动态电网计费方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及电网信息处理方法，更具体地说是指动态电网计费方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术：

智慧城市是指利用云计算、大数据处理、物联网等技术，将城市中的各个部门、各种资源进行协调融合，提供更准确且实时的数据服务，从而提升城市和企业管理者的管理效率和和能力，提升居民的生活水平。智慧城市是一项以数据为核心的系统工程，智慧城市的运转离不开实时、准确且可靠的数据。

电力供应是支持城市运转的一个极其重要的条件，在智慧城市的背景下，同样可以大量数据的支持下来解决城市电力供应中的管理问题。通过对监控整个城市的实时用电量，可以有效把握电力供需平衡，较少资源浪费。同时，对用户月度用电量进行统计，可以避免人力抄表带来的不必要开销，也实现了用户的电子化付费。但智慧城市中的电网控制与管理仍然有一些问题尚待解决。首先，用户的实时电量只应由用户本人获取，电力公司仅应了解整个城市的实时电量和用户的月度用电量。第二，用户的月度账单的准确性无法进行线上核对，可能会造成用户和电力公司的纠纷。第三，当某个用户的电表因故障而向统计或发送错误的用电数据时，电力公司难以进行排查，即确定故障电表的具体位置。

因此，有必要设计一种新的方法，实现进行电网计费时减少数据泄露风险，且保护用户隐私，在出现电表故障时，可以快速确定故障电表的具体位置。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供动态电网计费方法、装置、计算机设备及存储介质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：动态电网计费方法，包括：

创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥；

获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包；

聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据；

根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果；

判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；

若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数；

根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据；

若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；

若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述根据两个组对应的聚合验证参数判断存在智能电表发送错误数据；

若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端；

若不存在智能电表发送错误数据，则进入结束步骤。

其进一步技术方案为：所述创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥，包括：

设定一个椭圆曲线，以得到第一参数，选择所述椭圆曲线上的一个点，以得到第二参数，选择两个素数，以得到第三参数和第四参数，计算第三参数以及第四参数之积，以得到系统参数；

获取智能电表总数，选择两个随机数，以得到智能电表私钥；

根据智能电表私钥以及系统参数计算电力私钥。

其进一步技术方案为：所述聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据，包括：

对数据包进行聚合，以得到聚合密文；

定义两个赋值参数，并根据两个赋值参数、电力私钥以及智能电表私钥计算用于转换聚合密文的参数，以得到转换参数；

根据所述转换参数以及所述第二参数进行所述聚合密文的解密，以得到解密数据。

其进一步技术方案为：所述根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果，包括：

计算所有解密数据之和，以得到电费账单；

获取来自智能电表的部分计费验证参数，其中，mi为部分计费验证参数，k1，i以及k2，i为智能电表私钥，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数，t为时间总数，j为某一时间段；

根据生成计费验证参数，其中，si为计费验证参数，pi，j为数据包；

判断si＝mi+g·βi是否成立，其中，g为第二参数，βi为电费账单；

若si＝mi+g·βi成立，则第一验证结果为验证成功；

将电费账单发送至智能电表，以供智能电表判断si＝mi+g·βi是否成立，当si＝mi+g·βi成立，则第二验证结果为验证成功，当si＝mi+g·βi不成立，则第二验证结果为验证失败。

其进一步技术方案为：所述聚合验证参数包括参数u1、u2、v1、v2，其中，k1，i、k2，i分别为智能电表私钥；n为智能电表的总数；f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；pi，j为数据包；mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据；i为智能电表。

其进一步技术方案为：所述根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据，包括：

将所有数据包按照两个组的智能电表划分为两组，并对两组数据包分别计算对应的聚合密文，以得到第一组数据包的聚合密文以及第二组数据包的聚合密文；其中，a1为第一组数据包的聚合密文，a2为第一组数据包的聚合密文，i为智能电表，n为智能电表的总数，pi，j为对应组的数据包；

根据第一组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v1·g+u1＝a1是否成立；

若v1·g+u1＝a1不成立，则第一组数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；

若v1·g+u1＝a1成立，则第一组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据；

根据第二组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v2·g+u2＝a2是否成立；

若v2·g+u2＝a2不成立，则第二数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；

若v2·g+u2＝a2成立，则第二组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据。

其进一步技术方案为：所述用电数据密文采用pi，j＝(mi，j·tj)g+k1，if1，j+k2，if2，j获取，其中，mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；g为第二参数，tj为某一时间段时智能电表的电价。

