閲覧処理を制御する。これは例えば、操作入力部を介して入力される、電力使用量の閲覧を要求する操作入力に応じて行われる。閲覧処理の際には、まず、閲覧処理部102a6は、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求コマンドを生成してこれをMDMS101に対して通信制御部102a1から送信させ、通信制御部102a1を介してMDMS101から、閲覧要求コマンドに応じた一つ以上の第1単位時間での電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一つを受信する。そして、閲覧処理部102a6は、第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一つを暗復号部102a2に復号させ、暗復号部102a2が復元した電力使用量を表示部に表示させる。尚、電力使用量の閲覧を希望する期間(閲覧希望期間という)あるいは閲覧希望期間に相当する値は予め決められていても良いし、操作入力部を介したユーザの操作入力によって指定されても良い。閲覧処理部102a6は、家庭システム102に付与された家庭識別情報及び閲覧希望期間を指定した閲覧要求コマンドを生成する。尚、閲覧処理における電力使用量の表示は、SM102aに接続されている表示部を利用するようにしたが、家庭内システム102に接続される出力端末(不図示)を利用しても良い。   The browsing processing unit 102a6 controls the browsing process of power consumption. This is performed, for example, in accordance with an operation input that is input via the operation input unit and that requests browsing of power consumption. In the browsing process, first, the browsing processing unit 102a6 generates a browsing request command for requesting browsing of the power usage amount, causes the MDMS 101 to transmit this command from the communication control unit 102a1, and via the communication control unit 102a1. Then, at least one of the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext of the power usage amount in one or more first unit times according to the browsing request command is received from the MDMS 101. Then, the browsing processing unit 102a6 causes the encryption / decryption unit 102a2 to decrypt at least one of the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext, and displays the power usage amount restored by the encryption / decryption unit 102a2 on the display unit. Display. It should be noted that a period for which browsing of power consumption is desired (referred to as a desired browsing period) or a value corresponding to a desired browsing period may be determined in advance, or may be specified by a user operation input via the operation input unit. good. The browsing processing unit 102a6 generates a browsing request command specifying the home identification information given to the home system 102 and the browsing desired period. In addition, although the display part connected to SM102a was used for the display of the electric power consumption in browsing processing, you may utilize the output terminal (not shown) connected to the home system 102. FIG.

次に、MDMS101において実現される各種機能について説明する。図3は、MDMS101の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、MDMS101は、通信制御部101a、演算部101b、復号部101c、鍵記憶部101d、電力使用量記憶部101e及び補正部101fを有する。通信制御部101aの機能は、MDMS101の有する通信I/Fと、MDMS101の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。演算部101b、復号部101c及び補正部101fの各機能は、MDMS101の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。鍵記憶部101d及び電力使用量記憶部101eはそれぞれ、MDMS101の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。   Next, various functions implemented in the MDMS 101 will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of the MDMS 101. As shown in the figure, the MDMS 101 includes a communication control unit 101a, a calculation unit 101b, a decryption unit 101c, a key storage unit 101d, a power usage amount storage unit 101e, and a correction unit 101f. The function of the communication control unit 101a is realized by the communication I / F of the MDMS 101 and the CPU of the MDMS 101 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. The functions of the calculation unit 101b, the decoding unit 101c, and the correction unit 101f are realized by the CPU of the MDMS 101 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. Each of the key storage unit 101d and the power usage storage unit 101e is a storage area secured in, for example, an auxiliary storage unit of the MDMS 101.

通信制御部101aは、SM102aやEMS103や課金サーバ104等の他の機器との通信を制御する。通信制御部101aは、特に、第1単位時間毎にSM102aから電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文を受信したり、SM102aに制御コマンドを送信したり、SM102aから制御コマンドとして閲覧要求コマンドを受信したり、当該閲覧要求コマンドに応じて、後述の電力使用量記憶部101eに記憶された電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一つをSM102aに送信したり、後述の演算部101bが計算した第1電力使用総量の暗号文をEMS103に送信したり、制御コマンドとして課金システム処理の実行を指示する課金処理コマンドを課金サーバ104から受信したり、当該課金処理命令に応じて、後述の演算部101bが計算した第2電力使用総量の暗号文を課金サーバ104に送信したりする。SM102aに送信する制御コマンドとは、例えば、電力使用量の計測の中止やその開始や電力使用量の送信を指示する情報である。電力使用量記憶部101eは、通信制御部101aを介してSM102aから受信された第1時間単位毎の電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文を記憶する。   The communication control unit 101a controls communication with other devices such as the SM 102a, the EMS 103, and the billing server 104. In particular, the communication control unit 101a receives the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext of the power usage amount from the SM 102a every first unit time, transmits a control command to the SM 102a, A browsing request command is received as a control command, and in response to the browsing request command, the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext of the power usage amount stored in the power usage amount storage unit 101e described later are stored. At least one of them is transmitted to the SM 102a, a ciphertext of the first power usage total calculated by the arithmetic unit 101b described later is transmitted to the EMS 103, and a charging processing command for instructing execution of charging system processing is charged as a control command. The ciphertext of the second power usage total amount received from the server 104 or calculated by the calculation unit 101b, which will be described later, in accordance with the billing processing command, And it transmits to 104. The control command transmitted to the SM 102a is, for example, information for instructing to stop or start measuring the power usage amount or to transmit the power usage amount. The power usage amount storage unit 101e stores the first ciphertext, the second ciphertext, and the third ciphertext of the power usage amount for each first time unit received from the SM 102a via the communication control unit 101a.

鍵記憶部101dは、SM102aと共有する上述の共通鍵Kmを記憶する。復号部101cは、鍵記憶部101dに記憶された共通鍵kmを用いて、通信制御部101aが受信した第1暗号文を復号することにより、電力使用量を復元する。第1暗号文を復号する方法は、上述したSM102aの暗復号部102a2が第1暗号文を復号する方法と同様である。   The key storage unit 101d stores the above-described common key Km shared with the SM 102a. The decryption unit 101c restores the power usage amount by decrypting the first ciphertext received by the communication control unit 101a using the common key km stored in the key storage unit 101d. The method for decrypting the first ciphertext is the same as the method in which the encryption / decryption unit 102a2 of the SM 102a decrypts the first ciphertext.

補正部101fは、復号部101cが復元した電力使用量に誤りがないかを検査し、必要に応じて、電力使用量に対する補正量を計算する。例えば、補正部101fは、同一のSM102aから受信された電力使用量について複数の第1単位時間分の電力使用量を主記憶部に記憶させておき、これらを用いて、通信制御部101aが今回受信した電力使用量に誤りがないかを検査する。そして、補正部101fは、計算した補正量を用いて、通信制御部101aが受信した電力使用量の第2暗号文及び第3暗号文を適宜補正してこれを電力使用量記憶部101eに記憶させる。具体的な補正の方法については後述の動作欄で説明する。   The correcting unit 101f checks whether there is an error in the power usage amount restored by the decoding unit 101c, and calculates a correction amount for the power usage amount as necessary. For example, the correction unit 101f stores the power usage amounts for a plurality of first unit times in the main storage unit for the power usage amounts received from the same SM 102a, and the communication control unit 101a uses this time to store the power usage amounts for the first unit time. Check the received power usage for errors. Then, the correction unit 101f appropriately corrects the second ciphertext and the third ciphertext of the power usage received by the communication control unit 101a using the calculated correction amount, and stores this in the power usage storage unit 101e. Let A specific correction method will be described in an operation column described later.

