CN108960552A - 一种基于实时电价的计费方法及相关设备 - Google Patents

一种基于实时电价的计费方法及相关设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108960552A
CN108960552A CN201710391709.2A CN201710391709A CN108960552A CN 108960552 A CN108960552 A CN 108960552A CN 201710391709 A CN201710391709 A CN 201710391709A CN 108960552 A CN108960552 A CN 108960552A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammeter
electricity
concentrator
domain
ciphertext
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710391709.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108960552B (zh
Inventor
赵波
刘育博
贾建卫
孙军平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Wuhan University WHU
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd, Wuhan University WHU filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201710391709.2A priority Critical patent/CN108960552B/zh
Publication of CN108960552A publication Critical patent/CN108960552A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108960552B publication Critical patent/CN108960552B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06315—Needs-based resource requirements planning or analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/56—Special tariff meters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0637—Strategic management or analysis, e.g. setting a goal or target of an organisation; Planning actions based on goals; Analysis or evaluation of effectiveness of goals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本申请涉及电力系统领域，具体涉及一种基于实时电价的计费方法及相关设备。该计费方法可包括每隔预设时间段，电表向集中器发送电量密文；电表接收密钥服务器发送的收费周期内的电表的电费；电表的电费由密钥服务器采用域私钥解密电费密文得到；电费密文为集中器将收费周期内的每一预设时间段的电单价和电量密文乘积并求和得到；电表按照电表的电费进行扣费。本申请实施例中，集中器中没有存储域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓，实际解密的是密钥服务器，从而充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。

Description

一种基于实时电价的计费方法及相关设备
技术领域
本申请涉及电力系统领域，具体涉及一种基于实时电价的计费方法及相关设备。
背景技术
分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等几个时段，对各时段分别制定不同的电价水平。实时电价是在分时电价基础上进一步发展来的，实时电价是随时间持续波动的定价机制，也是目前电力市场中最理想的电价机制。通过价格杠杆来实时调整用户的电力需求，提高电能资源的使用率和利用率，达到实现节能减排、绿色环保的目的。
智能电网建立在集成的、高速双向通信网络的基础之上，是一个能源供求互动的网络，这就使实时电价成为一种可能。如果能够将实时电价体系全面的应用到生产生活当中，通过供电公司与用户的互动交流，实时地发布电价，用户可根据自己的能耗需求结合当前的电价，按自己的意愿来制定用电策略，选择合适的用电方式，可实现用户主动参与到电力市场的调节当中，鼓励用户更明智更有效地消费电能，实现削峰填谷和资源的优化配置。
然而，在电力计费系统中，存在着大量的用户隐私数据，攻击者一旦拿到这些隐私数据，便可轻易地分析出用户的生活习惯、作息规律等。而且在目前的计费系统中，要么采用人工抄表，要么采用明文传输或者简单的加密、解密方式汇总用电情况并计算电费，安全性较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于实时电价的计费方法及相关设备来解决目前计费系统中的安全性较低的问题。
本申请实施例第一方面提供一种基于实时电价的计费方法，该方法中，每个电表都被划分到一个电表域，每个电表域对应一个集中器；每隔预设时间段，电表向集中器发送电量密文，该电量密文为该电表采用该电表域的域公钥将该电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文；接着，该电表会接收密钥服务器经所述集中器发送的收费周期内的该电表的电费；其中，该收费周期包括至少一个预设时间段，该电费由密钥服务器采用该电表所在电表域的域私钥解密集中器发送的电费密文得到，该密钥服务器对应至少一个集中器，至少一个集中器中任一集中器对应一个电表域；而该电费密文为所述集中器将所述电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文；而任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，且该上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价还会由分析服务器发送至集中器；在该电表接收到电费后，该电表按照所述电表的电费进行扣费。
可以看出，本申请实施例中，电表在将自身在预设时间段的用电量数据采用电表所在电表域的域公钥进行加密，电表本身仅知晓自身在每个预设时间段的用电量以及由分析服务器下发的每个预设时间段的电单价，而不知道其他电表的用电量；集中器中没有对应的域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，如集中器在计算电费密文时，将每一预设时间段的电单价与该预设时间段对应的电量密文乘积，并将每一预设时间段的电量密文与电单价的乘积相加得到电费密文，从而整个计算过程中，从而集中器仅知晓每一预设时间段的电单价，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓；而分析服务器仅知晓总电量和电单价。因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。
在一些实施例中，任一预设时间段的总电量实际是该预设时间段内密钥服务器下连的所有集中器对应的电表域的电表产生的用电量的总和，首先由电表将用电量加密成电量密文发送给集中器，集中器将对应的电表域的电表的电量密文相加得到一个电表域的电量密文和，而后发送给密钥服务器，密钥服务器将所有电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和即可得到总电量，该总电量是对应该总电量的预设时间段的下一预设时间段的电单价的计算基础。
在一些实施例中，在所述电表域内的电表向集中器发送电量密文之前，电表还会采用所述电表的电表私钥对所述电量密文进行签名，该签名能够保证是由电表发出的。
在一些实施例中，在电表向所述集中器发送电量密文之后，由集中器以及密钥服务器将用电量汇总后，发送到分析服务器计算下一预设时间段的电单价，之后该电单价会发送至集中器以及电表，从而电表会接收集中器发送对应该电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价，该电单价一方面使得用户能够获知各不同预设时间段的电单价的变化，而且还能够自行对电费进行计算验证。
在一些实施例中，由于集中器在发送电单价的过程中，为了使得顺利发送到电表，会进行签名并加密，在所述电表接收所述集中器发送对应所述电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价之后，电表若能通过签名验证，则表示该电单价发送的目标是正确的，再进行解密即可得到电单价。具体的，电表采用集中器的集中器公钥对所述下一预设时间段的电单价进行签名验证，所述电表采用第一预设密钥对所述下一预设时间段的电单价进行解密。
在一些实施例中，若电表还未在密钥服务器上注册时，会通过集中器向密钥服务器发送注册信息的方式，并且电表向集中器发送电量密文之前，电表采用第二预设密钥对所述电表的注册信息进行加密；接着电表将加密后的所述电表的注册信息发送至所述密钥服务器，从而使得密钥服务器根据所述注册信息生成所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥、所述电表的证书。
在一些实施例中，电表在发送注册信息后，若成功在密钥服务器上注册，则会接收到密钥服务器发送的所述域公钥、所述电表私钥、所述电表证书；接着，电表便会采用密钥服务器的密钥服务器公钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行签名验证；以及采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密，该签名验证是为了确保是由密钥服务器发送的。
在一些实施例中，在所述电表采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密之后，电表在存储这些信息时，会对这些信息的完整性进行验证，即对这些信息的哈希值进行验证，只有当所述电表验证所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书的哈希值通过时，则存储所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书。
本申请实施例第二方面还提供一种基于实时电价的计费方法，该方法中，集中器会接收对应该集中器的电表域内的每个电表发送的电量密文以及由分析服务器发送的预设时间段的电单价，该所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文；任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段；在接收到一个电表在一个收费周期内每个预设时间段的电单价和电量密文后，即可将集中器对应的电表域内的任一电表的每个预设时间段的电单价和电费密文相乘并求和得到一个收费周期内的电费密文，其中，电单价所述收费周期内任一预设时间段的电单价，电量密文为与收费周期内的任一预设时间段的电单价对应的电量密文，接着，将集中器对应的电表域内的每个电表的电费密文均发送至密钥服务器，而密钥服务器能够解密这些电费密文得到每个电表的电费；接着，每个电表的电费会由密钥服务器发送到集中器对应的电表域内的对应电表，使得每个电表按照所述电费进行扣费。
可以看出，本申请实施例中，电表在将自身在预设时间段的用电量数据采用电表所在电表域的域公钥进行加密，电表本身仅知晓自身在每个预设时间段的用电量以及由分析服务器下发的每个预设时间段的电单价，而不知道其他电表的用电量；集中器中没有对应的域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，如集中器在计算电费密文时，将每一预设时间段的电单价与该预设时间段对应的电量密文乘积，并将每一预设时间段的电量密文与电单价的乘积相加得到电费密文，从而整个计算过程中，从而集中器仅知晓每一预设时间段的电单价，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓；而分析服务器仅知晓总电量和电单价。因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。