本发明还提供了动态电网计费装置，包括：

参数设置单元，用于创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥；

数据包获取单元，用于获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包；

聚合单元，用于聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据；

验证单元，用于根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果；

结果判断单元，用于判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；

划分单元，用于若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数；

错误判断单元，用于根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据；

数量判断单元，用于若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；

重设单元，用于若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述根据两个组对应的聚合验证参数判断存在智能电表发送错误数据；

生成单元，用于若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端。

本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述的方法。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置系统参数以得到电力私钥和智能电表私钥，采集来自智能电表且加密后的用电数据密文，并对这些密文进行聚合后解密，动态计算电网费用，得到电费账单，并供双方进行交互验证电费账单的真实性，实现进行电网计费时减少数据泄露风险，且保护用户隐私，在出现智能电表发送错误数据时，采用一次等式验证的方式确定发送错误数据的智能电表，实现在出现电表故障时，可以快速确定故障电表的具体位置。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的动态电网计费方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的动态电网计费方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的动态电网计费方法的子流程示意图；

图4为本发明实施例提供的动态电网计费方法的子流程示意图；

图5为本发明实施例提供的动态电网计费装置的示意性框图；

图6为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的动态电网计费方法的应用场景示意图。图2为本发明实施例提供的动态电网计费方法的示意性流程图。该动态电网计费方法应用于服务器中。该服务器与终端以及若干个智能电表进行数据交互，通过获取来自智能电表加密的数据包后，进行数据包聚合和解密，再计算电网费用，生成账单发送至智能电表，与智能电表进行双方验证整个账单的真实性，且在此过程中还进行发送错误的智能电表进行检测和确定，并将结果反馈至终端。

图2是本发明实施例提供的动态电网计费方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤s110至s200。

s110、创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥。

在本实施例中，电力私钥是指对服务器所发出的数据进行加密所用的密钥；智能电表私钥是指对智能电表所发送的数据包括用电数据等进行加密所用的密钥。所创建的参数需要得到服务器和智能电表各方的共识，并在以后的交互中应用。

在一实施例中，请参阅图3，上述的步骤s110可包括步骤s111～s113。

s111、设定一个椭圆曲线，以得到第一参数，选择所述椭圆曲线上的一个点，以得到第二参数，选择两个素数，以得到第三参数和第四参数，计算第三参数以及第四参数之积，以得到系统参数；

s112、获取智能电表总数，选择两个随机数，以得到智能电表私钥；

s113、根据智能电表私钥以及系统参数计算电力私钥。

设第一参数ψ为一个椭圆曲线，第二参数g为椭圆曲线ψ上的一个点，第三参数p和第四参数q为两个任意的大素数，计算系统参数n＝pq，并将系统参数n公开。设参数n为电力公司管理的智能电表的总数，参数i∈[1，n]表示其中任意一个智能电表，随机选取参数ki，1和ki，2作为电表i的私钥。计算以下参数d1，d2作为电力公司的私钥：

s120、获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包。

在本实施例中，数据包是指来自智能电表且经过智能电表加密后的用电数据。

具体地，所述用电数据密文采用pi，j＝(mi，j·tj)g+k1，if1，j+k2，if2，j获取，其中，mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；g为第二参数，tj为某一时间段时智能电表的电价。

电表周期性地对前一个时间段本户的用电量进行加密处理，随后发送给服务器，假设参数t为电力公司的一个结算周期包含的时间段总数，设参数j为其中的任一个时间段，参数mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据。定义两个函数：

f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，其中，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数。

定义参数ti，j为时间段j时用户i的电价，智能电表计算参数pi，j作为用电数据密文：pi，j＝(mi，j·tj)g+k1，if1，j+k2，if2，j，并将用电数据密文pi，j发送给服务器。

智能电表和电力公司直接交互，不依赖于第三方设备，减小了数据泄露的风险。电力公司无法得知每个智能电表的实时用电情况，但却能了解所有用户总共的实时用电情况，保护了用户隐私。

s130、聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据。

在本实施例中，解密数据是指服务器对获取到的数据包进行解密后得到的数据。在收到各个智能电表发来的时间段j内的用电数据密文{pi，j}i∈[1，n]后，服务器对这些数据包进行聚合处理，随后进行解密计算。