演算部101bは、ある地域の複数の家庭システム102について電力使用量記憶部101eに記憶された第1単位時間における電力使用量の第2暗号文又は当該第2暗号文に対して補正部101fが補正した電力使用量の第2暗号文を集計することにより、第1単位時間における電力使用量の総量(第1電力使用総量)の暗号文を計算する。また、演算部101bは、各家庭システム102について電力使用量記憶部101eに記憶された第2単位時間内の各第1単位時間に対応する電力使用量の第3暗号文又は当該第3暗号文に対して補正部101fが補正した電力使用量の第3暗号文を集計することにより、家庭システム102毎の第2単位時間内の電力使用量の総量(第2電力使用総量)の暗号文を計算する。具体的な計算の方法については後述の動作欄で説明する。   The calculation unit 101b is configured so that the correction unit 101f performs the second ciphertext of the power usage amount in the first unit time stored in the power usage amount storage unit 101e for a plurality of home systems 102 in a certain region or the second ciphertext. By citing the second ciphertext of the corrected power usage amount, the ciphertext of the total power usage amount (first power usage total amount) in the first unit time is calculated. In addition, the calculation unit 101b includes the third ciphertext of the power usage corresponding to each first unit time within the second unit time stored in the power usage storage unit 101e for each home system 102 or the third ciphertext. By adding the third ciphertext of the power usage corrected by the correcting unit 101f, the ciphertext of the total power usage (second power usage total) within the second unit time for each home system 102 is obtained. calculate. A specific calculation method will be described in the operation column described later.

EMS103において実現される各種機能について説明する。図4は、EMS103の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、EMS103は、通信制御部103a、復号部103b、鍵記憶部103c、地域電力記憶部103d及び電力制御判定部103eを有する。通信制御部103aの機能は、EMS103の有する通信I/Fと、EMS103の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。復号部103bの機能は、EMS103の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。鍵記憶部103c及び地域電力記憶部103dは、EMS103の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。   Various functions implemented in the EMS 103 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration of the EMS 103. As shown in the figure, the EMS 103 includes a communication control unit 103a, a decryption unit 103b, a key storage unit 103c, a regional power storage unit 103d, and a power control determination unit 103e. The function of the communication control unit 103a is realized by the communication I / F of the EMS 103 and the CPU of the EMS 103 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. The function of the decryption unit 103b is realized by the CPU of the EMS 103 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. The key storage unit 103c and the regional power storage unit 103d are storage areas secured in, for example, the auxiliary storage unit of the EMS 103.

通信制御部103aは、MDMS101から送信された第1電力使用総量の暗号文や制御コマンドを受信したり、MDMS101に制御コマンドを送信したりする。制御コマンドとは、例えば、第1電力使用総量の送信を指示したり、電力制御に必要な電流や電圧等の情報の送信を指示したりする情報である。地域電力記憶部103dは、通信制御部103aが受信した第1電力使用総量の暗号文やこれを用いて後述の復号部103bが復元した第1電力使用総量を記憶する。鍵記憶部103cは、SM102aと共有する上述の共通鍵Keを記憶する。   The communication control unit 103 a receives the ciphertext and control command of the first power usage total transmitted from the MDMS 101, and transmits the control command to the MDMS 101. The control command is information for instructing transmission of the first power usage total amount or instructing transmission of information such as current and voltage necessary for power control, for example. The regional power storage unit 103d stores a ciphertext of the first power usage total received by the communication control unit 103a and a first power usage total restored by a decryption unit 103b described later using the ciphertext. The key storage unit 103c stores the above-described common key Ke shared with the SM 102a.

復号部103bは、鍵記憶部103cに記憶された共通鍵Keを用いて、通信制御部103aが受信した第1電力使用総量の暗号文を復号することにより、第1電力使用総量を復元する。具体的には、上述したSM102aの暗復号部102a2が第1暗号文を復号する方法と同様に、復号部103bは、ある時刻tが対応付けられた第2暗号文ce_tについて、共通鍵Ke及び日時や時刻tを用いて一時鍵Ke_tを計算し、当該一時鍵Ke_t及びストリーム暗号を用いて鍵系列KeST_tを計算すると、上述の式8により、ある時刻tにおける電力使用量dtを計算することができる。   The decryption unit 103b restores the first power usage total amount by decrypting the ciphertext of the first power usage total received by the communication control unit 103a using the common key Ke stored in the key storage unit 103c. Specifically, in the same manner as the above-described method in which the encryption / decryption unit 102a2 of the SM 102a decrypts the first ciphertext, the decryption unit 103b determines the common key Ke and the second ciphertext ce_t associated with a certain time t. When the temporary key Ke_t is calculated using the date and time and the time t, and the key sequence KeST_t is calculated using the temporary key Ke_t and the stream cipher, the power usage amount dt at a certain time t can be calculated according to the above equation 8. it can.

ここで、第1電力使用総量は、複数の家庭システム102内のSM102aが集計した電力使用量の総量であるから、ある時刻tについて各電力使用量が暗号化された暗号文は、各SM102aと各々共有する共通鍵を用いて生成した一時鍵により各々復号可能である。このため、復号部103bは、各SM102aと各々共有する共通鍵を用いて一時鍵の鍵系列を計算し、これらを用いて、第1電力使用総量の暗号文から第1電力使用総量を復元する。具体的な復元の方法は後述の動作欄で説明する。   Here, since the first total power usage amount is the total power usage amount collected by the SMs 102a in the plurality of home systems 102, the ciphertext in which each power usage amount is encrypted at a certain time t is the same as each SM 102a. Each can be decrypted with a temporary key generated using a shared common key. Therefore, the decryption unit 103b calculates a key sequence of temporary keys using a common key shared with each SM 102a, and uses these to restore the first power usage total amount from the ciphertext of the first power usage total amount. . A specific restoration method will be described in an operation column described later.

電力制御判定部103eは、復号部103bが復元した第1電力使用総量に基づいて、電力制御を行うか否かを判定する。電力制御とは、例えば、電力使用総量が上限閾値を超えている場合には、各家庭での電力の使用を抑制させるようにしたり、電力使用総量が下限閾値を下回っている場合には、蓄電池に充電したりすることである。電力使用量記憶部101eは、電力制御を行なうと判定し、各家庭での電力の使用を抑制すると判定した場合には、電力の使用の抑制を要求する電力制御コマンドを通信制御部103aからSM102aに送信させる。   The power control determination unit 103e determines whether or not to perform power control based on the first total power usage amount restored by the decoding unit 103b. With power control, for example, when the total amount of power used exceeds the upper limit threshold, the use of power in each home is suppressed, or when the total amount of power used is lower than the lower limit threshold, the storage battery Or to charge. The power usage amount storage unit 101e determines that power control is to be performed, and if it is determined to suppress the use of power in each home, a power control command requesting suppression of power use is transmitted from the communication control unit 103a to the SM 102a. To send to.

次に、課金サーバ104において実現される各種機能について説明する。図5は、課金サーバ104の機能的構成を例示する図である。同図に示されるように、課金サーバ104は、通信制御部104a、復号部104b、鍵記憶部104c、課金データ記憶部104d及び課金処理部104eを有する。通信制御部104aの機能は、課金サーバ104の有する通信I/Fと、課金サーバ104の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することとにより実現される。復号部104b及び課金処理部104eの各機能は、課金サーバ104の有するCPUが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。鍵記憶部104c及び課金データ記憶部104dはそれぞれ、課金サーバ104の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。   Next, various functions implemented in the accounting server 104 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration of the accounting server 104. As shown in the figure, the billing server 104 includes a communication control unit 104a, a decryption unit 104b, a key storage unit 104c, a billing data storage unit 104d, and a billing processing unit 104e. The function of the communication control unit 104a is realized by the communication I / F of the billing server 104 and the CPU of the billing server 104 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. Each function of the decryption unit 104b and the billing processing unit 104e is realized by the CPU of the billing server 104 executing various programs stored in the main storage unit and the auxiliary storage unit. Each of the key storage unit 104c and the charging data storage unit 104d is a storage area secured in, for example, an auxiliary storage unit included in the charging server 104.

