CN112532389A - 一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，由可信任的第三方机构生成和分发系统中其他实体的参数信息；根据边缘服务器的属性选择候选节点，筛选主节点轮换顺序并分配参数；智能电表收集用户用电数据并传送给负责该区域的边缘服务器；边缘服务器进行本地数据聚合，将结果上传到主节点；主节点将数据处理后加入区块链；控制中心对区块链中的信息进行数据分析并对系统进行实时调控。边缘服务器可以通过多次聚合数据减少通信开销和计算成本，提前过滤错误数据；数据来源都可追溯、实现了数据的不可篡改性和去中心化管理，具备更强的抵抗攻击能力；在保证高效验证的同时减少了配对操作和冗余的计算过程，减少了资源消耗。

Description

一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法

技术领域

本发明涉及一种数据聚合方法，尤其涉及一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法。

背景技术

边缘计算是一种分布式计算范式，可以在边缘服务器上对本地数据进行预处理，将本地数据保存在网络的边缘，而不是直接将数据传输到控制中心。因此，边缘计算不仅提供低延迟和位置感知，也提高了应用程序的实时处理能力和服务质量。与传统云计算相比，边缘计算极大减少了响应时间和能耗。因此，边缘计算具有广泛的应用，如视频分析、医疗保健、互联汽车、移动大数据分析、智能电网和海洋监测等。以基于边缘计算的智能电网为例，边缘服务器可以从智能电表中收集用户的电量，提交到控制中心进行存储和分析，控制中心可以访问这些数据，及时做出调整电价和配电的决策。然而，由于智能电网的运作环境大多基于边缘计算的场景，由于边缘计算服务模型的复杂性和实时性，以及智能电表的资源约束和多源异构性，传统云计算环境中的数据安全和隐私保护机制大多基于云中心架构，存在计算成本大、通信开销大、分布式管理困难以及数据来源不可信等缺陷，已不再适用于边缘计算，不能完全应用于资源有限的边缘设备上。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，使用区块链技术和改进的Paillier加密算法改善边缘计算的数据安全和隐私保护机制。

技术方案：本发明是基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，对于包括智能电表、边缘服务器、控制中心、可信任的第三方机构四个实体的智能电网系统，其步骤如下：

S1：由可信任的第三方机构生成和分发系统中其他实体的参数信息；

S2：根据边缘服务器的硬件配置和网络稳定性指标，从所有边缘服务器中指定候选节点的名单，再由这些候选节点依据自身的状态，筛选出各个时刻负责记账的主节点轮换顺序，再将S1中生成的参数分配给系统中的其余实体；

S3：由智能电表收集用户的用电数据，生成用户报告并传送给负责该区域的边缘服务器；

S4：边缘服务器收集齐该区域的数据后，进行本地数据聚合，将结果上传到主节点；

S5：主节点收集齐数据后，进行全局数据聚合，将结果加入区块中，当区块被验证成功之后，将其加入至区块链；

S6：控制中心周期性的读取区块链中的存储信息并进行数据分析，然后再对系统进行实时调控。

步骤S1包括以下步骤：

S11、生成基于Paillier加密算法的公钥(N,g)和私钥(λ,μ)：

由TA选择安全加密参数k,k₀,l，通过运行gen(k)生成参数(q,P₀,G₁,G₂,e)，再生成两个长度为k₀的素数p₁,q₁,计算N＝p₁q₁，λ＝lcm(p₁-1,q₁-1),定义一个函数L(μ)＝(μ-1)/N，μ＝(L(g^λmod N²))^-1mod N，选择生成元

S12、为边缘服务器选择私钥及加密函数：

TA选择一个超线性序列(g₁,g₂,...,g_n)，其中

a₁＝1,a₂,a₃,...,a_n是素数，每个ES_i选择一个私钥x_i，其相应的公钥为y_i＝x_iP₀，选择加密哈希函数

H₂:{0,1}^*→G；

S13、为智能电表选择密钥和安全哈希函数，建立属于智能电表的单向哈希链：

所述安全哈希函数为h:{0,1}^*→{0,1}^l，为ES_i随机选取一个数字t_i∈{0,1}^l作为其密钥，TA建立

个单向哈希链

其中每个单向哈希链的长度为w+1，其形式具体为

h_{ij_w}∈{0,1}^l是随机选取的数字；

S14、生成智能电表和边缘服务器的限制参数：TA运行伪随机数生成器，为所有智能电表SM_ij随机的生成限制参数φ_ij∈Z_N,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m_i，然后计算

