동형 암호를 이용한 스마트그리드에서의 효율적 프라이버시 보존 전력량 집계 방법
Efficient Privacy-Preserving Metering Aggregation in Smart Grids Using Homomorphic Encryption
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스마트그리드는 기존의 단방향 전력 전송에서 나아가 양방향 정보 교환이 이루어지는 시스템으로 전력의 이동 및소요량에 대한 실시간 파악이 가능하다. 전력 생산자는 전력 소모량 집계 결과로부터 향후 전력 생산량 예측이 용이하며, 사용자 또한 다수 전력원으로부터의 단위 사용 비용을 고려한 선택적 전력 사용 및 전력 절약 계획 수립이 용이해져 자원의 효율적 생산 및 사용을 가능하게 한다. 반면 자원의 사용 및 이동에 대한 실시간 정보 수집은 개인의프라이버시를 침해할 수 있는 위험성을 내포하고 있다. 이러한 스마트그리드에서의 전력량 집계 과정에서 프라이버시침해를 방지하기 위하여, 본 논문에서는 동형 암호화 기법을 활용함으로써 단순 합계를 포함한 복합 연산을 허용하는유연하면서도 효율적인 전력량 집계 및 분석 기법을 제시한다.
Abstract
Smart grid enables efficient power management by allowing real-time awareness of electricity flows through two-waycommunication. Despite its various advantages, threats to user privacy caused by frequent meter reading hinder prosperousdeployment of smart grid. In this paper, we propose a privacy-preserving aggregation method exploiting fully homomorphicencryption (FHE). Specifically, it achieves privacy-preserving fine-grained aggregation of electricity usage for smart gridcustomers in multiple electrical source environments, while further enhancing efficiency through SIMD-style operationssimultaneously. Analysis of our scheme demonstrates the suitability in next-generation smart grid environment where thecustomers select and use a variety of power sources and systematic metering and control are enabled.
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