通信制御部104aは、MDMS101等の他の機器との通信を制御する。通信制御部104aは、特に、MDMS101から送信された第2電力使用総量の暗号文や制御コマンドを受信したり、MDMS101に制御コマンドを送信したりする。制御コマンドとは、例えば、課金システム処理の実行を指示したり、課金に必要な電力単価の情報等の送信を指示したりする情報である。課金データ記憶部104dは、通信制御部104aが受信した第2電力使用総量の暗号文又はこれを用いて後述の復号部104bが復元した第2電力使用総量を記憶する。   The communication control unit 104a controls communication with other devices such as the MDMS 101. In particular, the communication control unit 104 a receives the ciphertext and control command of the second total power consumption transmitted from the MDMS 101, and transmits the control command to the MDMS 101. The control command is, for example, information for instructing execution of billing system processing or instructing transmission of information such as power unit price necessary for billing. The accounting data storage unit 104d stores a ciphertext of the second power usage total received by the communication control unit 104a or a second power usage total restored by the decryption unit 104b described later using the ciphertext.

鍵記憶部104cは、SM102aと共有する上述の共通鍵Kpを記憶する。復号部104bは、鍵記憶部104cに記憶された共通鍵Kpを用いて、通信制御部104aが受信した第2電力使用総量の暗号文を復号することにより、第2電力使用総量を復元する。具体的には、上述したSM102aの暗復号部102a2が第1暗号文を復号する方法と同様に、復号部104bは、ある時刻tが対応付けられた第3暗号文ct_pについて、共通鍵Kp及び日時や時刻tを用いて一時鍵Kp_tを計算し、当該一時鍵Kp_tおよびストリーム暗号を用いて鍵系列KpST_tを計算すると、上述の式9により、ある時刻tにおける電力使用量dtを計算することができる。   The key storage unit 104c stores the above-described common key Kp shared with the SM 102a. The decryption unit 104b restores the second power usage total amount by decrypting the ciphertext of the second power usage total received by the communication control unit 104a using the common key Kp stored in the key storage unit 104c. Specifically, in the same manner as the above-described method in which the encryption / decryption unit 102a2 of the SM 102a decrypts the first ciphertext, the decryption unit 104b uses the common key Kp and the third ciphertext ct_p associated with a certain time t. When the temporary key Kp_t is calculated using the date and time and the time t, and the key sequence KpST_t is calculated using the temporary key Kp_t and the stream cipher, the power usage amount dt at a certain time t can be calculated using the above-described equation 9. it can.

ここで、通信制御部104aが受信した第2電力使用総量の暗号文には、SM102aにおける第2単位時間内の第1単位時間毎の複数の時刻tが対応付けられ得る。このため、復号部103bは、各時刻tについて、共通鍵を用いて一時鍵の鍵系列を各々計算し、これらを用いて、第2電力使用総量の暗号文から第2電力使用総量を復元する。具体的な復元の方法は後述の動作欄で説明する。   Here, the ciphertext of the second power usage total received by the communication control unit 104a can be associated with a plurality of times t for each first unit time within the second unit time in the SM 102a. Therefore, the decryption unit 103b calculates the key sequence of the temporary key using the common key for each time t, and restores the second power usage total amount from the ciphertext of the second power usage total amount using these. . A specific restoration method will be described in an operation column described later.

課金処理部104eは、第2単位時間毎にMDMS101に対して課金処理コマンドを通信制御部104aから送信させ、復号部104bが復元した第2単位時間における家庭システム102の第2電力使用総量に基づいて課金処理を行う。   The charging processing unit 104e causes the MDMS 101 to transmit a charging processing command from the communication control unit 104a every second unit time, and based on the second total power usage amount of the home system 102 in the second unit time restored by the decoding unit 104b. To charge.

次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。まず、SM102aが電力使用量の暗号文を送信する処理の手順について図6を用いて説明する。SM102aは、第1単位時間(時刻tとする)に電力使用量dtを集計すると(ステップS1)、MDMS101と共有している共通鍵Kmと日時や時刻tとを元に一時鍵Km_tを計算し、EMS103と共有している共通鍵Keと日時や時刻tとを元に一時鍵Ke_tを計算し、課金サーバ104と共有している共通鍵Kpと日時や時刻tとを元に一時鍵Kp_tを計算する(ステップS2)。   Next, a procedure of processing performed by the power usage amount calculation system according to the present embodiment will be described. First, the procedure of the process in which the SM 102a transmits the ciphertext of the power usage amount will be described with reference to FIG. When the SM 102a aggregates the power usage amount dt in the first unit time (referred to as time t) (step S1), the SM 102a calculates the temporary key Km_t based on the common key Km shared with the MDMS 101 and the date and time t. The temporary key Ke_t is calculated based on the common key Ke shared with the EMS 103 and the date / time t, and the temporary key Kp_t is calculated based on the common key Kp shared with the charging server 104 and the date / time t. Calculate (step S2).

SM102aは、ステップS2で計算した一時鍵Km_tを用いてストリーム暗号を動作させて鍵系列KmST_tを計算し、ステップS2で計算した一時鍵Ke_tを用いてストリーム暗号を動作させて鍵系列KeST_tを計算し、ステップS2で計算した一時鍵Kp_tを用いてストリーム暗号を動作させて鍵系列KpST_tを計算する(ステップS3)。そして、SM102aは、ステップS3で計算した鍵系列KmST_tを用いて電力使用量dtを暗号化して第1暗号文cm_tを計算し、ステップS3で計算した鍵系列KeST_tを用いて電力使用量dtを暗号化して第2暗号文ce_tを計算し、ステップS3で計算した鍵系列KpST_tを用いて、電力使用量dtを暗号化して第3暗号文cp_tを計算する(ステップS4)。そして、SM102aは暗号化された電力使用量の第1暗号文cm_t、第2暗号文ce_t、第3暗号文cp_t及び時刻tをMDMS101に送信する(ステップS5)。このとき、SM102aは、家庭システム102に付与された家庭識別情報も送信する。   The SM 102a operates the stream cipher using the temporary key Km_t calculated in step S2 to calculate the key sequence KmST_t, and operates the stream cipher using the temporary key Ke_t calculated in step S2 to calculate the key sequence KeST_t. Then, the key sequence KpST_t is calculated by operating the stream cipher using the temporary key Kp_t calculated in step S2 (step S3). Then, the SM 102a encrypts the power usage amount dt using the key sequence KmST_t calculated in step S3 to calculate the first ciphertext cm_t, and encrypts the power usage amount dt using the key sequence KeST_t calculated in step S3. The second ciphertext ce_t is calculated and the third ciphertext cp_t is calculated by encrypting the power usage amount dt using the key sequence KpST_t calculated in step S3 (step S4). Then, the SM 102a transmits the first ciphertext cm_t, the second ciphertext ce_t, the third ciphertext cp_t, and the time t of the encrypted power usage amount to the MDMS 101 (step S5). At this time, the SM 102a also transmits home identification information given to the home system 102.