将其作为ES_i的限制参数，上述参数满足

即

其中β为整数系数。

步骤S2包括以下步骤：

S21边缘服务器ES_i用

来代表自己的计算资源状况并将其广播，来参与候选节点的竞争；

S22、边缘层中的边缘服务器收到其余的

后，在网络上进行投票；

S23、TA对网络上的投票结果进行统计，选择出w个计算资源充足的边缘服务器作为候选节点，并将结果Seq₁向候选节点广播；

S24、候选节点收集到信息后，相互协商，并向外广播一个主节点轮换顺序Seq₂。

S25、TA将S1中生成的参数和主节点轮换顺序Seq₂分配给系统中的各个实体。

步骤S3中用户报告生成包含如下步骤：

S31、智能电表在每个时间隙T_s,s＝1,2,3,...,w，对用户的用电情况进行监测，生成用电情况数据d_ij并对其加密，利用TA分发的参数生成密文

S32、加密完成后，SM_ij利用单向哈希链的性质对数据进行伪装，计算得mac_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})；

S33、当加密和伪装完成后，SM_ij将(c_ij,h_{ij_s},mac_{ij_s})传输给ES_i。

步骤S4中本地数据聚合包括以下步骤：

S41、数据验证：当ES_i收集到T_s时隙时其区域内所有SM_ij数据信息后，验证每个数据集中哈希链值h_{ij_s}的有效性；如果h_{ij_s}验证通过，计算mac'_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})，并和数据集中的mac_ijs进行比较，如果等式成立，则密文c_ij具有有效性，数据来源的有效性和数据的完整性都可以得到保障，如果等式不成立，ES_i将信息过滤；

S42、交易生成：在每个T_s时刻，ES_i完成数据验证后执行本地数据聚合，生成如下密文：

对式(1)进行化简，生成如下密文：

ES_i完成本地数据聚合之后，按以下格式对数据聚合的结果进行数字签名，用来确保密文在传输过程中的数据完整性：

σ_i＝x_iH₂(C_i,ES_i,T_s) (3)

ES_i以Tran_i＝(C_i,ES_i,T_s)的形式对上述数据打包并传送给系统初始化阶段确定的此时刻的主节点。

步骤S5中全局数据聚合包括以下步骤：

当主节点接收到T_s时刻边缘层所有边缘服务器的交易信息之后，对收集到的信息进行验证，具体步骤如下：

将所有的Tran_i组合成一个新的集合S，从集合S中随机的选取

个交易信息组成第一个子集合S₁，剩余的

组成第二子集合S₂，通过下列公式对交易信息进行验证：

当交易信息验证通过后，主节点通过下列公式执行全局数据聚合：

根据系统初始化中的参数性质，对公式(6)进一步化简：

步骤S5中生成区块包括以下步骤：

当主节点成功获得全局数据聚合密文后，将(C,T_s)添加到区块头中；当所有的交易信息都被成功添加至区块中后，主节点通过SHA-256算法计算当前区块的哈希地址：

Hash_current＝SHA256(block_number,Hash_previous,C,timestamps,Merkle_root) (8)

步骤S5中验证区块包括以下步骤：

将区块向剩余候选节点广播，当候选节点的投票结果满足下列不等式，则判定区块有效，其中K代表支持节点，F代表全部节点数量，τ代表阈值；

步骤S6中数据分析包括以下步骤：

S61、控制中心每隔η分钟读取一次区块链中的区块信息，利用Paillier解密算法读取区块头中包含的数据聚合结果，为简化公式，令

从而将公式(7)转变为如下的形式：

C＝g^M·R^Nmod N² (12)