在一实施例中，请参阅图4，上述的步骤s130可包括步骤s131～s133。

s131、对数据包进行聚合，以得到聚合密文。

在本实施例中，聚合密文是指对数据包进行聚合后形成数据。

具体地，计算参数作为聚合密文。

s132、定义两个赋值参数，并根据两个赋值参数、电力私钥以及智能电表私钥计算用于转换聚合密文的参数，以得到转换参数。

在本实施例中，转换参数是指用于转换聚合密文的参数。

定义两个赋值参数r1，r2，使得等式r＝r1+r2及f1＝g·r1，f2＝g·r2成立，计算参数c作为转换聚合密文，

s133、根据所述转换参数以及所述第二参数进行所述聚合密文的解密，以得到解密数据。

具体地，利用即可恢复出时间段j内所有用户用电量之和。其中，函数φ(x，y)定义为φ(x，y)＝-x/y，参数λ定义为λ＝lcm(p+2，q+2)。

在本实施例中，可针对每个不同的用户进行浮动电价计费，既支持智能电表按照峰谷电价实时计算电费，又允许针对不同用户例如高能耗企业，经营类场所、居民等制定不同水平的电价，且支持任意时刻的任意电价浮动，提供了更强的灵活性；所采用的加解密算法的安全性是基于椭圆曲线上的离散对数数学困难问题，在同等密钥长度下有更高的安全性，提升了数据传输的安全性。

s140、根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果。

在本实施例中，第一验证结果是指服务器对电费账单进行真实性验证所得的结果；第二验证结果是指智能电表对电费账单进行真实性验证所得的结果。在一个结算周期结束后，服务器为每个智能电表输出其对应的电费账单，服务器将账单发送给智能电表，并通过与智能电表的交互来完成账单验证，用户账单可以交互验证可验证。

在一实施例中，上述的步骤s140可包括步骤s141～s146。

s141、计算所有解密数据之和，以得到电费账单。

具体地，计算参数作为每个智能电表的电费账单。

s142、获取来自智能电表的部分计费验证参数，其中，mi为部分计费验证参数，k1，i以及k2，i为智能电表私钥，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数，t为时间总数，j为某一时间段；

s143、根据生成计费验证参数，其中，si为计费验证参数，pi，j为数据包；

s144、判断si＝mi+g·βi是否成立，其中，g为第二参数，βi为电费账单；

s145、若si＝mi+g·βi成立，则第一验证结果为验证成功；

s146、将电费账单发送至智能电表，以供智能电表判断si＝mi+g·βi是否成立，当si＝mi+g·βi成立，则第二验证结果为验证成功，当si＝mi+g·βi不成立，则第二验证结果为验证失败。

服务器和智能电表的双方验证皆成立，则说明电费账单真实有效，如有其中任一方验证等式不成立，则电费账单无效，以对双方起到监督的作用。

s150、判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；

若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功中任一个为验证失败，则进入结束步骤；

s160、若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数。

在本实施例中，聚合验证参数是用于验证智能电表是否发送错误数据的参数。

具体地，所述聚合验证参数包括参数u1、u2、v1、v2，其中，k1，i、k2，i分别为智能电表私钥；n为智能电表的总数；f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；pi，j为数据包；mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据；i为智能电表。

s170、根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据。

具体地，可以通过比较电力消耗总量与所有用户的用电量之和，来判断是否存在智能电表发送了错误的数据。

在一实施例中，上述的步骤s170可包括步骤s171～s177。

s171、将所有数据包按照两个组的智能电表划分为两组，并对两组数据包分别计算对应的聚合密文，以得到第一组数据包的聚合密文以及第二组数据包的聚合密文；其中，a1为第一组数据包的聚合密文，a2为第一组数据包的聚合密文，i为智能电表，n为智能电表的总数，pi，j为对应组的数据包；

s172、根据第一组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v1·g+u1＝a1是否成立；

s173、若v1·g+u1＝a1不成立，则第一组数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据，并执行步骤s175；