次に、MDMS101が第1電力使用総量の暗号文を計算し、EMS103が第1電力使用総量を復元して電力制御を行う処理の手順について図7を用いて説明する。MDMS101は、SM102aから暗号化された電力使用量の第1暗号文cm_t、第2暗号文ce_t、第3暗号文cp_t及び時刻tを受信するとこれを記憶する(ステップS10)。このとき、MDMS101は、家庭システム102に付与された家庭識別情報もSM102aから受信し、これを第1暗号文cm_t、第2暗号文ce_t、第3暗号文cp_t及び時刻tと対応付けて電力使用量記憶部101eに記憶させる。MDMS101は、鍵記憶部101dに記憶された共通鍵Kmを用いて第1暗号文cm_tを復号し、電力使用量dtを復元してこれを電力使用量記憶部101eに記憶させる(ステップS11)。その後、MDMS101は、電力使用量dtに誤りがないかを検査し、必要に応じて、電力使用量dtに対する補正量を計算する。   Next, the procedure of the process in which the MDMS 101 calculates the ciphertext of the first power usage total and the EMS 103 restores the first power usage and performs power control will be described with reference to FIG. When the MDMS 101 receives the first ciphertext cm_t, the second ciphertext ce_t, the third ciphertext cp_t, and the time t of the power usage amount encrypted from the SM 102a, the MDMS 101 stores them (step S10). At this time, the MDMS 101 also receives home identification information given to the home system 102 from the SM 102a, and uses this in association with the first ciphertext cm_t, the second ciphertext ce_t, the third ciphertext cp_t, and the time t. The amount is stored in the amount storage unit 101e. The MDMS 101 decrypts the first ciphertext cm_t using the common key Km stored in the key storage unit 101d, restores the power usage amount dt, and stores it in the power usage amount storage unit 101e (step S11). Thereafter, the MDMS 101 checks whether there is an error in the power usage amount dt, and calculates a correction amount for the power usage amount dt as necessary.

ここで、電力使用量dtの誤りを検出する方法について説明する。この方法の一例として線形補間を利用する方法がある。線形補間を単純に摘要し、同一のSM102aから受信された電力使用量について複数の第1単位時間分の電力使用量について時間的に前後の電力使用量と比較して、ある閾値以上のずれがあった場合に誤りとみなす、という方法がある。この際の閾値としては、絶対値であっても相対値(例えば30%以上の割合で差があった場合)であっても良い。そして、ある閾値以上のずれがあった場合に、このずれの値を補正量とみなす。   Here, a method for detecting an error in the power usage amount dt will be described. One example of this method is a method using linear interpolation. The linear interpolation is simply summarized, and the power consumption received from the same SM 102a is more than a certain threshold compared to the power usage before and after the time for the power usage for a plurality of first unit times. If there is, there is a method to consider it as an error. The threshold value at this time may be an absolute value or a relative value (for example, when there is a difference of 30% or more). If there is a deviation greater than a certain threshold, the deviation value is regarded as a correction amount.

そして、MDMS101は、この補正量を用いて、第2暗号文ce_t及び第3暗号文cp_tを以下の式(10)〜(11)により各々補正する(ステップS12)。尚、補正量をxとし、補正後の第1暗号文をcm_t’とし、補正後の第2暗号文をce_t’とし、補正後の第3暗号文をcp_t’とする。
ce_t’=ce_t+x(mod α)・・・(式10)
cp_t’=cp_t+x(mod α)・・・(式11)
Then, the MDMS 101 corrects the second ciphertext ce_t and the third ciphertext cp_t using the correction amounts according to the following equations (10) to (11) (step S12). The correction amount is x, the corrected first ciphertext is cm_t ', the corrected second ciphertext is ce_t', and the corrected third ciphertext is cp_t '.
ce_t ′ = ce_t + x (mod α) (Equation 10)
cp_t ′ = cp_t + x (mod α) (Equation 11)

尚、以降、説明の便宜上、補正前の第2暗号文と補正後の第2暗号文とを区別する必要がない場合には、ce_tと記載し、補正前の第3暗号文と補正後の第3暗号文とを区別する必要がない場合には、cp_tと記載する場合がある。その後、MDMS101は、補正に必要なくなった第1暗号文及び復元した電力使用量dtを電力使用量記憶部101eから削除する(ステップS13)。   In the following, for convenience of explanation, when there is no need to distinguish the second ciphertext before correction and the second ciphertext after correction, it will be described as ce_t, and the third ciphertext before correction and the corrected ciphertext after correction will be described. If there is no need to distinguish the third ciphertext, it may be described as cp_t. Thereafter, the MDMS 101 deletes the first ciphertext that is no longer necessary for the correction and the restored power usage amount dt from the power usage amount storage unit 101e (step S13).

次いで、MDMS101は、ある地域の複数の家庭システム102について、第1単位時間における補正後の第2暗号文を集計することにより、第1電力使用総量の暗号文を計算してこれを電力使用量記憶部101eに記憶させる。例えば複数の家庭システム102の有するSMがSM102aa,SM102ab,…,SM102ajの10個であるとし、各SM102aa,SM102ab,…,SM102ajが電力使用量を集計した時刻をta,tb,…,tjとし、SM102aaが時刻taに集計しMDMS101が適宜補正した電力使用量の第2暗号文をce_a_ta’とし、SM102abが時刻tbに集計しMDMS101が適宜補正した電力使用量の第2暗号文をce_b_tb’とし、…、SM102ajが時刻tjに集計しMDMS101が適宜補正した電力使用量の第2暗号文をce_j_tj’とする。このとき、時刻tにおける第1電力使用総量の暗号文ce(a;j)は、以下の式12により計算される。
ce(a;j)=ce_a_ta’+ce_b_tb’+・・・+ce_j_tj’・・・(式12)
Next, the MDMS 101 calculates the ciphertext of the first total power usage amount by calculating the corrected second ciphertext in the first unit time for a plurality of home systems 102 in a certain area, and calculates the power usage amount. It memorize | stores in the memory | storage part 101e. For example, it is assumed that the SMs of the plurality of home systems 102 are SM102aa, SM102ab,..., SM102aj, and the time when each SM102aa, SM102ab,. The second ciphertext of the power usage amount summed at SM102aa and corrected by MDMS 101 as appropriate is ce_a_ta ', the second ciphertext of SM102ab is summed up at time tb and appropriately corrected by MDMS101 as ce_b_tb', ..., Ce_j_tj ′ is the second ciphertext of the power consumption that is summed up at time tj by the SM 102aj and corrected appropriately by the MDMS 101. At this time, the ciphertext ce (a; j) of the first total power usage at time t is calculated by the following Expression 12.
ce (a; j) = ce_a_ta '+ ce_b_tb' + ... + ce_j_tj '... (Formula 12)

そして、MDMS101は、第1電力使用総量の暗号文ce(a;j)及び各SM102aa,SM102ab,…,SM102ajに対応する時刻ta,tb,…,tjをEMS103に送信する(ステップS14)。ステップS14の後、MDMS101は、EMS103に送信した第1電力使用総量の暗号文及び当該第1電力使用総量の暗号文の計算に用いた第2暗号文を電力使用量記憶部101eから削除するようにしても良い。   Then, the MDMS 101 transmits the ciphertext ce (a; j) of the first power usage total amount and the times ta, tb,..., Tj corresponding to the SMs 102aa, SM102ab, ..., SM102aj to the EMS 103 (step S14). After step S14, the MDMS 101 deletes the ciphertext of the first power usage total amount transmitted to the EMS 103 and the second ciphertext used for calculating the ciphertext of the first power usage total amount from the power usage amount storage unit 101e. Anyway.