对公式(12)使用TA分发的私钥(λ,μ)和函数L(μ)来执行Paillier解密算法来获取聚合明文M：

S62、控制中心逐项提取聚合明文M中多项式的系数，即从M中逐项的提取(D₁,D₂,...,D_n)，其中

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：增强安全性能，使得边缘服务器不仅可以通过多次聚合数据减少通信开销和计算成本，也可提前过滤错误数据；边缘层的数据来源都可追溯、实现了数据的不可篡改性、实现了去中心化管理，具备更强的抵抗攻击能力；在保证高效验证的同时，减少了配对操作和冗余的计算过程，从而显著减少了在计算和通信方面的资源消耗。

附图说明

图1为本发明的系统模型；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明中主节点生成区块的结构示意图；

图4为本发明中候选节点数量为6时与传统方案的抵抗攻击能力比较；

图5为本发明中候选节点数量为50时与传统方案的抵抗攻击能力比较；

图6为本发明中候选节点数量为100时与传统方案的抵抗攻击能力比较；

图7为本发明与其他现有数据聚合方法在计算成本方面的比较；

图8为本发明与其他现有数据聚合方法在通信开销方面的比较。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本实施例是基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法在基于边缘计算场景下智能电网应用场景，整体系统模型如图1所示。整个系统被划分为三层：云层、边缘层、用户层；用户层由控制中心和第三方权威机构构成，边缘层由n个边缘服务器组成，它们将智能电网划分为n个区域，用户层由若干个智能电表构成。由于智能电网被边缘服务器划分为n个区域，因此不同区域对应的智能电表数量为m_i,i＝1,2,...,n。系统中各个实体的功能及彼此的交互如图2所示。控制中心负责周期性地读取各个区域的用电情况，从而实时的调整电价和供电分配；第三方权威机构负责生成各种相关密钥和参数，并将它们分配给系统中的各个实体；还会根据边缘服务器的计算资源选举出候选节点，这些候选节点负责维护边缘层的区块链，再由这些候选节点依据自身情况，推举出各个时刻的主节点，用于验证数据信息并实时的生成区块及更新区块链；边缘服务器：是连接用户层和云层的中间件，负责收集智能电表传输的数据并对它们执行本地数据聚合，再由主节点完成全局数据聚合，并依次生成新的区块，并加入至区块链中。具体区块链更新过程如图3所示。智能电表：SM_ij,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m_j负责实时的收集用户的用电情况，并在进行数据加密之后，将数据传输其区域内的边缘服务器ES_i,i＝1,2,...,n，通过ES_i将监测的结果上传到控制中心。

系统参数的生成，包含如下步骤：

(1)TA选择安全加密参数k,k₀,l，通过运行gen(k)生成参数(q,P₀,G₁,G₂,e)。然后TA再生成两个长度为k₀的素数p₁,q₁,计算N＝p₁q₁，λ＝lcm(p₁-1,q₁-1)，定义一个函数L(μ)＝(μ-1)/N，μ＝(L(g^λmod N²))^-1mod N，选择生成元

因此TA便可以得到基于Paillier加密算法的公钥(N,g)和私钥(λ,μ)。

(2)TA选择一个超线性序列(g₁,g₂,...,g_n)，其中

为了确保每个边缘服务器的身份安全，TA为每个ES_i选择一个私钥x_i，其相应的公钥为y_i＝x_iP₀。为了提升加密的复杂度以及数字签名的隐私性，TA选择了两个安全的加密哈希函数

H₂:{0,1}^*→G。

(3)为了确保智能电表SM_ij的安全，TA选取了一个安全哈希函数h:{0,1}^*→{0,1}^l，为ES_i随机选取了一个数字t_i∈{0,1}^l作为其密钥。为了确保SM_ij和ES_i之间的通信的安全性，TA建立了

个单向哈希链

其中每个单向哈希链的长度为w+1，其形式具体为

h_{ij_w}∈{0,1}^l是随机选取的数字。

(4)TA运行伪随机数生成器，为所有智能电表SM_ij随机的生成限制参数φ_ij∈Z_N,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m_i，然后计算