在一些实施例中，为了计算每个预设时间段的电单价，在每个预设时间段，集中器将对应该集中器的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到电量密文和；接着，集中器将所述电量密文和发送至密钥服务器，而密钥服务器在接收到其下连的所有集中器发送的电量密文和后，便会将这些电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到总电量。
在一些实施例中，为了保证电量密文和是由集中器发送的，集中器将所述电量密文和发送至密钥服务器之前，还会采用所述集中器的集中器私钥对所述电量密文和进行签名。
在一些实施例中，为了保证接收到的电量密文是由电表域内的电表发送的，集中器接收电表域内的电表每隔预设时间段发送的电量密文之后，还会采用所述电表的电表公钥对电表域内的电表每隔预设时间段发送的电量密文进行签名验证。
在一些实施例中，为了保证电单价是由分析服务器发送的，所述集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的电单价之后，采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述电单价进行签名验证。而该电单价为了传输过程中是保密的，因此，除了验证签名之外，还会进行解密，即集中器通过集中器私钥对该电单价进行解密。
可见，对于密钥服务器来说，密钥服务器中存储有域私钥，因此，仅可对电费密文或者电量密文进行解密从而能够得到单个电表的电费或者一个电表域的用电量。但是密钥服务器中没有存储集中器私钥，而分析服务器通过密钥服务器在向集中器发送电单价时采用的是密文方式，密钥服务器不知晓该的电单价。从而无法知道每个电表的用电量，因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得不论是电表、集中器、密钥服务器以及分析服务器中任一被破解也无法知晓计费系统中的完整数据，从而整个计费系统具有较高的安全性。
在一些实施例中，为了保证发送给电表的电单价是由集中器发出，以及确保电表域内的电表能够接收并使用该电单价，集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的电单价之后，集中器采用所述集中器私钥对所述电单价进行签名；集中器采用预设密钥对所述电单价进行加密，且将所述加密后的电单价发送至所述电表域内的至少一个电表。
在一些实施例中，若电表未在密钥服务器上注册时，电表会将注册信息通过集中器发送至密钥服务器，而集中器接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息后，会采用所述集中器私钥签名对所述注册信息进行签名，将所述签名后的注册信息发送至所述密钥服务器，使得密钥服务器能够识别出是集中器转发的注册信息。
在一些实施例中，所述集中器接收所述密钥服务器发送的所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书，且将所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书发送至所述电表。
在一些实施例中，集中器在转发注册信息之前，还会先确定自身是否已在密钥服务器中注册，具体的，在所述集中器接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息之后，所述集中器判断所述集中器自身是否在所述密钥服务器中已注册；当所述集中器确定所述集中器自身在所述密钥服务器中未注册时，向所述密钥服务器发送注册请求，所述注册请求内携带有所述集中器的信息。
在一些实施例中，为了保证是由集中器发送的，集中器在向所述密钥服务器发送注册请求之前，还会采用所述集中器私钥对所述集中器的信息进行签名。
本申请实施例第三方面还提供一种基于实时电价的计费方法，该方法中，密钥服务器接收集中器发送的所述集中器对应的电表域内每个电表的电费密文，其中，所述电表域包括至少一个电表，所述电费密文为所述集中器对应的电表域内的单个集中器将所述电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；密钥服务器接着会采用所述集中器对应的电表域的域私钥解密所述每个电表的电费密文，得到所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费；最后，密钥服务器会向所述集中器对应的电表域内的每个电表发送所述电费，以使得所述集中器对应的电表域内的每个电表按照对应的电费进行扣费。
可以看出，本申请实施例中，电表在将自身在预设时间段的用电量数据采用电表所在电表域的域公钥进行加密，电表本身仅知晓自身在每个预设时间段的用电量以及由分析服务器下发的每个预设时间段的电单价，而不知道其他电表的用电量；集中器中没有对应的域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，如集中器在计算电费密文时，将每一预设时间段的电单价与该预设时间段对应的电量密文乘积，并将每一预设时间段的电量密文与电单价的乘积相加得到电费密文，从而整个计算过程中，从而集中器仅知晓每一预设时间段的电单价，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓；而分析服务器仅知晓总电量和电单价。因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。
在一些实施例中，为了计算每一预设时间段的总电量，密钥服务器接收所述集中器每隔预设时间段发送的电量密文和，所述密钥服务器对应至少一个集中器，该电量密文和为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到；接着，密钥服务器采用所述至少一个集中器中每个集中器的域私钥解密对应集中器发送的电量密文和，得到所述集中器对应的电表域的电量和；接着，密钥服务器将所述至少一个集中器对应的至少一个电量和求和得到总电量；在得到总电量之后，密钥服务器会将所述总电量发送至分析服务器，以使得所述分析服务器根据所述总电量计算所述预设时间段的下一预设时间段内的电单价；最后，密钥服务器接收所述电单价，并将所述电单价发送至所述至少一个集中器。
在一些实施例中，为了保证密钥服务器接收到的电量密文和是由集中器发送的，集中器在发送电量密文和时会采用集中器私钥进行签名，而密钥服务器接收集中器每隔预设时间段发送的电量密文和之后，还采用所述集中器公钥对所述电量密文和的签名进行验证。
在一些实施例中，为了使得集中器能够确定电单价是密钥服务器发出的，密钥服务器将所述电单价发送至集中器之前，还会采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电单价进行签名。
在一些实施例中，电表若未在密钥服务器中注册时，电表会向密钥服务器发送注册信息，该注册信息仅有集中器发送至密钥服务器，因此，密钥服务器会接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息；之后，密钥服务器根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书，从而完成电表的注册过程。
在一些实施例中，为了保证密钥服务器接收到的是由集中器转发的电表的注册信息，所述密钥服务器接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息之后，密钥服务器采用集中器公钥对所述注册信息进行签名验证；接着，密钥服务器采用预设密钥解密所述注册信息。
在一些实施例中，为了保证接收的电表是密钥服务器中注册的电表，以及信息在传输过程中的安全，密钥服务器根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书之前，密钥服务器采用预设密钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行加密；接着，密钥服务器采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行签名。
在一些实施例中，集中器未在密钥服务器中注册时，会向密钥服务器发送集中器的注册请求，因此，密钥服务器接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息之前，密钥服务器会接收所述集中器发送的注册请求，所述注册请求中携带有所述集中器的信息。
在一些实施例中，为了保证集中器的注册请求是由集中器发出的，集中器会采用集中器私钥进行签名，而所述密钥服务器接收所述集中器发送的注册请求之后，还会采用所述集中器的集中器公钥对所述注册请求进行签名验证。
本申请实施例第四方面还提供一种基于实时电价的计费方法，该方法中，分析服务器接收密钥服务器每隔预设时间段发送的总电量，任一预设时间段的总电量为所述密钥服务器将密钥服务器对应的至少一个集中器中每个集中器对应的电表域在所述预设时间段对应的电量密文和解密并求和得到的电量，所述电量密文和为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到的密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文；接着，分析服务器根据所述总电量计算所述总电量对应的预设时间段的下一预设时间段的电单价；最后，分析服务器将所述电单价发送至密钥服务器，该电单价会由密钥服务器再发送给集中器。
可以看出，可以看出，本申请实施例中，电表在将自身在预设时间段的用电量数据采用电表所在电表域的域公钥进行加密，电表本身仅知晓自身在每个预设时间段的用电量以及由分析服务器下发的每个预设时间段的电单价，而不知道其他电表的用电量；集中器中没有对应的域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，如集中器在计算电费密文时，将每一预设时间段的电单价与该预设时间段对应的电量密文乘积，并将每一预设时间段的电量密文与电单价的乘积相加得到电费密文，从而整个计算过程中，从而集中器仅知晓每一预设时间段的电单价，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓；而分析服务器仅知晓总电量和电单价。因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。
本申请实施例第五方面还提供一种电表，包括用于执行本申请第一方面或第一方面的任一实施例中提供的基于实时电价的计费方法的至少一个模块。
本申请实施例第六方面还提供一种集中器，包括用于执行本申请第二方面或第二方面的任一实施例中提供的基于实时电价的计费方法的至少一个模块。
本申请实施例第七方面还提供一种密钥服务器，包括用于执行本申请第三方面或第三方面的任一实施例中提供的基于实时电价的计费方法的至少一个模块。
本申请实施例第八方面还提供一种分析服务器，包括用于执行本申请第四方面或第四方面的任一实施例中提供的基于实时电价的计费方法的至少一个模块。
本申请实施例第九方面还提供一种电表，该电表包括处理器、与所述处理器连接的收发器以及存储器，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行所述指令以执行本申请第一方面或第一方面的任一种实现方式中提供的基于实时电价的计费方法。
本申请实施例第十方面还提供一种集中器，该集中器包括处理器、与所述处理器连接的收发器以及存储器，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行所述指令以执行本申请第二方面或第二方面的任一种实现方式中提供的基于实时电价的计费方法。
本申请实施例第十一方面还提供一种密钥服务器，该密钥服务器包括处理器、与所述处理器连接的收发器以及存储器，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行所述指令以执行本申请第三方面或第三方面的任一种实现方式中提供的基于实时电价的计费方法。
本申请实施例第十二方面还提供一种分析服务器，该分析服务器包括处理器、与所述处理器连接的收发器以及存储器，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行所述指令以执行本申请第四方面或第四方面的任一种实现方式中提供的基于实时电价的计费方法。