EMS103は、第1電力使用総量の暗号文ce(a;j)及び各SM102aa,SM102ab,…,SM102ajに対応する時刻ta,tb,…,tjを受信すると(ステップS15)、これらを地域電力記憶部103dに記憶させ、鍵記憶部103cに記憶されている共通鍵Keを用いて、第1電力使用総量の暗号文を復号して、第1電力使用総量を復元してこれを地域電力記憶部103dに記憶させる(ステップS16)。具体的には、EMS103は、共通鍵Keと日時や時刻taとを元に、SM102aaにおいて暗号化の際に使用された一方向生関数あるいは鍵付きハッシュ関数h(s、x)を用いて一時鍵Ke_ta=h(Ke,ta)を計算し、同様にtb,…,tjを元に各一時鍵Ke_tb,…,Ke_tjを各々計算する。そして、EMS103は、一時鍵Ke_taを用いてストリーム暗号ST(・)を動作させて鍵系列KeST_taを計算し、同様に、一時鍵Ke_tb,…,Ke_tjを元に、各鍵系列KeST_tb,…,KeST_tjを各々計算し、それらの総和KeSTを以下の式13により計算する。
KeST=KeST_ta+・・・+ KeST_tj (mod α)・・・(式13)
When the EMS 103 receives the ciphertext ce (a; j) of the first power usage total amount and the times ta, tb,..., Tj corresponding to the SMs 102aa, SM102ab,..., SM102aj (step S15), these are stored in the regional power storage. The ciphertext of the first power usage total amount is decrypted using the common key Ke stored in the unit 103d and stored in the key storage unit 103c, the first power usage total amount is restored, and this is restored to the regional power storage unit 103d is stored (step S16). Specifically, the EMS 103 temporarily uses the one-way raw function or the keyed hash function h (s, x) used for encryption in the SM 102aa based on the common key Ke and the date / time and the time ta. Key Ke_ta = h (Ke, ta) is calculated, and similarly, temporary keys Ke_tb,..., Ke_tj are calculated based on tb,. Then, the EMS 103 operates the stream cipher ST (•) using the temporary key Ke_ta to calculate the key sequence KeST_ta. Similarly, based on the temporary keys Ke_tb,..., Ke_tj, each key sequence KeST_tb,. Are calculated, and their sum KeST is calculated by the following equation (13).
KeST = KeST_ta + ... + KeST_tj (mod α) (Equation 13)

そして、EMS103は、第1電力使用総量の暗号文ce(a;j)及び鍵系列の総和KeSTを用いて、以下の式14により、第1電力使用総量deを計算することにより、第1電力使用総量の暗号文ce(a;j)から第1電力使用総量deを復元する。
de=ce(a;j)−KeST(mod α)・・・(式14)
Then, the EMS 103 uses the ciphertext ce (a; j) of the first power usage total amount and the key sequence total KeST to calculate the first power usage total amount de according to the following Expression 14, thereby The first power usage total amount de is restored from the ciphertext ce (a; j) of the total usage amount.
de = ce (a; j) −KeST (mod α) (Formula 14)

その後、EMS103は第1電力使用総量deに基づいて電力制御を行う(ステップS17)。ステップS17の後、EMS103は、第1電力使用総量の暗号文や復元した第1電力使用総量deを地域電力記憶部103dから削除しても良い。   Thereafter, the EMS 103 performs power control based on the first power usage total de (step S17). After step S17, the EMS 103 may delete the ciphertext of the first power usage total amount and the restored first power usage total amount de from the regional power storage unit 103d.

次に、電力使用量計算システムの行う課金システム処理の手順について図8を用いて説明する。尚、第1単位時間毎に、上述の図7のステップS12で、MDMS101の電力使用量記憶部101eには、各家庭の補正後の第3暗号文が時刻及び家庭識別情報と対応付けられて記憶されている。課金サーバ104は、第2単位時間毎に、MDMS101に対して課金システム処理の実行を指示する課金処理コマンドを送信する(ステップS20)。課金処理コマンドでは、課金処理の対象となる第2単位時間と、家庭識別情報とが指定される。尚、課金処理コマンドの送信は、課金サーバ104からではなく、MDMS101から課金サーバ104に対して送信されるようにしても良い。   Next, a charging system processing procedure performed by the power consumption calculation system will be described with reference to FIG. It should be noted that for each first unit time, in step S12 of FIG. 7 described above, the corrected third ciphertext of each home is associated with the time and home identification information in the power usage amount storage unit 101e of the MDMS 101. It is remembered. The billing server 104 transmits a billing processing command for instructing the MDMS 101 to execute billing system processing every second unit time (step S20). In the billing process command, the second unit time to be billed and the home identification information are specified. Note that the charging processing command may be transmitted from the MDMS 101 to the charging server 104 instead of from the charging server 104.

MDMS101は、課金処理コマンドを受信すると、指定された家庭識別情報に対応し且つ第2単位時間内の第1単位時間毎の時刻が対応付けられた第3暗号文を電力使用量記憶部101eから読み出す (ステップS21)。例えば、SM102aについて、第2単位時間内の時刻t1,t2,…,t30が対応付けられた補正後の第3暗号文を各々cp_t1’,cp_t2’ ,…,cp_t30’とする。このとき、MDMS101は、第2単位時間内の電力使用量の総量(第2電力使用総量)の暗号文cpを以下の式15により計算する(ステップS22)。
cp=cp_t1’+cp_t2’+・・・+cp_t30’・・・(式15)
When the MDMS 101 receives the accounting processing command, the MDMS 101 receives from the power usage amount storage unit 101e the third ciphertext corresponding to the designated home identification information and associated with the time of each first unit time within the second unit time. Read (step S21). For example, for the SM 102a, the corrected third ciphertexts associated with the times t1, t2,..., T30 within the second unit time are assumed to be cp_t1 ′, cp_t2 ′,. At this time, the MDMS 101 calculates the ciphertext cp of the total power usage amount (second power usage total amount) within the second unit time by the following Expression 15 (step S22).
cp = cp_t1 '+ cp_t2' + ... + cp_t30 '... (Formula 15)

そして、MDMS101は、第2電力使用総量の暗号文を時刻t1,t2,…,t30と対応付けて電力使用量記憶部101eに記憶させ、当該第2電力使用総量の暗号文cp及び時刻t1,t2,…,t30を課金サーバ104に送信する(ステップS22)。尚、MDMS101は、第2電力使用総量の暗号文を送信して第2所定時間が経過した後、第2電力使用総量の暗号文を電力使用量記憶部101eから削除しても良い。ここで、第2所定時間とは、課金サーバ104から第2電力使用総量の再送を受け付ける可能性がある期間であり、例えば3ヶ月等である。   Then, the MDMS 101 stores the ciphertext of the second power usage total amount in the power usage amount storage unit 101e in association with the times t1, t2,..., T30, and the ciphertext cp of the second power usage total amount and the time t1, t2,..., t30 are transmitted to the billing server 104 (step S22). The MDMS 101 may delete the ciphertext of the second total power usage amount from the power usage amount storage unit 101e after the second predetermined time has elapsed after transmitting the ciphertext of the second total power usage amount. Here, the second predetermined time is a period during which the second power usage total amount may be retransmitted from the accounting server 104, and is, for example, three months.

課金サーバ104は、第2電力使用総量の暗号文cp及び時刻t1,t2,…,t30を受信すると(ステップS23)、鍵記憶部104cに記憶されている共通鍵kpを用いて、第2電力使用総量の暗号文を復号して、第2電力使用総量を復元する(ステップS24)。具体的には、課金サーバ104は、共通鍵Kpと日時や時刻t1とを元に、SM102aにおいて暗号化の際に使用された一方向生関数あるいは鍵付きハッシュ関数h(s、x)を用いて一時鍵「Kp_t1=h(Kp,t1)」を計算し、同様にt2、・・・、t30を元に各々一時鍵Kp_t2,…,Kp_t30を計算する。そして、課金サーバ104は、一時鍵Kp_t1を用いてストリーム暗号ST(・)を動作させた鍵系列KpST_t1を計算し、同様に、一時鍵Kp_t2,…,Kp_t30を元に各々鍵系列KpST_t2,…,KpST_t30を各々計算し、それらの総和KpSTを以下の式16により計算する。
KpST= KpST_t1+・・・+KpST_t30(mod α)・・・(式16)
When the billing server 104 receives the ciphertext cp of the second power usage total amount and the times t1, t2,..., T30 (step S23), the billing server 104 uses the common key kp stored in the key storage unit 104c to generate the second power The ciphertext of the total usage amount is decrypted to restore the second total power usage amount (step S24). Specifically, the billing server 104 uses the one-way raw function or keyed hash function h (s, x) used for encryption in the SM 102a based on the common key Kp, the date and time, and the time t1. Then, temporary keys “Kp_t1 = h (Kp, t1)” are calculated, and similarly, temporary keys Kp_t2,..., Kp_t30 are calculated based on t2,. Then, the accounting server 104 calculates a key sequence KpST_t1 that operates the stream cipher ST (•) using the temporary key Kp_t1, and similarly, based on the temporary keys Kp_t2,..., Kp_t30, respectively. KpST_t30 is calculated, and the sum KpST thereof is calculated by the following equation (16).
KpST = KpST_t1 + ... + KpST_t30 (mod α) (Equation 16)