将其作为ES_i的限制参数。值得注意的是，上述参数满足

(5)边缘服务器ES_i为了竞选候选节点的身份，会用

来代表自己的计算资源状况并将其广播。边缘层中的边缘服务器收到其余的

后，便会在网络上进行投票。TA负责对网络上的投票结果进行统计，选择出w个性能优良的边缘服务器作为候选节点，并将结果Seq₁向这些节点广播。这些节点收集到信息后，便会相互协商，并向外广播一个主节点轮换顺序Seq₂。

(6)最终，TA便会将上述的参数分配给系统中的各个实体。

用户报告生成，包含如下步骤：

(1)智能电表在每个时间隙T_s,s＝1,2,3,...,w，都会对用户的用电情况进行监测，并生成相应数据d_ij。为了确保用户的隐私信息不被泄露，SM_ij会对用户数据进行加密，利用TA分发的参数生成密文

(2)当加密完成后，为了确保数据来源的有效性，SM_ij会利用单向哈希链的性质，来对数据进行伪装，计算得mac_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})。

(3)当加密和伪装操作完成后，SM_ij会将(c_ij,h_{ij_s},mac_{ij_s})传输给ES_i。

边缘层数据处理，包含如下步骤：

(1)数据验证阶段

当ES_i收集到T_s时隙时其区域内所有SM_ij数据信息后，便会通过如下步骤来验证这些数据的有效性。

1)ES_i验证每个数据集中哈希链值h_{ij_s}的有效性。

2)如果哈希链的值h_{ij_s}验证通过，ES_i便会通过计算mac'_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})，并和数据集中的mac_ijs进行比较，从而来验证密文c_ij的有效性。如果等式成立，便可以确认数据来源的有效性和数据的完整性，反之，则会被ES_i提前过滤掉。

(2)交易生成阶段

在每个T_s时刻，一旦ES_i完成了数据验证，ES_i便会执行本地数据融合，生成如下密文：

对于公式(1)，我们可以利用系统初始化里提及的性质，来对等式进行进一步的化简，从而得到密文：

当ES_i完成本地数据聚合之后，ES_i便会对数据聚合的结果进行数字签名，用来确保密文在传输过程中的数据完整性：

σ_i＝x_iH₂(C_i,ES_i,T_s) (3)

然后，ES_i便会以Tran_i＝(C_i,ES_i,T_s)的形式对上述数据打包。由于在系统初始化阶段确定了各个时刻的主节点，因此ES_i会将交易信息传送给此时刻的主节点。

(3)主节点的交易处理阶段

当主节点接收到T_s时刻边缘层所有边缘服务器的交易信息之后，主节点会先对收集到的信息进行验证。首先，主节点会将所有的Tran_i组合成一个新的集合S。然后从集合S中随机的选取

个交易信息组成第一个子集合S₁，剩余的

组成第二子集合S₂。接着主节点通过下列公式来完成对这些交易信息的验证。

当交易信息验证通过后，主节点就会通过下列公式执行全局数据聚合：

根据系统初始化中的参数性质，可以对公式(6)进一步的化简：

(4)区块生成阶段

当主节点成功获得全局数据聚合密文后，它便会将(C,T_s)添加到区块头中。主节点生成的区块主要由两部分组成：区块头和区块体。区块头中包含了六种属性，分别是：区块序号、数据聚合结果、Merkle根、时间戳、前一个区块的哈希地址和当前区块的哈希地址。

区块体里面记录了T_s时刻时所有的交易信息，这些交易信息构成了Merkle树。由于Merkle树是通过叶子节点两两构造而成，因此可以通过Merkle树的根节点值来判定树中节点的值是否被篡改。主节点将Merkle树的根节点值保存在区块头中。

当所有的交易信息都被成功添加至区块中后，主节点就会通过SHA-256算法来计算出当前区块的哈希地址：

Hash_current＝SHA256(block_number,Hash_previous,C,timestamps,Merkle_root) (8)

(5)区块链生成阶段

当主节点生成区块后，为了验证区块的有效性，还需要将区块向剩余候选节点广播。一旦大部分的候选节点达成共识，认为区块有效，主节点就可以将区块加入至区块链。当候选节点的投票结果满足下列不等式，则认为区块有效。