本申请第十三方面还提供一种基于实时电价的计费系统，该计费系统包括本申请实施例第九方面提供的电表、本申请实施例第十方面提供的集中器、本申请实施例第十一方面提供的密钥服务器和本申请实施例第十二方面提供的分析服务器。
本申请又一方面提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储了程序代码，该程序代码被基站运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。该存储介质包括但不限于快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，简称HDD)或固态硬盘(solidstate drive，简称SSD)。
本申请的又一方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
附图说明
图1是本申请实施例的基于实时电价的计费系统的一个实施例图；
图2是本申请实施例的基于实时电价的计费方法的一个实施例图；
图3是本申请实施例的基于实时电价的计费方法中电单价的计算过程示意图；
图4是本申请实施例的基于实时电价的计费方法中电表的注册过程以及密钥生成过程的示意图；
图5是本申请实施例的电表的一个实施例图；
图6是本申请实施例的集中器的一个实施例图；
图7是本申请实施例的密钥服务器的一个实施例图；
图8是本申请实施例的分析服务器的一个实施例图；
图9是本申请实施例的电表的一个实施例图；
图10是本申请实施例的集中器的一个实施例图；
图11是本申请实施例的密钥服务器的一个实施例图；
图12是本申请实施例的分析服务器的一个实施例图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种基于实时电价的计费方法及相关设备来解决现有技术中汇总电费及计费的安全性较低。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
目前的一种电量汇总及计费方式是首先由只能电表实时记录用户使用的电量，采用同态加密记录用户的电量，聚集器接收到用户的各个时间段的用电量的密文后，会进行解密，再求和得到用户在一个周期内的电量总和明文，名将其发送至计费部门，由计费部门计算得到该用户的电费，其中同态加密即：
若记加密操作为E，明文为m，加密得到e，即e＝E(m)，若有针对明文的操作f，则可针对E构造F，使得F(e)＝E(f(m))，此时，E便是一个针对f的同态加密算法。此方式的好处在于，对于f(m)的计算，可先将明文m加密成e后，可将针对明文的操作f对应的操作F交给第三方执行，在拿回F(e)后，经过解密即可得到f(m)，而第三方在不知道m的情况下能够执行具体的计算步骤。
然而，目前的方案中进行解密电量密文再求和的过程均在聚集器中进行，电表仅仅进行了普通的加密过程，再由聚集器进行解密，是很普通的一种加密解密机制，并未体现出同态加密的安全性加强的优势，另外，此方式并不能很好的应用在实时电价系统中，下面进行说明：
在实时电价系统中，电力系统需要收集整个区域内所有用户的当前用电情况以决定下一时段的电价，同时还要利用每个用户的用电情况和电费在每个时间段的单价计算用户在每个缴费周期需要缴纳的电费，因此在该实时电价系统中有大量的用户隐私数据需要保护，一旦数据泄露，攻击者便可轻易根据用电情况分析出用户习惯，给电力公司、用户造成难以估量的后果。而目前的方式在聚集器中便进行了解密，后续传输过程也未采用任何加密方式，因此在实时电价系统中各个阶段中泄露数据的可能性非常大。
基于上述问题，本申请给出了一种基于实时电价的计费方法及相关设备，其中该计费系统的架构如图1所示，图1是本申请实施例的基于实时电价的计费系统的一个实施例图，包括设置的至少一个电表域，电表域内包括有至少一个电表，每个电表域对应一个集中器，即该电表域内的电表均连接至该集中器,每个集中器均连接至密钥服务器，密钥服务器再连接到用于根据时段用电量计算电价的分析服务器。该系统中，主要包括计费过程以及涉及计费过程中需要用到的电单价的计算过程，下面对此计费过程进行说明，请参阅图2，图2是本申请实施例的基于实时电价的计费方法的一个实施例图，其中，该方法可包括：
201、每隔预设时间段，电表向集中器发送电量密文。
其中，电量密文为所述电表采用所述电表所在电表域的域公钥将所述电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表。
在本申请实施例中，该电量密文的主要用于后续计算电表的电费以及对应该电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价的计算。电费密文采用的电表域的域公钥进行加密得到，该域公钥对应的域私钥在集中器中并不保存，从而集中器仅能对电量密文进行计算操作而不能进行解密，从而无法获知每个电表的具体用电量数据。
可选的，电表在将电量密文发出之前，还会对电量密文进行签名，如采用电表私钥对该电量密文进行签名。该签名能使得后续接收到该电量密文的设备能够通过验证签名确定电表是该集中器下属域内的电表。
下面以域1、SM1为例，将域1内SM1在[t,t+1]时间段的用电量P0使用域公钥(gpk)
加密并使用SM私钥(SMsk)签名发送至集中器CC1。即，其中，表示采用域公钥(gpk)进行加密，表示采用SM私钥进行签名。
其中，电表的电费的计费需要将用电量数据以及该用电量数据产生的预设时间段的电单价相乘得到一个预设时间段内的电费，而包含多个收费周期的电费则需要将这些预设时间段的电费进行相加得到。
202、集中器接收对应电表域内的每个电表每隔预设时间段发送的电量密文。
可以理解的是，电表域内每个电表发送的电量密文都会被集中器接收到，该电量密文会有两种作用，一种使作为计算电费密文的基础，另一种是用于分析服务器计算该电费密文对应的预设时间段的下一预设时间段的电单价。
可选的，若该电量密文在电表发送之前进行过签名，即电表已采用电表私钥对该电量密文进行签名，则集中器在接收到该电量密文后，还会进行签名验证操作，即采用该电表的电表公钥进行签名验证，若验证通过，则表示该电量密文是由该电表发出的。
203、集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的预设时间段的电单价。
其中，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述电单价对应的预设时间段的上一预设时间段。
此外，由于按照域对电表进行划分得到电表域，同一电表域内的电表均连接至同一集中器，即每个集中器对应一个电表域，为了统计密钥服务器连接的所有集中器下属的电表域的总电量，会对每个电表域内的每个电表的电量进行集中统计，具体的，由一个电表域内的每个电表均上报自身在一个预设时间段内的用电量，即产生的电量密文，与步骤201相同，再由集中器对电表域的电量密文进行相加得到电量密文和，最后由密钥服务器统计所有电表域的电量密文和，再通过域私钥进行解密即可得到该预设时间段的总电量，该总电量最终会发送至分析服务器，分析服务器则会根据该总电量以及一些电价相关参数计算出该预设时间段的下一预设时间段的电单价，并经由密钥服务器发送给集中器。
下面，对计算电单价的过程进行说明，请参阅图3，图3是本申请实施例的基于实时电价的计费方法中电单价的计算过程示意图。其中，该过程包括：
301、集中器接收电表域内的每个电表的电量密文。
其中，由于集中器会对应一个电表域，因此，该集中器会接收电表域内的每个电表的电量密文。
可选的，考虑到验证接收的电量密文是否为电表域内的电表发出的，会首先对该电量密文进行验证签名，即通过电表公钥解签名即可得到该电表的电量密文。
以上述SM1为例，集中器CC1利用SM公钥(SMpk)解签名得电量密文，即，
其中，cp0表示电量密文。
302、集中器将接收的一个电表域内的电量密文相加得到电量密文和并发送至密钥服务器。
其中，集中器会接收其下属的电表域内的所有电表在预设时间段内产生的电量密文，并将这些电量密文求和得到电量密文和后发送给密钥服务器，集中器自身并没有解密该电量密文的密钥，即，该集中器仅对密文进行操作。
仍以上述CC1为例，CC1在接收到预设时间段内电表域内的所有电表的电量密文后，进行相加，得到电量密文和(Eg0_tolP)，即，
可选的，考虑到密钥服务器接收到确由集中器发送的电量密文，集中器在向密钥服务器发送电量密文和之前，会采用集中器CC1的集中器私钥对该电量密文和进行签名，从而使得密钥服务器可以通过集中器公钥对该电量密文和进行签名验证的方式确定是由集中器发送的。
303、密钥服务器接收并通过所述电量密文和对应的电表域的域私钥解密该电量密文和得到电量和。
密钥服务器在接收到该电量密文和后，会采用电表加密生成电量密文时采用的域公钥对应的域私钥进行解密，从而得到集中器CC1下属的电表域的电量和，按照此方式，密钥服务器可以获取到所有集中器对应的电表域的电量和。
可选的，考虑到密钥服务器接收到确由集中器发送的电量密文，集中器在向密钥服务器发送电量密文和之前，会采用集中器CC1的集中器私钥对该电量密文和进行签名，若是电量密文和已经过集中器签名，则密钥服务器首先需要解签名才可获得该集中器发送的电量密文和，之后再进行解密操作。
304、密钥服务器将所有电表域的电量和累加得到总电量并发送至分析服务器。
其中，密钥服务器在接收到所有集中器对应的电表域的电量和之后，可以计算出在预设时间段内的总电量Tg_tolp，即，
其中，Dg0_tolp表示一个集中器对应的电表域内电表的电量和。接着，
通过将所有集中器的电量和进行累加，得到总电量Tg_tolp。
当然，除了先计算的到电量和再将电量和相加的方式之外，按照同态加密的方式，密钥服务器还可以先将各电量密文和累加，然后再对累加结果进行解密，同样可以得到总电量。
305、分析服务器根据预设时间段内的总电量计算下一预设时间段内的电单价。
其中，分析服务器在接收到密钥服务器发送的总电量后，会根据预设时间段内的所用掉的总电量对下一预设时间段内的电单价进行计算，该电单价的计算原则与上一预设时间段内的总电量有关，可由供电商自行设置，如用电量大时提高电单价，如设置在相同总电量的情况下，夜间电单价低于日间电单价等。
需要说明的是，实时电价是在边际成本理论的基础上形成的，它以精确的数学理论使编辑成本电价原理更为清晰的表现出来，在实际情况中，实时电价的决定变量除了用户在预设时间段内的总用电量之外，还可包括预设时间段各发电机的发电量和一些电力系统运行过程中的约束条件，如天气和机组事故以及整个电网上的发电和符合数据。
306、分析服务器加密该电单价并通过密钥服务器发送至集中器。
其中，该加密后的电单价会发送至集中器，因此，在加密时可采用集中器公钥进行加密，一方面能够使得集中器在接收到该加密后的电单价后能利用集中器私钥进行解密，另一方面由于密钥服务器中并没有存储集中器公钥，使得密钥服务器无法获知具体的电单价，从而使得即便密钥服务器数据被破解也不会导致严重的计费系统数据安全问题。
可选的，分析服务器在加密该电单价后，还可采用分析服务器私钥进行签名，保证后续集中器接收到的加密后的电单价是由分析服务器发出的，且内容是完整的。
仍以上述集中器CC1为例，即，
其中，是采用分析服务器私钥ASsk进行签名，则是采用集中器公钥CCpk进行加密，C1表示分析服务器计算出的下一预设时间段内的电单价。
307、集中器解密得到电单价，并通过预置的密钥加密该电单价。
其中，集中器在采用集中器私钥进行解密后得到电单价，并采用预置的密钥对该电单价进行加密。
当然，若分析服务器对该电单价进行签名过，则集中器还会采用分析服务器公钥进行签名验证，当签名验证通过时，则确定接收的电单价无误。
308、集中器将该加密后的电单价发送至电表。
其中，采用预置的密钥加密后，便会将该加密后的电单价发送至电表。
可选的，为了保证该电单价是由集中器发出，且信息是完整的，还会采用集中器私钥对该加密后的电单价进行签名。
仍以上述集中器CC1为例，即，
其中，是采用集中器私钥CCsk进行签名，则是采用预置的密钥Ko进行加密，C1表示分析服务器计算出的下一预设时间段内的电单价。。
309、电表对该电单价进行签名验证并解密。
可以理解的是，由于集中器采用了预置的密钥Ko对电单价进行了加密，并采用集中器私钥对该电单价进行了签名，因此电表在接收到该电单价后，首先会进行签名验证，并采用密钥Ko对该电单价进行解密，从而得到电单价，该电单价一方面使得用户能够获知每个预设时间段的电单价，也能够通过该电单价对收费周期内的电费进行验证。
集中器在接收到通过上述计算过程得到的电单价后，便会进行电费密文的计算，即执行下述步骤204。
204、集中器将所述集中器对应的电表域内的任一电表的电单价和电量密文乘积并求和得到收费周期的电费密文。
其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电单价为所述收费周期内任一预设时间段的电单价，所述电量密文为与所述收费周期内的任一预设时间段的电单价对应的电量密文。