そして、課金サーバ104は、第2電力使用総量の暗号文cp及び鍵系列の総和KpSTを用いて、以下の式17により、第2電力使用総量dpを計算することにより、第2電力使用総量の暗号文cpから第2電力使用総量dpを復元する。
dp=cp−KpST(mod α)・・・(式17)
Then, the billing server 104 calculates the second power usage total amount dp by calculating the second power usage total amount dp by the following equation 17 using the ciphertext cp of the second power usage total amount and the key sequence sum KpST. The second power usage total amount dp is restored from the ciphertext cp.
dp = cp−KpST (mod α) (Equation 17)

その後、課金サーバ104は、ステップS24で復元した第2電力使用総量dpに基づいて、各家庭に対する課金処理を行う(ステップS25)。尚、課金サーバ104は、第2電力使用総量の暗号文cp又は復元した第2電力使用総量dpを課金データ記憶部104dに記憶させるが、課金処理を行った後、これを課金データ記憶部104dから削除しても良い。   Thereafter, the billing server 104 performs billing processing for each home based on the second total power usage dp restored in step S24 (step S25). The billing server 104 stores the ciphertext cp of the second power usage total amount or the restored second power usage total amount dp in the billing data storage unit 104d. After the billing process is performed, this is stored in the billing data storage unit 104d. You may delete from.

次に、電力使用量計算システムが行う閲覧要求処理の手順について図9を用いて説明する。尚、第1単位時間毎に、上述の図7のステップS12で、MDMS101の電力使用量記憶部101eには、各家庭の補正後の第2暗号文及び第3暗号文が時刻及び家庭識別情報と対応付けられて記憶されている。SM102aは、例えば、操作入力部を介して、ある閲覧希望期間の電力使用量の閲覧を要求する操作入力があった場合、電力使用量記憶部102a3を検索して、当該要求に該当する電力使用量を検索する。検索の結果、該当の電力使用量が電力使用量記憶部102a3に記憶されている場合、当該電力使用量を表示部に表示させることにより閲覧処理を行う。一方、検索の結果、該当の電力使用量が電力使用量記憶部102a3に記憶されていない場合、SM102aは、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求コマンドをMDMS101に送信する(ステップS30)。   Next, the browsing request processing procedure performed by the power consumption calculation system will be described with reference to FIG. It should be noted that in each of the first unit times, in step S12 of FIG. 7 described above, in the power usage amount storage unit 101e of the MDMS 101, the corrected second ciphertext and third ciphertext of each home are time and home identification information Are stored in association with each other. For example, when there is an operation input requesting browsing of the power usage amount during a desired browsing period via the operation input unit, the SM 102a searches the power usage storage unit 102a3 and uses the power usage corresponding to the request. Search for quantity. As a result of the search, when the corresponding power usage is stored in the power usage storage unit 102a3, browsing processing is performed by displaying the power usage on the display unit. On the other hand, if the corresponding power usage amount is not stored in the power usage amount storage unit 102a3 as a result of the search, the SM 102a transmits a browsing request command for requesting browsing of the power usage amount to the MDMS 101 (step S30).

MDMS101は、閲覧要求コマンドを受信すると(ステップS31)、閲覧要求コマンドによって指定された家庭識別情報に対応して記憶している第2暗号文及び第3暗号文のうち閲覧要求期間内の各第1単位時間に対応する第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一方を電力使用量記憶部101eにおいて検索し、検索の結果得られた第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一方をSM102aに送信する(ステップS32)。このとき、MDMS101は、第2暗号文を送信する場合には当該第2暗号文に対応付けられている時刻も送信し、第3暗号文を送信する場合には当該第3暗号文に対応付けられている時刻も送信する。   When the MDMS 101 receives the browsing request command (step S31), the MDMS 101 stores the second ciphertext and the third ciphertext stored in correspondence with the home identification information specified by the browsing request command. At least one of the second ciphertext and the third ciphertext corresponding to one unit time is searched in the power usage amount storage unit 101e, and at least one of the second ciphertext and the third ciphertext obtained as a result of the search is searched for. It transmits to SM102a (step S32). At this time, the MDMS 101 also transmits the time associated with the second ciphertext when transmitting the second ciphertext, and associates with the third ciphertext when transmitting the third ciphertext. The time that is being sent is also transmitted.

SM102aは、時刻と対応付けられた第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一方をMDMS101から受信すると、鍵記憶部102a5に記憶された共通鍵を用いて、第2暗号文及び第3暗号文のうち少なくとも一方を復元する(ステップS33)。具体的には、第2暗号文については、SM102aは、鍵記憶部102a5に記憶された共通鍵Keと日時や当該第2暗号文に対応付けられた時刻tとを元に、一時鍵Ke_tを計算し、当該一時鍵Ke_tを用いて暗号化の際に使用したストリーム暗号を動作させた鍵系列KeST_tを計算して、当該鍵系列KeST_tを用いて第2暗号文を復号することにより(式8参照)、電力使用量を復元する。第3暗号文についても同様に、SM102aは、鍵記憶部102a5に記憶された共通鍵Kpと日時や当該第3暗号文に対応付けられた時刻tとを元に、一時鍵Kp_tを計算し、当該一時鍵Kp_tを用いて暗号化の際に使用したストリーム暗号を動作させた鍵系列KpST_tを計算して、当該鍵系列KpST_tを用いて第3暗号文を復号することにより(式9参照)、電力使用量を復元する。その後、SM102aは、復元した電力使用量を表示部に表示させることにより閲覧処理を行う(ステップS34)。   When the SM 102a receives at least one of the second ciphertext and the third ciphertext associated with the time from the MDMS 101, the SM 102a uses the common key stored in the key storage unit 102a5 to perform the second ciphertext and the third ciphertext. At least one of the sentences is restored (step S33). Specifically, for the second ciphertext, the SM 102a determines the temporary key Ke_t based on the common key Ke stored in the key storage unit 102a5 and the date and time t associated with the second ciphertext. A key sequence KeST_t that operates the stream cipher used at the time of encryption is calculated using the temporary key Ke_t, and the second ciphertext is decrypted using the key sequence KeST_t (Equation 8 To restore power consumption. Similarly for the third ciphertext, the SM 102a calculates a temporary key Kp_t based on the common key Kp stored in the key storage unit 102a5 and the date and time t associated with the third ciphertext, By calculating a key sequence KpST_t in which the stream cipher used at the time of encryption is operated using the temporary key Kp_t and decrypting the third ciphertext using the key sequence KpST_t (see Equation 9), Restore power usage. Thereafter, the SM 102a performs a browsing process by displaying the restored power usage amount on the display unit (step S34).