控制中心的数据分析，包含如下步骤：

(1)控制中心每隔η分钟读取一次区块链中的区块信息。控制中心会利用Paillier解密算法读取区块头中包含的数据聚合结果。由于该数据聚合结果的形式如公式(7)，因此可以令

从而将公式(7)转变为如下的形式：

C＝g^M·R^Nmod N² (12)

可以发现公式(12)仍然满足Paillier加密算法的形式，所以控制中心可以使用TA分发的私钥(λ,μ)和函数L(μ)来执行Paillier解密算法来获取聚合明文M：

(2)通过执行上述步骤，控制中心成功的获取了聚合明文。但是控制中心的最终目的是为了获取细粒度更高的明文数据，即每个区域的用电情况。控制中心会通过特定算法逐项的提取聚合明文M中多项式的系数，即从M中逐项的提取(D₁,D₂,...,D_n)，其中

本发明的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法在实际中的应用场景，如图4、图5、图6所示，本发明方法相较于基于边缘计算场景的传统方案在抵抗攻击能力方面的比较，显示了本发明方法在抵抗攻击者攻击的能力相较于传统方案有了显著的提升，特别地是随着候选节点数量的增加，本发明方法的抵抗攻击能力也会随之提升；如图7所示本发明方法相较于其他两种采用了Paillier加密算法的EPPA和LPDA-EC在计算成本方面的比较，本发明方法的计算成本要明显低于其他两种发明方法，有效的减少了系统的运营成本；如图8所示，本发明由于采取了多次数据聚合操作，相较于EPPA和LPDA-EC明显的降低了系统整体的通信开销。因此，结合图4、图5、图6、图7和图8所示结果可知，本发明方法相较于其他两种方法更适合于在现代智能电网中应用。

Claims (9)

1.一种基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于，对于包括智能电表SM_ij、边缘服务器ES_i、控制中心、可信任的第三方机构TA四个实体的智能电网系统，所述方法包括如下步骤：

S1：由可信任的第三方机构生成和分发系统中其他实体的参数信息；

S2：根据边缘服务器的硬件配置和网络稳定性指标，从所有边缘服务器中指定候选节点的名单，再由这些候选节点依据自身的状态，筛选出各个时刻负责记账的主节点轮换顺序，再将S1中生成的参数分配给系统中的其余实体；

S3：由智能电表收集用户的用电数据，生成用户报告并传送给负责该区域的边缘服务器；

S4：边缘服务器收集齐该区域的数据后，进行本地数据聚合，将结果上传到主节点；

S5：主节点收集齐数据后，进行全局数据聚合，将结果加入区块中，当区块被验证成功之后，将其加入至区块链；

S6：控制中心周期性的读取区块链中的存储信息并进行数据分析，然后再对系统进行实时调控。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S1包括以下步骤：

S11、生成基于Paillier加密算法的公钥(N,g)和私钥(λ,μ)：

由TA选择安全加密参数k,k₀,l，通过运行gen(k)生成参数(q,P₀,G₁,G₂,e)，再生成两个长度为k₀的素数p₁,q₁,计算N＝p₁q₁，λ＝lcm(p₁-1,q₁-1),定义一个函数L(μ)＝(μ-1)/N，μ＝(L(g^λmodN²))^-1modN，选择生成元

S12、为边缘服务器选择私钥及加密函数：

TA选择一个超线性序列(g₁,g₂,...,g_n)，其中

a₁＝1,a₂,a₃,...,a_n是素数，每个ES_i选择一个私钥x_i，其相应的公钥为y_i＝x_iP₀，选择加密哈希函数H₁:

H₂:{0,1}^*→G；

S13、为智能电表选择密钥和安全哈希函数，建立属于智能电表的单向哈希链：

所述安全哈希函数为h:{0,1}^*→{0,1}^l，为ES_i随机选取一个数字t_i∈{0,1}^l作为其密钥，TA建立

个单向哈希链

其中每个单向哈希链的长度为w+1，其形式具体为

h_{ij_w}∈{0,1}^l是随机选取的数字；

S14、生成智能电表和边缘服务器的限制参数：TA运行伪随机数生成器，为所有智能电表SM_ij随机的生成限制参数φ_ij∈Z_N,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,m_i，然后计算