其中，集中器会接收每一预设时间段内的电表域内的电表发送的电量密文，将该电量密文与电单价相乘即可得到一个预设时间段内的一个电表的电费密文。即，
其中，C1是电单价，P1是一个预设时间段内一个电表所用的电量，表示采用域公钥gpk对P1进行加密。
在一个收费周期内，该收费周期包括至少一个预设时间段，集中器将该收费周期内的每个预设时间段的电费密文乘以该预设时间段的电单价并将这些乘积相加，即可得到电表在一个收费周期的电费密文，接着，便会将该一个收费周期的电费密文发送至密钥服务器。
仍以上述集中器CC1为例，设一次收费周期为m，在集中器CC1中即可得到该收费周期的电费密文E_tolC，即，
其中，表示采用域公钥gpk对P1进行加密。
205、集中器将集中器对应的电表域内的每个电表的电费密文均发送至密钥服务器。
其中，每个电表的电费密文能够使得密钥服务器解密所述每个电表的电费密文得到所述每个电表的电费。
206、密钥服务器采用所述集中器对应的电表域的域私钥解密所述每个电表的电费密文，得到所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费。
密钥服务器在接收到收费周期的电费密文E_tolC后，可采用电表所在电表域的域私钥对该收费密文进行解密，即可在不知道电表具体的用电量的情况下计算出收费周期内的电表产生的电费D_tolC，即，
其中，Dec表示采用域私钥对电费密文进行解密。
207、密钥服务器向所述集中器对应的电表域内的每个电表发送所述电费。
其中，在计算出电表的电费后，即可将该电费值通过集中器发送给电表。
可选的，该电费的发送过程中，同样可采用签名和加密操作，如采用域私钥进行加密，采用密钥服务器私钥进行签名，由于集中器中没有域公钥，使得集中器无法获知电费的明文。
208、电表按照电表的电费进行扣费。
电表在接收到该电费后即可按照电费进行计费及扣费。从而完成整个计费和扣费过程。
可以看出，在完成上述计费扣费的过程中，电表内需要预先存储有密钥Ko、SM私钥和域公钥；而集中器内则需要存储有集中器私钥、SM公钥、密钥Ko和分析服务器公钥；密钥服务器内需要预先存储域私钥和集中器公钥，且为了保证数据安全，该密钥服务器中可不存储集中器私钥；分析服务器内则需要存储有分析服务器私钥以及集中器公钥。
可以看出，本申请实施例中，电表在将自身在预设时间段的用电量数据采用电表所在电表域的域公钥进行加密，电表本身仅知晓自身在每个预设时间段的用电量以及由分析服务器下发的每个预设时间段的电单价，而不知道其他电表的用电量；集中器中没有对应的域私钥，仅能对电表发送的电表密文进行操作，如集中器在计算电费密文时，将每一预设时间段的电单价与该预设时间段对应的电量密文乘积，并将每一预设时间段的电量密文与电单价的乘积相加得到电费密文，从而整个计算过程中，从而集中器仅知晓每一预设时间段的电单价，而对应的电表域内的每个电表的电量并不知晓；而分析服务器仅知晓总电量和电单价。因此，本申请实施例中，充分采用同态加密方式，使得将电表或者集中器破解也无法得到计费过程中的完整数据，从而大大提高实时计费方式的安全性。
下面对上述计费扣费的过程中各个密钥的生成过程以及电表的注册过程进行说明，请参阅图4，图4是本申请实施例的基于实时电价的计费方法中电表的注册过程以及密钥生成过程的示意图，该方法中，密钥生成过程包括：
401、密钥服务器分别生成n个域的域公钥和域私钥。
其中，n是密钥服务器下连的集中器所对应的电表域的数量。采用该域公钥和域私钥的加解密过程满足同态加密，即：
针对任一数p，
c＝Enc(p)＝gp·rN mod N2
且
所以有，
Dec(Enc(p1)·Enc(p2))＝Dec(Enc(p1+p2))＝p1+p2
其中，Enc(p)表示对p进行的加密，Dec(c)表示对c进行解密，由上述公式可得到Enc(p1)乘以Enc(p2)等于Enc(p1+p2)，从而，Dec(Enc(p1)·Enc(p2))＝Dec(Enc(p1+p2))＝p1+p2，
即，对p1和p2分别加密后进行的目标运算，与先对p1和p2进行目标运算后再进行加密得到的结果是相同的。
402、电表采用内置密钥Ko加密电表的注册信息并发送至集中器。
该注册信息包括电表ID和电表位置信息，通过这两项信息能够唯一确定一个电表及其所在位置，当然，该注册信息内还可包括用户信息以及根据电表ID、电表位置信息和用户信息生成的消息认证码。该用户信息表示采用该电表的用户的信息，而消息认证码是用于接收方判断消息完整性的信息。具体的，
其中，表示采用密钥Ko进行加密，reg表示注册，id表示电表ID，loinfo表示电表位置信息，uinfo表示用户信息，hash(reg,id,loinfo,uinfo)表示消息认证码。
403、集中器采用电表私钥对注册信息进行签名后，将所述注册信息发送至密钥服务器。
其具体签名过程为：
其中，表示采用电表私钥SMsk进行签名。
其中，集中器在向密钥服务器发送信息之前，会对自身是否在密钥服务器内注册进行判断，若已在密钥服务器内注册，则会直接发送信息，若未在密钥服务器中注册时，则集中器首先将采用集中器私钥签名的包括集中器ID和集中器位置信息的注册请求发送至密钥服务器，即，
其中，表示采用集中器私钥CCsk进行签名，reg表示注册请求、cc_id表示集中器ID、cc_loinfo表示集中器位置信息，hash(reg,cc_id,cc_loinfo)表示根据reg、cc_id、cc_loinfo生成的消息认证码。密钥服务器在接收到该信息后利用集中器公钥验证签名，并验证消息认证码的值，若通过，则返回集中器在密钥服务器中注册成功的信息。
404、密钥服务器采用电表公钥验证所述注册信息的签名，并采用预设密钥Ko进行解密，并根据注册信息生成电表私钥。
可选的，注册信息包含电表ID和电表位置信息，根据注册信息生成域公钥和电表私钥的过程中，首先会根据电报位置信息将电表设置到对应的电表域，同时生成电表的电表私钥。
其中，此过程中还可生成电表的证书，用于对电表身份进行认证。
405、密钥服务器将所述域公钥和电表私钥采用密钥Ko进行加密并经集中器发送至电表。
其中，除了发送域公钥以及电表私钥之外，还可将注册成功标识以及生成电表私钥过程中生成的电表的证书一并加密后在进行发送。具体的加密过程为：
其中，表示采用KSsk密钥服务器私钥进行加密，suc表示注册成功标识，gpk表示域公钥，SMsk表示电表私钥，SMCer表示电表的证书，hash(suc,gpk,SMsk,SMCer)则表示利用suc、gpk、SMsk和SMCer生成的认证码。
406、电表接收并通过密钥服务器公钥进行签名认证，并利用密钥Ko进行解密，再验证认证码，若验证码验证通过，则将域公钥、电表私钥和电表证书进行存储。
上面对本申请实施例的基于实时电价的计费方法进行了介绍，下面对本申请实施例的电表进行介绍，请参阅图5，图5是本申请实施例的电表的一个实施例图，该电表可包括发送模块501、接收模块502和处理模块503，其中，
该发送模块501用于每隔预设时间段向集中器发送电量密文，所述电量密文为所述电表采用所述电表所在电表域的域公钥将所述电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；该接收模块502用于接收密钥服务器经所述集中器发送的收费周期内的所述电表的电费；其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电表的电费由所述密钥服务器采用所述电表所在电表域的域私钥解密所述集中器发送的电费密文得到，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述至少一个集中器中任一集中器对应一个电表域；所述电费密文为所述集中器将所述电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文；任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；该处理模块503用于按照所述电表的电费进行扣费。
可以看出，该电表会每隔预设时间段发出电量密文，为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文。通过该电量密文，可以计算出与该电量密文对应的预设时间段的下一预设时间段的电单价，从而计费系统一方面能够计算出在一个收费周期内电表的电费。而该电量密文的计算过程放在集中器中进行，集中器本身不能对电量密文进行解密，而将解密放在密钥服务器上执行，从而使得即便破解集中器不能得到计费过程中的电量数据。
可选的，计算电单价的过程中，还需要进行总电量的计算，即任一预设时间段的总电量为密钥服务器将每一电表域在所述预设时间段对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到的电量，所述电量密文和为所述集中器将所述电量密文和对应的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到。
该总电量的计算方式与图3所示实施例中计算总电量的方式类似，此处不再赘述。
可选的，处理模块503还用于采用所述电表的电表私钥对所述电量密文进行签名。为了保证该电量密文确由该电表发出，可采用该电表私钥进行签名，从而使得集中器仅需要采用电表公钥进行签名验证即可确定该电量密文是由该电表发出。
可选的，接收模块502还用于接收所述集中器发送对应所述电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价。具体接收电单价的过程可参见图3所示实施例中的步骤308的说明，此处不再赘述。
可选的，处理模块503还用于采用所述集中器的集中器公钥对所述下一预设时间段的电单价进行签名验证，采用第一预设密钥对所述下一预设时间段的电单价进行解密。由于集中器对该电价进行了加密和签名，该电表接收到电单价后，便会进行签名验证和解密，具体的可参见图3所示实施例中步骤308的说明，此处不再赘述。
可选的，处理模块503还用于采用第二预设密钥对所述电表的注册信息进行加密；将加密后的所述电表的注册信息发送至所述密钥服务器，以使得所述密钥服务器根据所述注册信息生成所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥、所述电表的证书。具体的电表注册过程可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，接收模块502还用于接收所述密钥服务器发送的所述域公钥、所述电表私钥、所述电表证书；处理模块503还用于采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行签名验证；采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密。可见，在接收到密钥服务器经集中器反馈的所述域公钥、所述电表私钥、所述电表证书，会先进行签名验证和解密操作，具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块503还用于当所述电表验证所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书的哈希值通过时，则存储所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书。为了保证所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书的正确性，在获取了这些信息后，会采用哈希值进行验证，只有验证通过才表示这些信息是正确的，具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
上面对本申请实施例的电表进行了介绍，下面对本申请实施例的集中器进行介绍，请参阅图6，图6是本申请实施例的电表的一个实施例图，该集中器实际可以是一种网络中间节点设备，其具有网络通信能力以及一定的处理能力，该集中器可包括发送模块603、接收模块601和处理模块602，其中，