尚、MDMS101の電力使用量記憶部101eに電力使用量の第1暗号文に記憶されている場合には、ステップS31では、MDMS101は、閲覧要求コマンドに応じた第1暗号文をSM102aに送信しても良い。この場合、SM102aは、ステップS33で第1暗号文を受信すると、鍵記憶部102a5に記憶された共通鍵Kmと日時や当該第1暗号文に対応付けられた時刻tとを元に、一時鍵Km_tを計算し、当該一時鍵Km_tを用いて暗号化の際に使用したストリーム暗号を動作させた鍵系列KmST_tを計算して、当該鍵系列KmST_tを用いて第2暗号文を復号することにより(式7参照)、電力使用量を復元すれば良い。   If the first ciphertext of the power usage is stored in the power usage storage unit 101e of the MDMS 101, in step S31, the MDMS 101 transmits the first ciphertext corresponding to the browsing request command to the SM 102a. May be. In this case, when the SM 102a receives the first ciphertext in step S33, the SM 102a generates a temporary key based on the common key Km stored in the key storage unit 102a5 and the date / time or the time t associated with the first ciphertext. By calculating Km_t, calculating a key sequence KmST_t that operates the stream cipher used at the time of encryption using the temporary key Km_t, and decrypting the second ciphertext using the key sequence KmST_t ( What is necessary is just to restore | restore electric power consumption.

以上のように、本実施の形態によれば、各電力メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量を計算可能になる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to calculate the total power usage amount while concealing each power usage amount collected by each power meter in the meter data management system to protect privacy.

尚、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。また、以下に例示するような種々の変形が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment. Further, various modifications as exemplified below are possible.

上述した実施の形態において、MDMS101、SM102a、EMS103及び課金サーバ104のうち少なくとも1つで実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該各種プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供するように構成しても良い。   In the above-described embodiment, various programs executed by at least one of MDMS 101, SM 102a, EMS 103, and billing server 104 are stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. You may comprise so that it may provide. The various programs are recorded in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, and a DVD (Digital Versatile Disk) in a file in an installable or executable format. The computer program product may be provided.

上述した実施の形態においては、SM102aが電力使用量を集計するのは、第1単位時間毎であり、定期的であるようにしたが、これに限らず、任意のタイミングであっても良い。   In the above-described embodiment, the SM 102a totals the power consumption every first unit time and is regular. However, the present invention is not limited to this, and any timing may be used.

上述した実施の形態においては、MDMS101と課金サーバ104との間の通信や、MDMS101とEMS103との間の通信や、SM102aとMDMS101との間の通信には、送受信する情報を秘匿するためにOpenSSL等の暗号通信を用いても良い。また、各通信時には、互いを認証するための機器認証を行っても良い。また、送受信の内容によっては、メッセージ認証コード:MAC(Message Authentication Code)あるいはデジタル署名(Digital Signature)を用いてメッセージ認証を施しても良い。また、送受信の内容によっては、暗号化とメッセージ認証のいずれか片方を施しても良いし、暗号化とメッセージ認証の両方を適用しなくても良い。このような構成において、暗号通信を行う機器では、暗号通信に用いる鍵や、MAC生成や署名生成したりする際に用いる鍵を記憶するようにする。この暗号化通信において暗号化される情報は、制御コマンド、電力使用量、電力使用量の第1暗号文、第2暗号文及び第3暗号文、第1電力使用総量の暗号文及び第2電力使用総量の暗号文のいずれか1つ以上であっても良い。この暗号通信において暗号化された情報を受信した機器は、当該情報を復元し、復元した情報を用いる。   In the embodiment described above, the communication between the MDMS 101 and the billing server 104, the communication between the MDMS 101 and the EMS 103, and the communication between the SM 102a and the MDMS 101 are performed using OpenSSL in order to conceal information to be transmitted and received. It is also possible to use cryptographic communication such as In each communication, device authentication for authenticating each other may be performed. Further, depending on the contents of transmission and reception, message authentication may be performed using a message authentication code: MAC (Message Authentication Code) or a digital signature (Digital Signature). Depending on the contents of transmission / reception, either encryption or message authentication may be performed, or both encryption and message authentication may not be applied. In such a configuration, a device that performs encrypted communication stores a key used for encrypted communication and a key used when generating a MAC or a signature. Information encrypted in this encrypted communication includes a control command, power usage, first ciphertext of power usage, second ciphertext and third ciphertext, ciphertext of first power usage total and second power. Any one or more of the ciphertexts of the total amount used may be used. A device that has received the encrypted information in the encrypted communication restores the information and uses the restored information.

上述した実施の形態においては、電力使用量の暗号化や復号に、共通鍵暗号方式(AES等)に限らず、公開鍵暗号方式(RSA等)や楕円曲線暗号等適切な方式を用いても良い。   In the above-described embodiment, not only the common key encryption method (AES, etc.) but also a suitable method such as public key encryption method (RSA, etc.) or elliptic curve encryption is used for encryption and decryption of the power consumption. good.

上述した実施の形態においては、SM102aは、上述したように、参考文献1に記載の方法で暗号化を行うようにしても良いが、この場合、SM102aは、課金サーバ104とSM102aとの間でのみ共有される共通鍵Kpを用いて暗号化した電力使用量の第3暗号文cp_tを送信し、MDMS101は、電力使用量の第3暗号文cp_tを受信して上述のように適宜補正した後、第2電力使用総量の暗号文cpを「cp*cp_t」に更新してこれを電力使用量記憶部101eに記憶させる。第2電力使用総量の暗号文cpは、第2単位時間毎にEnc_P(Kp,0)で初期化され、第3暗号文cp{i,j}を乗算した後はcp=Enc_P(Kp,Σcp_t)を満たす値となる。MDMS101は、課金サーバ104から課金処理コマンドを受信すると、電力使用量記憶部101eに記憶された第2電力使用総量の暗号文cpを課金サーバ104に送信し、課金サーバ104は、共通鍵Kpを用いて当該第2電力使用総量の暗号文cpを復号することにより、第2電力使用総量を復元すれば良い。   In the above-described embodiment, the SM 102a may perform encryption by the method described in Reference 1, as described above. In this case, the SM 102a is connected between the charging server 104 and the SM 102a. After transmitting the third ciphertext cp_t of the power usage amount encrypted using the common key Kp that is shared only by the MDMS 101, after receiving the third ciphertext cp_t of the power usage amount and appropriately correcting it as described above Then, the ciphertext cp of the second power usage total amount is updated to “cp * cp_t” and stored in the power usage amount storage unit 101e. The ciphertext cp of the second total power consumption is initialized with Enc_P (Kp, 0) every second unit time, and after being multiplied by the third ciphertext cp {i, j}, cp = Enc_P (Kp, Σcp_t ). When the MDMS 101 receives the charging processing command from the charging server 104, the MDMS 101 transmits the ciphertext cp of the second total power usage stored in the power usage storage unit 101e to the charging server 104, and the charging server 104 receives the common key Kp. The second power usage total may be restored by decrypting the ciphertext cp of the second power usage total.

上述した実施の形態においては、EMS103は電力制御のために、電力使用量の他に、一定期間の電圧や電流等の情報を使用する場合も考えられるが、その場合は上述の書く実施の形態における電力使用量の集計と同様の方法を用いることで対応可能である。   In the above-described embodiment, the EMS 103 may use information such as a voltage and a current for a certain period in addition to the amount of power used for power control. In this case, the above-described embodiment is written. This can be dealt with by using a method similar to the calculation of power consumption in

上述した実施の形態においては、MDMS101は、電力使用量の第1暗号文を復号し、第2暗号文及び第3暗号文を補正したが、補正の必要がない場合には、第2暗号文及び第3暗号文を補正しなくても良い。   In the above-described embodiment, the MDMS 101 decrypts the first ciphertext of the power usage amount and corrects the second ciphertext and the third ciphertext. If no correction is necessary, the second ciphertext And it is not necessary to correct the third ciphertext.

また、実施の形態においては、SM102aは、EMS103との間で共通鍵Keを共有して、共通鍵Keを用いて電力使用量を暗号化して第2暗号文ce-tを計算したが、これに限らず、EMS103との間で共通鍵Keを共有することなく、EMS103に対して電力使用量を暗号化しなくても良い。この場合、MDMS101は、第1単位時間において複数の家庭システム102のSM102aから受信した電力使用量を適宜補正した後集計して、これをEMS103に送信するようにしても良い。   Further, in the embodiment, the SM 102a shares the common key Ke with the EMS 103, encrypts the power usage using the common key Ke, and calculates the second ciphertext ce-t. The power usage amount may not be encrypted with respect to the EMS 103 without sharing the common key Ke with the EMS 103. In this case, the MDMS 101 may appropriately correct the power usage received from the SMs 102 a of the plurality of home systems 102 in the first unit time, and then aggregate the power usages and transmit the data to the EMS 103.

