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2024-08-13 16:46:39
2024-08-13
基于數(shù)據(jù)聚合的滿足物理安全與隱私性的V2G認(rèn)證
隨著中國新能源汽車市場的迅猛增長,，電網(wǎng)面臨新的挑戰(zhàn),，車到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)應(yīng)運而生,。這項技術(shù)通過電動汽車的儲能設(shè)施來調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷,、平抑波動，實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向通信和能量流動,。盡管V2G技術(shù)展示了巨大的應(yīng)用潛力,，但其實施過程中面臨安全和隱私保護的雙重挑戰(zhàn),。為保障車主權(quán)益,，必須確保僅有合法電動汽車能接入電網(wǎng)，防止惡意攻擊者偽裝成合法車輛。同時,，電動汽車中的敏感信息,，如車主身份、用電數(shù)據(jù),、位置和行駛路線等,，需嚴(yán)格保護，以防數(shù)據(jù)泄露和惡意攻擊,。此外,，電動汽車和充電樁長期處于公共環(huán)境中，容易受到物理攻擊,，因此需采取物理安全措施以抵御側(cè)信道攻擊,。目前的充電認(rèn)證技術(shù)通常依賴于控制中心這一高信任實體，從而增加了敏感信息濫用的風(fēng)險,。
為解決這些挑戰(zhàn),，我們提出了一個具有數(shù)據(jù)聚合功能的物理安全和隱私保護充電認(rèn)證框架。該框架通過隨機簽名確保電動汽車充電過程的匿名性,，并在電動車和充電樁上部署物理不可克隆函數(shù)和模糊提取器,，以防止敏感信息的物理提取。此外,，框架采用隱私保護的數(shù)據(jù)聚合方法,，整合特定區(qū)域內(nèi)電動汽車的總電力消耗數(shù)據(jù)，同時防止單個電動車用電數(shù)據(jù)的潛在泄露,。
圖1 系統(tǒng)模型
我們對提出的充電認(rèn)證框架進行了性能評估,，并與相關(guān)工作在隱私保護、安全性,、計算開銷和通信代價方面進行了對比,。結(jié)果表明，我們的框架在隱私保護和安全性上更為全面,，同時在計算開銷和通信代價上具有顯著優(yōu)勢,，為新能源汽車安全充電和電力系統(tǒng)高效協(xié)調(diào)提供了強有力的支持。
圖2 功能比較
圖3 計算開銷比較
圖4 通信開銷比較
該研究工作已在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems（IEEE TITS）在線發(fā)表（doi: 10.1109/TITS.2024.3443171）,，作者梁楊帆博士（原為桂林電子科技大學(xué)博士生,，現(xiàn)為嘉興大學(xué)講師）、導(dǎo)師劉憶寧教授（通信作者）,，張先超教授（嘉興大學(xué)）,，劉高（重慶大學(xué)副研究員）。