接收模块601，用于接收对应所述集中器电表域内的每个电表每隔预设时间段发送的电量密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；接收模块601还用于接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的预设时间段的电单价，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段；处理模块602，用于将所述电表在收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到电费密文，其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段；发送模块603，用于所述集中器对应的电表域内的任一电表的电单价和电量密文乘积并求和得到收费周期的电费密文，其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电单价为所述收费周期内任一预设时间段的电单价，所述电量密文为与所述收费周期内的任一预设时间段的电单价对应的电量密文；该发送模块603用于将所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费密文均发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器解密所述每个电表的电费密文得到所述每个电表的电费；接收模块601还用于接收所述密钥服务器发送的所述每个电表的电费；发送模块603还用于将所述每个电表的电费分别发送至所述集中器对应的电表域内的对应电表，以使得所述每个电表按照所述电费进行扣费。
可以看出，该集中器的特点在于，处理的有关电量的数据全部以密文方式呈现，因此，即便该集中器被破解，或者集中器接收或发送的数据被拦截，也无法得到实际的电表的或者电表域的电量数据，从而增加计费系统数据传输过程的安全性。
可选的，处理模块602还用于在任一预设时间段，将对应所述集中器的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到电量密文和；
将所述电量密文和发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器将每一电表域对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到所述预设时间段的总电量。
其中，该总电量的计算过程可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块602还用于采用所述集中器的集中器私钥对所述电量密文和进行签名。由于发送电量密文和时，为了确保该电量密文和是由该集中器发出，因此会采用集中器私钥对该电量密文和进行签名，以使得密钥服务器能够验证该电量密文和的发出方。
可选的，处理模块602还用于采用所述电表的电表公钥对电表域内的电表每隔预设时间段发送的电量密文进行签名验证。电表在发送电量密文时，会采用电表私钥进行签名，以确保该电量密文是由该电表发出的，而集中器在接收到该电量密文时，便会采用对应的电表公钥进行签名验证。
可选的，所述处理模块602还用于采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述电单价进行签名验证；采用所述集中器的集中器私钥解密所述电单价。集中器在接收到由分析服务器发出的电单价后，会先对该电单价进行签名验证，以确保发送方正确，进行解密，以确保是由分析服务器发出的，具体可参见图3所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块602还用于采用所述集中器私钥对所述电单价进行签名；采用预设密钥对所述电单价进行加密，且将所述加密后的电单价发送至所述电表域内的至少一个电表。集中器在接收到由分析服务器发出的电单价后，会将该电单价发送至电表，而为了保证电单价的数据安全性和发送方的确定，集中器会进行签名和加密操作，具体可参见图3所示实施例，此处不再赘述。
可选的，接收模块601还用于接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息；处理模块602还用于采用所述集中器私钥签名对所述注册信息进行签名；发送模块603还用于将所述签名后的注册信息发送至所述密钥服务器。该注册过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，所述接收模块601还用于接收所述密钥服务器发送的所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书，且将所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书发送至所述电表。该注册过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，该处理模块602还用于判断所述集中器自身是否在所述密钥服务器中已注册；当确定所述集中器自身在所述密钥服务器中未注册时，向所述密钥服务器发送注册请求，所述注册请求内携带有所述集中器的信息。该注册过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块602还用于采用所述集中器私钥对所述集中器的信息进行签名。该注册过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
上面对本申请实施例的集中器进行了介绍，下面对本申请实施例的密钥服务器进行介绍，请参阅图7，图7是本申请实施例的密钥服务器的一个实施例图，该密钥服务器可包括发送模块703、接收模块701和处理模块702，其中，
接收模块701接收集中器发送的所述集中器对应的电表域内每个电表的电费密文；其中，所述电表域包括至少一个电表，所述电费密文为所述集中器将所述集中器对应的电表域内的单个电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；处理模块702采用所述集中器对应的电表域的域私钥解密所述每个电表的电费密文，得到所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费；发送模块703，用于向所述集中器对应的电表域内的每个电表发送所述电费，以使得所述集中器对应的电表域内的每个电表按照对应的电费进行扣费。
可见，该计费过程中，密钥服务器主要参与电单价计算过程以及电费的计算过程，而由于密钥服务器内存储有域私钥，因此对于集中器发送的电量密文和或者电费密文，均能够通过该集中器对应的电表域的域私钥对电量密文和或者电费密文进行解密，前者能够综合下连的所有集中器对应的电量密文和得到总电量，后者可以得到单个电表在收费周期内的电费。
可选的，接收模块701还用于接收所述集中器每隔预设时间段发送的电量密文和，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述电量密文和为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到；处理模块702还用于：采用对应所述至少一个集中器中每个集中器的域私钥解密对应集中器发送的电量密文和，得到所述集中器对应的电表域的电量和；将所述至少一个集中器对应的至少一个电量和求和得到总电量；发送模块703还用于将所述总电量发送至分析服务器，以使得所述分析服务器根据所述总电量计算所述预设时间段的下一预设时间段内的电单价；接收模块701还用于接收所述电单价，所述发送模块还用于将所述电单价发送至所述至少一个集中器。该过程具体可参见图3所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块702还用于采用所述集中器公钥对所述电量密文和的签名进行验证。该过程具体可参见图3所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块702还用于采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电单价进行签名。该过程具体可参见图3所示实施例，此处不再赘述。
可选的，接收模块701还用于接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息；处理模块702还用于根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书。该过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块702还用于采用集中器公钥对所述注册信息进行签名验证；采用预设密钥解密所述注册信息。该过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块702还用于采用预设密钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行加密；采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行签名。该过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，接收模块701还用于接收所述集中器发送的注册请求，所述注册请求中携带有所述集中器的信息。该过程具体可参见图4所示实施例，此处不再赘述。
可选的，处理模块702还用于采用所述集中器的集中器公钥对所述注册请求进行签名验证。
上面对本申请实施例的密钥服务器进行了介绍，下面对本申请实施例的分析服务器进行介绍，请参阅图8，图8是本申请实施例的分析服务器的一个实施例图，该分析服务器可包括发送模块803、接收模块801和处理模块802，其中，
接收模块801接收密钥服务器每隔预设时间段发送的总电量，任一预设时间段的总电量为密钥服务器对应的至少一个集中器中每个集中器对应的电表域在所述预设时间段对应的电量密文和解密并求和得到的电量，所述电量密文和为集中器将所述电量密文和对应的电表域内的每一电表对应的电量密文求和得到，所述电量密文为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到的密文；处理模块802根据所述总电量计算所述总电量对应的预设时间段的下一预设时间段的电单价；发送模块803将所述电单价发送至密钥服务器。
可以理解的是，分析服务器能获取的仅有每隔预设时间段由密钥服务器发送的总电量，并根据该总电量计算出该总电量对应的预设时间段的下一预设时间段的电单价。因此，即便被截获这些数据，也不会对计费系统造成较大的安全影响。
可选的，处理模块802采用集中器的集中器公钥对电单价进行加密，并采用密钥服务器公钥对该电单价进行签名，从而使得密钥服务器仅能获知该电单价的密文，而无法获取电单价，分析服务器能够获知密钥服务器下连的所有集中器，并按照每个集中器的集中器公钥进行加密，当然，所有的集中器也可以是同样的集中器公钥。
下面对本申请实施例中电表的结构进行描述，请参阅图9，图9是本申请实施例的电表的一个实施例图，其中，电表9可包括均与总线相连接的至少一个处理器901、至少一个收发器902和存储器903，本申请实施例涉及的电表可以具有比图9所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。
具体的，对于图5所示的实施例来说，该处理器901能实现图5所示实施例中的电表的处理模块503的功能，该收发器902能实现图5所示实施例中的电表的发送模块501和接收模块502的功能，该存储器903有多种结构，用于存储程序指令，处理器901用于执行所述存储器903中的指令以实现图2、图3和图4所示实施例中的通信方法。
下面对本申请实施例中集中器的结构进行描述，请参阅图10，图10是本申请实施例的集中器的一个实施例图，其中，集中器10可包括均与总线相连接的至少一个处理器1001、至少一个收发器1002和存储器1003，本申请实施例涉及的集中器可以具有比图10所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。
具体的，对于图6所示的实施例来说，该处理器1001能实现图6所示实施例中的集中器的处理模块602的功能，该收发器1002能实现图6所示实施例中的集中器的发送模块603和接收模块601的功能，该存储器1003有多种结构，用于存储程序指令，处理器1001用于执行所述存储器1003中的指令以实现图2、图3和图4所示实施例中的通信方法。
下面对本申请实施例中密钥服务器的结构进行描述，请参阅图11，图11是本申请实施例的密钥服务器的一个实施例图，其中，密钥服务器11可包括均与总线相连接的至少一个处理器1101、至少一个收发器1102和存储器1103，本申请实施例涉及的密钥服务器可以具有比图11所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。
具体的，对于图6所示的实施例来说，该处理器1101能实现图7所示实施例中的密钥服务器的处理模块702的功能，该收发器1102能实现图7所示实施例中的密钥服务器的发送模块703和接收模块701的功能，该存储器1003有多种结构，用于存储程序指令，处理器1101用于执行所述存储器1103中的指令以实现图2、图3和图4所示实施例中的通信方法。