上述した実施の形態に係る構成は、電力使用量の計算の他、ガスや水道等の使用量の計算にも適用することが可能である。   The configuration according to the above-described embodiment can be applied to the calculation of the usage amount of gas, water, etc. in addition to the calculation of the power usage amount.

101 MDMS
101a 通信制御部
101b 演算部
101c 復号部
101d 鍵記憶部
101e 電力使用量記憶部
101f 補正部
102 家庭システム
102a1 通信制御部
102a2 暗復号部
102a3 電力使用量記憶部
102a4 計測部
102a5 鍵記憶部
102a6 閲覧処理部
103 EMS
103a 通信制御部
103b 復号部
103c 鍵記憶部
103d 地域電力記憶部
103e 電力制御判定部
104 課金サーバ
104a 通信制御部
104b 復号部
104c 鍵記憶部
104d 課金データ記憶部
104e 課金処理部
101 MDMS
101a Communication control unit 101b Operation unit 101c Decoding unit 101d Key storage unit 101e Power usage storage unit 101f Correction unit 102 Home system 102a1 Communication control unit 102a2 Encryption / decryption unit 102a3 Power usage storage unit 102a4 Measurement unit 102a5 Key storage unit 102a6 Browsing process Part 103 EMS
103a communication control unit 103b decryption unit 103c key storage unit 103d regional power storage unit 103e power control determination unit 104 charging server 104a communication control unit 104b decryption unit 104c key storage unit 104d charging data storage unit 104e charging processing unit

Claims (7)

電気機器の電力使用量を集計する電力メータと、アプリケーションサーバとが接続されるデータ管理装置であって、
前記電力メータで集計された電力使用量が前記アプリケーションサーバにより復号可能に暗号化された第1暗号文を受信する受信部と、
前記第1暗号文を用いて、前記所定時間内の電力使用量の第1総量の暗号文を計算する第1計算部と、
前記第1総量の暗号文を前記アプリケーションサーバに送信する送信部とを備える
ことを特徴とするデータ管理装置。
A data management device to which an electric power meter for counting the electric power consumption of an electric device and an application server are connected,
A receiving unit that receives the first ciphertext in which the power usage aggregated by the power meter is encrypted so as to be decrypted by the application server;
A first calculation unit that calculates a ciphertext of a first total amount of power usage within the predetermined time using the first ciphertext;
A data management apparatus comprising: a transmission unit configured to transmit the first total amount of ciphertext to the application server.
複数の電力メータと、エネルギー管理装置と接続されるデータ管理装置であって、
前記受信部は、更に、前記複数の電力メータで各々集計された電力使用量が前記エネルギー管理装置により復号可能に暗号化された第2暗号文を受信し、
前記第2暗号文を用いて、前記複数の電力メータで各々集計された電力使用量の第2総量の暗号文を計算する第2計算部を更に備え、
前記送信部は、前記第2総量の暗号文を前記エネルギー管理装置に送信する
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ管理装置。
A data management device connected to a plurality of power meters and an energy management device,
The receiving unit further receives a second ciphertext in which the power usage amount totaled by the plurality of power meters is encrypted so as to be decryptable by the energy management device,
A second calculation unit that calculates a second total amount of the power usage amount aggregated by each of the plurality of power meters using the second ciphertext;
The data management apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit transmits the second total amount of ciphertext to the energy management apparatus.
前記受信部は、更に、前記電力メータで各々集計された電力使用量が前記データ管理装置により復号可能に暗号化された第3暗号文を各々受信し、
前記第3暗号文を復号することにより、前記電力使用量を復元する復号部と、
復元された前記電力使用量に対する補正量を計算する第3計算部と、
前記補正量を用いて、前記第1暗号文を補正する補正部とを更に備え、
前記送信部は、補正された前記第1暗号文を用いて、前記第1総量の暗号文を計算する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ管理装置。
The receiving unit further receives third ciphertexts in which the power usages respectively counted by the power meter are encrypted by the data management device so that they can be decrypted;
A decryption unit that restores the power usage amount by decrypting the third ciphertext;
A third calculator for calculating a correction amount for the restored power usage;
A correction unit that corrects the first ciphertext using the correction amount;
The data management apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit calculates the first total amount of ciphertext using the corrected first ciphertext.
受信された前記第3暗号文を記憶する記憶部と、
前記第3計算部が計算を行った後、前記記憶部に記憶された前記第3暗号文を削除する削除部とを更に備える
ことを特徴とする請求項3に記載のデータ管理装置。
A storage unit for storing the received third ciphertext;
The data management apparatus according to claim 3, further comprising a deletion unit that deletes the third ciphertext stored in the storage unit after the third calculation unit performs calculation.
前記記憶部は、受信された前記第1暗号文を記憶し、
前記送信部は、前記電力メータからの要求に応じて、前記記憶部に記憶された前記第1暗号文を前記電力メータに送信する
ことを特徴とする請求項4に記載のデータ管理装置。
The storage unit stores the received first ciphertext,
The data management apparatus according to claim 4, wherein the transmission unit transmits the first ciphertext stored in the storage unit to the power meter in response to a request from the power meter.
電気機器の電力使用量を集計する複数の電力メータと、データ管理装置と、アプリケーションサーバとを備える電力使用量計算システムであって、
前記電力メータは、
前記電力使用量を集計する集計部と、
前記電力使用量を、前記アプリケーションサーバにより復号可能に暗号化して、第1暗号文を計算する第1計算部と、
前記第1暗号文を前記データ管理装置に送信する第1送信部とを備え、
前記データ管理装置は、
前記第1暗号文を受信する受信部と、
前記第1暗号文を用いて、前記所定時間内の電力使用量の第1総量の暗号文を計算する第2計算部と、
前記第1総量の暗号文を前記アプリケーションサーバに送信する第2送信部とを備える
ことを特徴とする電力使用量計算システム。
A power usage calculation system comprising a plurality of power meters that aggregate the power usage of electrical equipment, a data management device, and an application server,
The power meter is
A counting unit for counting the power consumption;
A first calculation unit for calculating the first ciphertext by encrypting the power usage amount so as to be decryptable by the application server;
A first transmitter that transmits the first ciphertext to the data management device;
The data management device includes:
A receiving unit for receiving the first ciphertext;
A second calculation unit that calculates a ciphertext of a first total amount of power consumption within the predetermined time using the first ciphertext;
A power usage amount calculation system comprising: a second transmission unit configured to transmit the first total amount of ciphertext to the application server.
電気機器の電力使用量を集計する電力メータと、アプリケーションサーバとが接続されるデータ管理装置で用いられるコンピュータを、
前記電力メータで集計された電力使用量が前記アプリケーションサーバにより復号可能に暗号化された第1暗号文を受信する受信手段と、
前記第1暗号文を用いて、前記所定時間内の電力使用量の第1総量の暗号文を計算する第1計算手段と、
前記第1総量の暗号文を前記アプリケーションサーバに送信する送信手段と
して機能させるためのプログラム。
A computer used in a data management device to which an electric power meter that aggregates the power consumption of electric equipment and an application server is connected,
Receiving means for receiving the first ciphertext in which the power usage aggregated by the power meter is encrypted so as to be decrypted by the application server;
First calculation means for calculating a ciphertext of a first total amount of power consumption within the predetermined time using the first ciphertext;
A program for causing a ciphertext of the first total amount to function as transmission means for transmitting to the application server.
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