s174、若v1·g+u1＝a1成立，则第一组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据，并执行步骤s175；

s175、根据第二组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v2·g+u2＝a2是否成立；

s176、若v2·g+u2＝a2不成立，则第二数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；

s177、若v2·g+u2＝a2成立，则第二组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据。

在服务器收到用电量总数据时，它可以通过一次等式计算验证数据是否有误，如果有误，它可以通过log2ⁿ次等式计算追查出发送错误数据的电表，在出现电表故障时，可以快速确定故障电表的具体位置，实用性强。

s180、若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；

s190、若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述步骤s170；

s200、若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端；

对验证等式不成立的智能电表所在的分组继续分成两个子分组，直至找出验证不成立的智能电表，该智能电表即为发送异常数据的智能电表。

若不存在智能电表发送错误数据，则进入结束步骤。

上述的动态电网计费方法，通过设置系统参数以得到电力私钥和智能电表私钥，采集来自智能电表且加密后的用电数据密文，并对这些密文进行聚合后解密，动态计算电网费用，得到电费账单，并供双方进行交互验证电费账单的真实性，实现进行电网计费时减少数据泄露风险，且保护用户隐私，在出现智能电表发送错误数据时，采用一次等式验证的方式确定发送错误数据的智能电表，实现在出现电表故障时，可以快速确定故障电表的具体位置。

图5是本发明实施例提供的一种动态电网计费装置300的示意性框图。如图5所示，对应于以上动态电网计费方法，本发明还提供一种动态电网计费装置300。该动态电网计费装置300包括用于执行上述动态电网计费方法的单元，该装置可以被配置于服务器中。具体地，请参阅图5，该动态电网计费装置300包括参数设置单元301、数据包获取单元302、聚合单元303、验证单元304、结果判断单元305、划分单元306、错误判断单元307、数量判断单元308、重设单元309以及生成单元310。

参数设置单元301，用于创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥；数据包获取单元302，用于获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包；聚合单元303，用于聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据；验证单元304，用于根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果；结果判断单元305，用于判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；划分单元306，用于若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数；错误判断单元307，用于根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据；数量判断单元308，用于若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；重设单元309，用于若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述根据两个组对应的聚合验证参数判断存在智能电表发送错误数据；生成单元310，用于若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端。

在一实施例中，所述参数设置单元301包括设定子单元、电表私钥获取子单元以及电力私钥获取子单元。

设定子单元，用于设定一个椭圆曲线，以得到第一参数，选择所述椭圆曲线上的一个点，以得到第二参数，选择两个素数，以得到第三参数和第四参数，计算第三参数以及第四参数之积，以得到系统参数；电表私钥获取子单元，用于获取智能电表总数，选择两个随机数，以得到智能电表私钥；电力私钥获取子单元，用于根据智能电表私钥以及系统参数计算电力私钥。

在一实施例中，所述聚合单元303包括聚合密文获取子单元、转换参数获取子单元以及解密子单元。

聚合密文获取子单元，用于对数据包进行聚合，以得到聚合密文；转换参数获取子单元，用于定义两个赋值参数，并根据两个赋值参数、电力私钥以及智能电表私钥计算用于转换聚合密文的参数，以得到转换参数；解密子单元，用于根据所述转换参数以及所述第二参数进行所述聚合密文的解密，以得到解密数据。

在一实施例中，所述验证单元304包括账单生成子单元、验证参数获取子单元、计费验证子单元、验证判断子单元以及账单发送子单元。

账单生成子单元，用于计算所有解密数据之和，以得到电费账单；验证参数获取子单元，用于获取来自智能电表的部分计费验证参数，其中，mi为部分计费验证参数，k1，i以及k2，i为智能电表私钥，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数，t为时间总数，j为某一时间段；计费验证子单元，用于根据生成计费验证参数，其中，si为计费验证参数，pi，j为数据包；验证判断子单元，用于判断si＝mi+g·βi是否成立，其中，g为第二参数，βi为电费账单；若si＝mi+g·βi成立，则第一验证结果为验证成功；账单发送子单元，用于将电费账单发送至智能电表，以供智能电表判断si＝mi+g·βi是否成立，当si＝mi+g·βi成立，则第二验证结果为验证成功，当si＝mi+g·βi不成立，则第二验证结果为验证失败。