下面对本申请实施例中分析服务器的结构进行描述，请参阅图12，图12是本申请实施例的分析服务器的一个实施例图，其中，分析服务器12可包括均与总线相连接的至少一个处理器1201、至少一个收发器1202和存储器1203，本申请实施例涉及的分析服务器可以具有比图10所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。
具体的，对于图8所示的实施例来说，该处理器1201能实现图8所示实施例中的分析服务器的处理模块802的功能，该收发器1202能实现图8所示实施例中的分析服务器的发送模块803和接收模块801的功能，该存储器1203有多种结构，用于存储程序指令，处理器1201用于执行所述存储器1203中的指令以实现图2和图3所述实施例中的通信方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(SSD，Solid State Disk))等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (43)

1.一种基于实时电价的计费方法，其特征在于，包括：
每隔预设时间段，电表向集中器发送电量密文，所述电量密文为所述电表采用所述电表所在电表域的域公钥将所述电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；
所述电表接收密钥服务器经所述集中器发送的收费周期内的所述电表的电费；其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电表的电费由所述密钥服务器采用所述电表所在电表域的域私钥解密所述集中器发送的电费密文得到，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述至少一个集中器中任一集中器对应一个电表域；所述电费密文为所述集中器将所述电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文；任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；
所述电表按照所述电表的电费进行扣费。
2.根据权利要求1所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，任一预设时间段的总电量为密钥服务器将每一电表域在所述预设时间段对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到的电量；所述电量密文和为所述集中器将所述电量密文和对应的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到。
3.根据权利要求1或2所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在所述电表向所述集中器发送电量密文之后，所述方法还包括：
所述电表接收所述集中器发送对应所述电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价。
4.根据权利要求3所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在所述电表接收所述集中器发送对应所述电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价之后，所述方法还包括：
所述电表采用所述集中器的集中器公钥对所述下一预设时间段的电单价进行签名验证；
所述电表采用第一预设密钥对所述下一预设时间段的电单价进行解密。
5.根据权利要求1或2所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在电表向所述集中器发送电量密文之前，所述方法还包括：
所述电表采用第二预设密钥对所述电表的注册信息进行加密；
所述电表将加密后的所述电表的注册信息发送至所述密钥服务器，以使得所述密钥服务器根据所述注册信息生成所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥、所述电表的证书。
6.根据权利要求5所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在所述电表将加密后的所述电表的注册信息发送至所述密钥服务器之后，所述方法还包括：
所述电表接收所述密钥服务器发送的所述域公钥、所述电表私钥、所述电表证书；
所述电表采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行签名验证；
所述电表采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密。
7.根据权利要求6所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在所述电表采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密之后，所述方法还包括：
当所述电表验证所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书的哈希值通过时，则存储所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书。
8.一种基于实时电价的计费方法，其特征在于，包括：
集中器接收对应电表域内的每个电表每隔预设时间段发送的电量密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；
所述集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的预设时间段的电单价，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段；
所述集中器将所述集中器对应的电表域内的任一电表的电单价和电量密文乘积并求和得到收费周期的电费密文，其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电单价为所述收费周期内任一预设时间段的电单价，所述电量密文为与所述收费周期内的任一预设时间段的电单价对应的电量密文；
所述集中器将所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费密文均发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器解密所述每个电表的电费密文得到所述每个电表的电费；
所述集中器接收所述密钥服务器发送的所述每个电表的电费；
所述集中器将所述每个电表的电费分别发送至所述集中器对应的电表域内的对应电表，以使得所述每个电表按照所述电费进行扣费。
9.根据权利要求8所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述方法还包括：
任一预设时间段，所述集中器将对应所述集中器的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到电量密文和；
所述集中器将所述电量密文和发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器将每个电表域对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到所述预设时间段的总电量。
10.根据权利要求8或9所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的电单价之后，所述方法还包括：
所述集中器采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述电单价进行签名验证；
所述集中器采用所述集中器的集中器私钥解密所述电单价。
11.根据权利要求8或9所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述集中器接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的电单价之后，所述方法还包括：
所述集中器采用所述集中器私钥对所述电单价进行签名；
所述集中器采用预设密钥对所述电单价进行加密，且将所述加密后的电单价发送至所述电表域内的至少一个电表。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述集中器接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息；
所述集中器采用所述集中器私钥签名对所述注册信息进行签名；
所述集中器将所述签名后的注册信息发送至所述密钥服务器。
13.根据权利要求12所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述集中器接收所述密钥服务器发送的所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书，且将所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书发送至所述电表。
14.根据权利要求12所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，在所述集中器接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息之后，所述方法还包括：
所述集中器判断所述集中器自身是否在所述密钥服务器中已注册；
当所述集中器确定所述集中器自身在所述密钥服务器中未注册时，向所述密钥服务器发送注册请求，所述注册请求内携带有所述集中器的信息。
15.一种基于实时电价的计费方法，其特征在于，包括：
密钥服务器接收集中器发送的所述集中器对应的电表域内每个电表的电费密文；其中，所述电表域包括至少一个电表，所述电费密文为所述集中器将所述集中器对应的电表域内的单个电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；
所述密钥服务器采用所述集中器对应的电表域的域私钥解密所述每个电表的电费密文，得到所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费；
所述密钥服务器向所述集中器对应的电表域内的每个电表发送所述电费，以使得所述集中器对应的电表域内的每个电表按照对应的电费进行扣费。
16.根据权利要求15所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述方法还包括：
密钥服务器接收集中器每隔预设时间段发送的电量密文和，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述电量密文和为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的每个电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到；
所述密钥服务器采用所述至少一个集中器中每个集中器的域私钥解密对应集中器发送的电量密文和，得到所述集中器对应的电表域的电量和；
所述密钥服务器将所述至少一个集中器对应的至少一个电量和求和得到总电量；
所述密钥服务器将所述总电量发送至分析服务器，以使得所述分析服务器根据所述总电量计算所述预设时间段的下一预设时间段内的电单价；
所述密钥服务器接收所述电单价，并将所述电单价发送至所述至少一个集中器。
17.根据权利要求15所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述密钥服务器接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息；
所述密钥服务器根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书。
18.根据权利要求17所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述密钥服务器接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息之后，所述方法还包括：
所述密钥服务器采用集中器公钥对所述注册信息进行签名验证；
所述密钥服务器采用预设密钥解密所述注册信息。
