論文の概要: A Lightweight Privacy-Preserving Smart Metering Billing Protocol with Dynamic Tariff Policy Adjustment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14815v1
- Date: Wed, 20 Aug 2025 16:06:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.519049
- Title: A Lightweight Privacy-Preserving Smart Metering Billing Protocol with Dynamic Tariff Policy Adjustment
- Title（参考訳）: 動的関税ポリシー調整による軽量プライバシ保護型スマートメータ課金プロトコル
- Authors: Farid Zaredar, Morteza Amini,
- Abstract要約: スマートメータとユーティリティプロバイダ間の双方向通信を容易にすることにより,高度な計測インフラストラクチャ(AMI)がスマートグリッドにおいて重要な役割を果たす。
詳細な消費データの収集は、消費者の日常活動を不注意に開示し、プライバシーの懸念を高め、プライバシー侵害につながる可能性がある。
本稿では,動的ポリシー調整によるリアルタイム関税請求サービスを支援するために設計された,軽量なプライバシ保護型スマート計測プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The integration of information and communication technology (ICT) with traditional power grids has led to the emergence of smart grids. Advanced metering infrastructure (AMI) plays a crucial role in smart grids by facilitating two-way communication between smart meters and the utility provider. This bidirectional communication allows intelligent meters to report fine-grained consumption data at predefined intervals, enabling accurate billing, efficient grid monitoring and management, and rapid outage detection. However, the collection of detailed consumption data can inadvertently disclose consumers' daily activities, raising privacy concerns and potentially leading to privacy violations. To address these issues and preserve individuals' privacy, we propose a lightweight privacy-preserving smart metering protocol specifically designed to support real-time tariff billing service with dynamic policy adjustment. Our scheme employs an efficient data perturbation technique to obscure precise energy usage data from internal adversaries, including the intermediary gateways and the utility provider. Subsequently, we validate the efficiency and security of our protocol through comprehensive performance and privacy evaluations. We examined the computational, memory, and communication overhead of the proposed scheme. The execution time of our secure and privacy-aware billing system is approximately 3.94540 seconds for a complete year. Furthermore, we employed the Jensen-Shannon divergence as a privacy metric to demonstrate that our protocol can effectively safeguard users' privacy by increasing the noise scale.
- Abstract（参考訳）: 情報通信技術(ICT)と従来の電力網の統合は、スマートグリッドの出現につながった。
スマートメータとユーティリティプロバイダ間の双方向通信を容易にすることにより,高度な計測インフラストラクチャ(AMI)がスマートグリッドにおいて重要な役割を果たす。
この双方向通信により、インテリジェントメーターは予め定義された間隔で詳細な消費データを報告し、正確な請求、効率的なグリッド監視と管理、迅速な停止検出を可能にする。
しかし、詳細な消費データの収集は、消費者の日常活動を不注意に開示し、プライバシーの懸念を高め、潜在的にプライバシー侵害につながる可能性がある。
これらの問題に対処し、個人のプライバシーを維持するために、動的ポリシー調整を伴うリアルタイム関税請求サービスをサポートするために設計された軽量なプライバシ保護スマート計測プロトコルを提案する。
提案手法では,中間ゲートウェイやユーティリティプロバイダなど,内部の敵からの正確なエネルギー利用データを明らかにするために,効率的なデータ摂動手法を用いている。
その後、包括的性能評価とプライバシ評価により、プロトコルの効率性とセキュリティを検証した。
提案手法の計算,メモリ,通信のオーバーヘッドについて検討した。
セキュアでプライバシを意識した請求システムの実行時間は1年あたり約3.94540秒である。
さらに,Jensen-Shannon分散をプライバシ指標として使用し,ノイズスケールを増大させることで,ユーザのプライバシを効果的に保護できることを実証した。
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