在一实施例中，所述错误判断单元307包括电表划分子单元、第一判断子单元以及第二判断子单元。

电表划分子单元，用于将所有数据包按照两个组的智能电表划分为两组，并对两组数据包分别计算对应的聚合密文，以得到第一组数据包的聚合密文以及第二组数据包的聚合密文；其中，a1为第一组数据包的聚合密文，a2为第一组数据包的聚合密文，i为智能电表，n为智能电表的总数，pi，j为对应组的数据包；第一判断子单元，用于根据第一组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v1·g+u1＝a1是否成立；若v1·g+u1＝a1不成立，则第一组数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v1·g+u1＝a1成立，则第一组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据；第二判断子单元，用于根据第二组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v2·g+u2＝a2是否成立；若v2·g+u2＝a2不成立，则第二数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v2·g+u2＝a2成立，则第二组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述动态电网计费装置300和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述动态电网计费装置300可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图6所示的计算机设备上运行。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备500可以是服务器，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。

参阅图6，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。

该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种动态电网计费方法。

该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。

该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种动态电网计费方法。

该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现如下步骤：

创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥；获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包；聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据；根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果；判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数；根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据；若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述根据两个组对应的聚合验证参数判断存在智能电表发送错误数据；若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端；若不存在智能电表发送错误数据，则进入结束步骤。

其中，所述聚合验证参数包括参数u1、u2、v1、v2，其中，k1，i、k2，i分别为智能电表私钥；n为智能电表的总数；f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；pi，j为数据包；mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据；i为智能电表。

所述用电数据密文采用pi，j＝(mi，j·tj)g+k1，if1，j+k2，if2，j获取，其中，mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；g为第二参数，tj为某一时间段时智能电表的电价。

在一实施例中，处理器502在实现所述创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥步骤时，具体实现如下步骤：

设定一个椭圆曲线，以得到第一参数，选择所述椭圆曲线上的一个点，以得到第二参数，选择两个素数，以得到第三参数和第四参数，计算第三参数以及第四参数之积，以得到系统参数；获取智能电表总数，选择两个随机数，以得到智能电表私钥；根据智能电表私钥以及系统参数计算电力私钥。

在一实施例中，处理器502在实现所述聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据步骤时，具体实现如下步骤：

对数据包进行聚合，以得到聚合密文；定义两个赋值参数，并根据两个赋值参数、电力私钥以及智能电表私钥计算用于转换聚合密文的参数，以得到转换参数；根据所述转换参数以及所述第二参数进行所述聚合密文的解密，以得到解密数据。

在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果步骤时，具体实现如下步骤：

计算所有解密数据之和，以得到电费账单；获取来自智能电表的部分计费验证参数，其中，mi为部分计费验证参数，k1，i以及k2，i为智能电表私钥，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数，t为时间总数，j为某一时间段；根据生成计费验证参数，其中，si为计费验证参数，pi，j为数据包；判断si＝mi+g·βi是否成立，其中，g为第二参数，βi为电费账单；若si＝mi+g·βi成立，则第一验证结果为验证成功；将电费账单发送至智能电表，以供智能电表判断si＝mi+g·βi是否成立，当si＝mi+g·βi成立，则第二验证结果为验证成功，当si＝mi+g·βi不成立，则第二验证结果为验证失败。

在一实施例中，处理器502在实现所述根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据步骤时，具体实现如下步骤：

将所有数据包按照两个组的智能电表划分为两组，并对两组数据包分别计算对应的聚合密文，以得到第一组数据包的聚合密文以及第二组数据包的聚合密文；其中，a1为第一组数据包的聚合密文，a2为第一组数据包的聚合密文，i为智能电表，n为智能电表的总数，pi，j为对应组的数据包；根据第一组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v1·g+u1＝a1是否成立；若v1·g+u1＝a1不成立，则第一组数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v1·g+u1＝a1成立，则第一组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据；根据第二组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v2·g+u2＝a2是否成立；若v2·g+u2＝a2不成立，则第二数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v2·g+u2＝a2成立，则第二组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据。