将其作为ES_i的限制参数，上述参数满足

即

其中β为整数系数。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S2包括以下步骤：

S21边缘服务器ES_i用

来代表自己的计算资源状况并将其广播，来参与候选节点的竞争；

S22、边缘层中的边缘服务器收到其余的

后，在网络上进行投票；

S23、TA对网络上的投票结果进行统计，选择出w个计算资源充足的边缘服务器作为候选节点，并将结果Seq₁向候选节点广播；

S24、候选节点收集到信息后，相互协商，并向外广播一个主节点轮换顺序Seq₂。

S25、TA将S1中生成的参数和主节点轮换顺序Seq₂分配给系统中的各个实体。

4.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S3中用户报告生成包含如下步骤：

S31、智能电表在每个时间隙T_s,s＝1,2,3,...,w，对用户的用电情况进行监测，生成用电情况数据d_ij并对其加密，利用TA分发的参数生成密文

S32、加密完成后，SM_ij利用单向哈希链的性质对数据进行伪装，计算得mac_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})；

S33、当加密和伪装完成后，SM_ij将(c_ij,h_{ij_s},mac_{ij_s})传输给ES_i。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S4中本地数据聚合包括以下步骤：

S41、数据验证：当ES_i收集到T_s时隙时其区域内所有SM_ij数据信息后，验证每个数据集中哈希链值h_{ij_s}的有效性；如果h_{ij_s}验证通过，计算mac'_ijs＝h(c_ij||h_{ij_s})，并和数据集中的mac_ijs进行比较，如果等式成立，则密文c_ij具有有效性，数据来源的有效性和数据的完整性都可以得到保障，如果等式不成立，ES_i将信息过滤；

S42、交易生成：在每个T_s时刻，ES_i完成数据验证后执行本地数据聚合，生成如下密文：

对式(1)进行化简，生成如下密文：

ES_i完成本地数据聚合之后，按以下格式对数据聚合的结果进行数字签名，用来确保密文在传输过程中的数据完整性：

σ_i＝x_iH₂(C_i,ES_i,T_s) (3)

ES_i以Tran_i＝(C_i,ES_i,T_s)的形式对上述数据打包并传送给系统初始化阶段确定的此时刻的主节点。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S5中全局数据聚合包括以下步骤：

当主节点接收到T_s时刻边缘层所有边缘服务器的交易信息之后，对收集到的信息进行验证，具体步骤如下：

将所有的Tran_i组合成一个新的集合S，从集合S中随机的选取

个交易信息组成第一个子集合S₁，剩余的

组成第二子集合S₂，通过下列公式对交易信息进行验证：

当交易信息验证通过后，主节点通过下列公式执行全局数据聚合：

根据系统初始化中的参数性质，对公式(6)进一步化简：

7.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S5中生成区块包括以下步骤：

当主节点成功获得全局数据聚合密文后，将(C,T_s)添加到区块头中；当所有的交易信息都被成功添加至区块中后，主节点通过SHA-256算法计算当前区块的哈希地址：

Hash_current＝SHA256(block_number,Hash_previous,C,timestamps,Merkle_root) (8)

8.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S5中验证区块包括以下步骤：

将区块向剩余候选节点广播，当候选节点的投票结果满足下列不等式，则判定区块有效，其中K代表支持节点，F代表全部节点数量，τ代表阈值；

9.根据权利要求1所述的基于区块链的智能电网轻量级隐私保护数据聚合方法，其特征在于所述步骤S6中数据分析包括以下步骤：

S61、控制中心每隔η分钟读取一次区块链中的区块信息，利用Paillier解密算法读取区块头中包含的数据聚合结果，为简化公式，令

从而将公式(7)转变为如下的形式：

C＝g^M·R^Nmod N² (12)

对公式(12)使用TA分发的私钥(λ,μ)和函数L(μ)来执行Paillier解密算法来获取聚合明文M：

S62、控制中心逐项提取聚合明文M中多项式的系数，即从M中逐项的提取(D₁,D₂,...,D_n)，其中

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