19.根据权利要求17所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述密钥服务器根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书之前，所述方法还包括：
所述密钥服务器采用预设密钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行加密；
所述密钥服务器采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行签名。
20.根据权利要求17所述的基于实时电价的计费方法，其特征在于，所述密钥服务器接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息之前，所述方法还包括：
所述密钥服务器接收所述集中器发送的注册请求，所述注册请求中携带有所述集中器的信息。
21.一种电表、其特征在于，包括：
发送模块，用于每隔预设时间段向集中器发送电量密文，所述电量密文为所述电表采用所述电表所在电表域的域公钥将所述电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；
接收模块，用于接收密钥服务器经所述集中器发送的收费周期内的所述电表的电费；其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电表的电费由所述密钥服务器采用所述电表所在电表域的域私钥解密所述集中器发送的电费密文得到，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述至少一个集中器中任一集中器对应一个电表域；所述电费密文为所述集中器将所述电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文；任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；
处理模块，用于按照所述电表的电费进行扣费。
22.根据权利要求21所述的电表，其特征在于，任一预设时间段的总电量为密钥服务器将每一电表域在所述预设时间段对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到的电量，所述电量密文和为所述集中器将所述电量密文和对应的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到。
23.根据权利要求21或22所述的电表，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述集中器发送对应所述电量密文的预设时间段的下一预设时间段的电单价。
24.根据权利要求23所述的电表，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用所述集中器的集中器公钥对所述下一预设时间段的电单价进行签名验证；
采用第一预设密钥对所述下一预设时间段的电单价进行解密。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的电表，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用第二预设密钥对所述电表的注册信息进行加密；
将加密后的所述电表的注册信息发送至所述密钥服务器，以使得所述密钥服务器根据所述注册信息生成所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥、所述电表的证书。
26.根据权利要求25所述的电表，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述密钥服务器发送的所述域公钥、所述电表私钥、所述电表证书；
所述处理模块还用于：
采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行签名验证；
采用所述第二预设密钥对所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书进行解密。
27.根据权利要求26所述的电表，其特征在于，所述处理模块还用于：
当所述电表验证所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书的哈希值通过时，则存储所述域公钥、所述电表私钥和所述电表证书。
28.一种集中器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收对应所述集中器的电表域内的每个电表每隔预设时间段发送的电量密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，所述电表域包括至少一个电表；
所述接收模块还用于接收分析服务器每隔预设时间段经由密钥服务器发送的预设时间段的电单价，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述所述任一预设时间段的上一预设时间段；
处理模块，用于将所述集中器对应的电表域内的任一电表的电单价和电量密文乘积并求和得到收费周期的电费密文，其中，所述收费周期包括至少一个预设时间段，所述电单价为所述收费周期内任一预设时间段的电单价，所述电量密文为与所述收费周期内的任一预设时间段的电单价对应的电量密文；
发送模块，用于将所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费密文均发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器解密所述每个电表的电费密文得到所述每个电表的电费；
所述接收模块还用于接收所述密钥服务器发送的所述每个电表的电费；
所述发送模块还用于将所述每个电表的电费分别发送至所述集中器对应的电表域内的对应电表，以使得所述每个电表按照所述电费进行扣费。
29.根据权利要求28所述的集中器，其特征在于，所述处理模块还用于：
任一预设时间段，将对应所述集中器的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到电量密文和；
将所述电量密文和发送至密钥服务器，以使得所述密钥服务器将每一电表域对应的电量密文和解密，并将所述每一电表域的解密后的所述电量密文和求和得到所述预设时间段的总电量。
30.根据权利要求28或29所述的集中器，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用所述密钥服务器的密钥服务器公钥对所述电单价进行签名验证；
采用所述集中器的集中器私钥解密所述电单价。
31.根据权利要求28或29所述的集中器，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用所述集中器私钥对所述电单价进行签名；
采用预设密钥对所述电单价进行加密，且将所述加密后的电单价发送至所述电表域内的至少一个电表。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的集中器，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收来自所述集中器对应的电表域的电表的注册信息；
所述处理模块还用于：
采用所述集中器私钥签名对所述注册信息进行签名；
所述发送模块还用于：
将所述签名后的注册信息发送至所述密钥服务器。
33.根据权利要求32所述的集中器，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述密钥服务器发送的所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书，且将所述电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书发送至所述电表。
34.根据权利要求32所述的集中器，其特征在于，所述处理模块还用于：
判断所述集中器自身是否在所述密钥服务器中已注册；
当确定所述集中器自身在所述密钥服务器中未注册时，向所述密钥服务器发送注册请求，所述注册请求内携带有所述集中器的信息。
35.一种密钥服务器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收集中器发送的所述集中器对应的电表域内每个电表的电费密文；其中，所述电表域包括至少一个电表，所述电费密文为所述集中器将所述集中器对应的电表域内的单个电表在所述收费周期内的每一预设时间段的电单价和所述每一预设时间段对应的电量密文乘积并求和得到的密文，所述电量密文为单个电表采用所述单个电表所在电表域的域公钥将所述单个电表在预设时间段内所用电量数据进行加密得到的密文，任一预设时间段的电单价为分析服务器根据上一预设时间段内所有电表域的总电量计算得出的单价，所述上一预设时间段为所述任一预设时间段的上一预设时间段，任一预设时间段的电单价由所述分析服务器发送至集中器；
处理模块，用于采用所述集中器对应的电表域的域私钥解密所述每个电表的电费密文，得到所述集中器对应的电表域内的每个电表的电费；
发送模块，用于向所述集中器对应的电表域内的每个电表发送所述电费，以使得所述集中器对应的电表域内的每个电表按照对应的电费进行扣费。
36.根据权利要求35所述的密钥服务器，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述集中器每隔预设时间段发送的电量密文和，所述密钥服务器对应至少一个集中器，所述电量密文和为单个集中器将所述单个集中器对应的电表域内的每一电表在所述预设时间段的用电量对应的电量密文求和得到；
所述处理模块还用于：
采用对应所述至少一个集中器中每个集中器的域私钥解密对应集中器发送的电量密文和，得到所述集中器对应的电表域的电量和；
将所述至少一个集中器对应的至少一个电量和求和得到总电量；
所述发送模块还用于：
将所述总电量发送至分析服务器，以使得所述分析服务器根据所述总电量计算所述预设时间段的下一预设时间段内的电单价；
所述接收模块还用于接收所述电单价，所述发送模块还用于将所述电单价发送至所述至少一个集中器。
37.根据权利要求35所述的密钥服务器，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述集中器发送的所述电表域内的电表的注册信息；
所述处理模块还用于：
根据所述注册信息向所述集中器发送所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书。
38.根据权利要求37所述的密钥服务器，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用集中器公钥对所述注册信息进行签名验证；
采用预设密钥解密所述注册信息。
39.根据权利要求37所述的密钥服务器，其特征在于，所述处理模块还用于：
采用预设密钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行加密；
采用所述密钥服务器的密钥服务器私钥对所述电表所在电表域的域公钥、所述电表的电表私钥和电表证书进行签名。
40.根据权利要求37所述的密钥服务器，其特征在于，所述接收模块还用于：
接收所述集中器发送的注册请求，所述注册请求中携带有所述集中器的信息。
41.一种基于实时电价的计费系统，其特征在于，所述计费系统包括如权利要求21至27中任一项所述的电表、如权利要求28至34中任一项所述的集中器以及如权利要求35至40中任一项所述密钥服务器。
42.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的基于实时电价的计费方法或者，如权利要求8至14中任一项所述的基于实时电价的计费方法，或者如权利要求15至20中任一项所述的基于实时电价的计费方法。
43.一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的基于实时电价的计费方法或者，如权利要求8至14中任一项所述的基于实时电价的计费方法，或者如权利要求15至20中任一项所述的基于实时电价的计费方法。
CN201710391709.2A 2017-05-27 2017-05-27 一种基于实时电价的计费方法及相关设备 Active CN108960552B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710391709.2A CN108960552B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种基于实时电价的计费方法及相关设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710391709.2A CN108960552B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种基于实时电价的计费方法及相关设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108960552A true CN108960552A (zh) 2018-12-07