应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。

因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中该计算机程序被处理器执行时使处理器执行如下步骤：

创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥；获取来自智能电表且采用智能电表私钥加密后的用电数据密文，以得到数据包；聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据；根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果；判断第一验证结果以及第二验证结果是否均为验证成功；若第一验证结果以及第二验证结果均为验证成功，则将智能电表划分为两个组，获取两个组对应的聚合验证参数；根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据；若存在智能电表发送错误数据，则判断存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是否为一个；若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数不是一个，则将存在智能电表发送错误数据的智能电表分成两个组，并分别计算两个组对应的聚合验证参数，并执行所述根据两个组对应的聚合验证参数判断存在智能电表发送错误数据；若存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表的个数是一个，则将存在智能电表发送错误数据所对应的组内智能电表作为发送错误数据的智能电表，并生成通知信息发送至终端；若不存在智能电表发送错误数据，则进入结束步骤。

其中，所述聚合验证参数包括参数u1、u2、v1、v2，其中，k1，i、k2，i分别为智能电表私钥；n为智能电表的总数；f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；pi，j为数据包；mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据；i为智能电表。

所述用电数据密文采用pi，j＝(mi，j·tj)g+k1，if1，j+k2，if2，j获取，其中，mi，j为智能电表i统计的关于时间段j的用电量数据，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数；g为第二参数，tj为某一时间段时智能电表的电价。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述创建并初始化系统参数，以得到电力私钥以及智能电表私钥步骤时，具体实现如下步骤：

设定一个椭圆曲线，以得到第一参数，选择所述椭圆曲线上的一个点，以得到第二参数，选择两个素数，以得到第三参数和第四参数，计算第三参数以及第四参数之积，以得到系统参数；获取智能电表总数，选择两个随机数，以得到智能电表私钥；根据智能电表私钥以及系统参数计算电力私钥。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述聚合所述数据包，且采用电力私钥以及智能电表私钥进行数据包处理，以得到解密数据步骤时，具体实现如下步骤：

对数据包进行聚合，以得到聚合密文；定义两个赋值参数，并根据两个赋值参数、电力私钥以及智能电表私钥计算用于转换聚合密文的参数，以得到转换参数；根据所述转换参数以及所述第二参数进行所述聚合密文的解密，以得到解密数据。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述解密数据生成电费账单，并对电费账单进行验证，以得到第一验证结果，且将电费账单发送至智能电表，以供智能电表进行验证，以得到第二验证结果步骤时，具体实现如下步骤：

计算所有解密数据之和，以得到电费账单；获取来自智能电表的部分计费验证参数，其中，mi为部分计费验证参数，k1，i以及k2，i为智能电表私钥，f1，j＝fψ(j||1)，f2，j＝fψ(j||2)，函数fψ(a)＝(min({b||b≥h(a)∩(b，y)∈ψ})，y)，参数h表示一个单向散列函数，t为时间总数，j为某一时间段；根据生成计费验证参数，其中，si为计费验证参数，pi，j为数据包；判断si＝mi+g·βi是否成立，其中，g为第二参数，βi为电费账单；若si＝mi+g·βi成立，则第一验证结果为验证成功；将电费账单发送至智能电表，以供智能电表判断si＝mi+g·βi是否成立，当si＝mi+g·βi成立，则第二验证结果为验证成功，当si＝mi+g·βi不成立，则第二验证结果为验证失败。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据两个组对应的聚合验证参数判断是否存在智能电表发送错误数据步骤时，具体实现如下步骤：

将所有数据包按照两个组的智能电表划分为两组，并对两组数据包分别计算对应的聚合密文，以得到第一组数据包的聚合密文以及第二组数据包的聚合密文；其中，a1为第一组数据包的聚合密文，a2为第一组数据包的聚合密文，i为智能电表，n为智能电表的总数，pi，j为对应组的数据包；根据第一组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v1·g+u1＝a1是否成立；若v1·g+u1＝a1不成立，则第一组数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v1·g+u1＝a1成立，则第一组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据；根据第二组数据包的聚合密文以及对应的智能电表所在组的聚合验证参数判断v2·g+u2＝a2是否成立；若v2·g+u2＝a2不成立，则第二数据包对应的智能电表中存在智能电表发送错误数据；若v2·g+u2＝a2成立，则第二组数据包对应的智能电表不存在智能电表发送错误数据。

所述存储介质可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，各个单元的划分，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。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。

该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，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明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，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。