CN108960552B CN108960552B (zh) 2022-04-29

Family

ID=64495062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710391709.2A Active CN108960552B (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种基于实时电价的计费方法及相关设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108960552B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110189162A (zh) * 2019-04-26 2019-08-30 特斯联（北京）科技有限公司 一种基于大数据的智能用水量及水费统计方法
CN110323769A (zh) * 2019-08-06 2019-10-11 合肥阳光新能源科技有限公司 一种储能系统的调度方法、装置及储能系统
CN111028429A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 深圳华越诚电子科技有限公司 一种水电气远程预付费方法和系统
EP3718814A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-07 Innogy SE Verfahren und vorrichtung zur zuordnung eines von einer ladestation erfassten messwertes zu einem nutzer
CN114267124A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 深圳供电局有限公司 一种计费信息处理方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202275498U (zh) * 2011-05-31 2012-06-13 广东电网公司中山供电局 一种预付费集抄系统
CN102685114A (zh) * 2012-04-24 2012-09-19 广东电网公司电力科学研究院 一种基于身份加密的计量数据传输系统及数据传输方法
KR101380868B1 (ko) * 2012-11-28 2014-04-02 한국전자통신연구원 스마트미터에서 지능형 원격검침 서버로 검침정보를 전송하는 방법
CN104125074A (zh) * 2014-08-12 2014-10-29 国家电网公司 一种智能电网中具有隐私保护的计费方法
CN104639311A (zh) * 2015-01-12 2015-05-20 浙江工商大学 一种智能电网中用电隐私及完整性保护的聚合方法及系统
US20150172258A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Symmetric encryption apparatus and storage medium, and symmetric decryption apparatus and storage medium
CN104767763A (zh) * 2015-04-28 2015-07-08 湖北工业大学 一种智能电网中隐私保护的区域用户电量聚合系统及方法
US20150312031A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Encryption apparatus, method for encryption and computer-readable recording medium
WO2016051122A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Homomorphic based method for distributing data from one or more metering devices to two or more third parties

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202275498U (zh) * 2011-05-31 2012-06-13 广东电网公司中山供电局 一种预付费集抄系统
CN102685114A (zh) * 2012-04-24 2012-09-19 广东电网公司电力科学研究院 一种基于身份加密的计量数据传输系统及数据传输方法
KR101380868B1 (ko) * 2012-11-28 2014-04-02 한국전자통신연구원 스마트미터에서 지능형 원격검침 서버로 검침정보를 전송하는 방법
US20150172258A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Symmetric encryption apparatus and storage medium, and symmetric decryption apparatus and storage medium
US20150312031A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Encryption apparatus, method for encryption and computer-readable recording medium
CN104125074A (zh) * 2014-08-12 2014-10-29 国家电网公司 一种智能电网中具有隐私保护的计费方法
WO2016051122A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Homomorphic based method for distributing data from one or more metering devices to two or more third parties
CN104639311A (zh) * 2015-01-12 2015-05-20 浙江工商大学 一种智能电网中用电隐私及完整性保护的聚合方法及系统
CN104767763A (zh) * 2015-04-28 2015-07-08 湖北工业大学 一种智能电网中隐私保护的区域用户电量聚合系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沈华 等: "一种隐私保护的智能电网多级用户电量聚合控制方案", 《密码学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3718814A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-07 Innogy SE Verfahren und vorrichtung zur zuordnung eines von einer ladestation erfassten messwertes zu einem nutzer
CN110189162A (zh) * 2019-04-26 2019-08-30 特斯联（北京）科技有限公司 一种基于大数据的智能用水量及水费统计方法
CN110323769A (zh) * 2019-08-06 2019-10-11 合肥阳光新能源科技有限公司 一种储能系统的调度方法、装置及储能系统
CN111028429A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 深圳华越诚电子科技有限公司 一种水电气远程预付费方法和系统
CN114267124A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 深圳供电局有限公司 一种计费信息处理方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108960552B (zh) 2022-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. PPMA: Privacy-preserving multisubset data aggregation in smart grid
CN108960552A (zh) 一种基于实时电价的计费方法及相关设备
US8667292B2 (en) Privacy-preserving metering with low overhead
Rial et al. Privacy-preserving smart metering
CN103490880B (zh) 智能电网中具有隐私保护的电量统计及计费方法
CN103503366B (zh) 管理针对认证设备的数据
KR101621931B1 (ko) 스마트 그리드에서의 전력정보 송수신 시스템
US20170019248A1 (en) Homomorphic Based Method For Distributing Data From One or More Metering Devices To Two or More Third Parties
Dimitriou et al. Privacy-friendly tasking and trading of energy in smart grids
CN110536259A (zh) 一种基于雾计算的轻量级隐私保护数据多级聚合方法
CN109194641A (zh) 一种业务数据的传输方法、装置、设备及存储介质
Zhao et al. Privacy protection scheme based on remote anonymous attestation for trusted smart meters
Jeong et al. Blockchain based billing system for electric vehicle and charging station
CN103714637A (zh) 一种传输密钥发送方法及系统、操作终端
CN105610773B (zh) 一种电能表远程抄表的通讯加密方法
CN110430050B (zh) 一种基于隐私保护的智能电网数据采集方法
Chu et al. Privacy-preserving smart metering with regional statistics and personal enquiry services
Chim et al. Privacy-preserving advance power reservation
CN105162607A (zh) 一种支付账单凭证的认证方法及系统
CN102934392B (zh) 用于信息网络的专用重叠
Park et al. Themis: Towards mutually verifiable billing transactions in the cloud computing environment
CN105119719B (zh) 一种安全存储系统的密钥管理方法
Parameswarath et al. User-empowered privacy-preserving authentication protocol for electric vehicle charging based on decentralized identity and verifiable credential
US20140214685A1 (en) Pricing system and method for utility consumptions within a smart grid
Lin et al. A privacy preserving smart metering system supporting multiple time granularities

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant