CN117332391A - 计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法及***，涉及电网数据共享技术领域，包括：对数据资产进行安全加密；通过获取用户合法性身份，采用深度学习算法，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限；根据匹配成功的权限，为用户提供加密的数据资产，并根据用户身份的加密方法对应的解密方法进行解密；本发明采用零知识证明算法在验证用户身份同时，也保护了配电网用户的个人隐私；本发明能够实时判断用户的权限需求，从而提供更加智能、便捷的权限管理方式。

Description

计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法及***

技术领域

本发明涉及电网数据共享技术领域，具体而言，涉及计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法及***。

背景技术

随着新型配电自动化***的不断发展，配电网数字资产所蕴含的巨大价值逐渐被挖掘和发现，智能融合终端根据配电网业务不同部署在不同节点，采集到的数据资源也十分丰富，因此在进行数据共享时，配电网数据资产访问过程中的安全性面临巨大挑战。

智能融合终端采集到的各类数据应用在不同业务场景，访问和使用数据资产的用户也各式各样，为保证进行访问的用户身份合法性及防止非法用户对数据资产进行访问，应采用合法的身份认证技术。同时，为保证新型配电网***的正常运行，需要配电网运维人员对配电网数据分析实时监测来规避风险，但配电网数据类型多样，如何快速定位匹配也是值得关注的问题。

随着数据访问过程中，主体和客体数量以及业务流程不断更新，数据资产访问过程常处于弱信任条件下，在此情况下采用零知识证明的身份认证技术应运而生，借助零知识证明，用户可以向验证者证明自己的身份，而无需透露任何与身份相关的具体信息，从而减少了潜在的攻击风险。

近年来，随着机器学习兴起，越来越多的先进技术都借助机器学习使算法难度加深，获取最优参数以此来优化训练模型。目前主流的身份认证技术多依靠智能算法但用户权限管控技术与深度学习算法结合较少,因此，急需设计一种计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问技术，在保证用户访问数据准确及时的同时，保护用户和配电网数据资产的隐私性和安全性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，包括以下步骤：

对数据资产进行安全加密；

通过获取用户合法性身份，采用深度学习算法，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限；

根据匹配成功的权限，为用户提供加密的数据资产，并根据用户身份的加密方法对应的解密方法进行解密。

优选地，在对数据资产进行安全加密的过程中，通过Paillier算法，对数据资产进行安全加密。

优选地，在获取用户合法性身份的过程中，根据数据资产的加密方法，对用户身份进行加密，通过设置用户身份的合法性，获取用户合法性身份，其中，采用零知识证明算法来对配电网用户身份进行认证，获取用户合法性身份。

优选地，在设置用户身份的合法性的过程中，基于对用户的分级规则，通过分配用户权限，以及定义用户属性信息，对用户身份的合法性进行设置，其中，用户属性信息包括违规记录次数，数据访问次数，访问敏感数据次数，与配电网合作时长。

优选地，在采用深度学习算法匹配用户的权限的过程中，通过归一化的方法，对原始数据进行比例放缩，转换为无量纲化的数值；

将得到的数值，通过深度学习算法，依据分级规则、用户权限和用户属性信息，通过分析用户访问历史和权限等级，获取用户的权限需求，为用户赋予权限。

优选地，在为用户提供数据资产的过程中，建立访问记录库，对用户访问数据资产全过程进行记录，若用户在使用数据资产时存在违规行为，根据访问记录，及时调整用户权限等级，确保合法安全用户访问配电网数据资产。

优选地，在记录用户访问数据资产全过程的过程中，各条记录包括配电网用户身份信息，配电网用户权限等级，所访问数据资产类型及内容，访问时长，以及管理此类数据资产管理员信息，并根据用户权限等级对每条记录设定不同颜色标识。

本发明公开了计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问***，包括：

数据库模块，用于存储配电网的数据资产，以及用户的用户身份信息；

数据库逻辑控制模块，用于控制数据库模块与***其他模块进行数据交互，实现***的逻辑功能；

数据加密模块，用于对数据资产进行安全加密；

用户权限匹配模块，用于通过获取用户合法性身份，采用深度学习算法，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限；

数据解密模块，用于根据匹配成功的权限，为用户提供加密的数据资产，并根据用户身份的加密方法对应的解密方法进行解密。

优选地，数据加密模块，用于通过Paillier算法，对数据资产进行安全加密。

优选地，用户权限匹配模块，用于根据数据资产的加密方法，对用户身份进行加密，通过设置用户身份的合法性，获取用户合法性身份。

本发明公开了以下技术效果：

(1)对于配电网数据资产访问处于弱信任条件下，采用Paillier算法对数据资产进行加密，以此保护数据资产安全性和隐私性。在用户进行身份认证时，采用零知识证明算法在验证用户身份同时，也保护了配电网用户的个人隐私。

(2)为配电网数据资产安全访问建立用户权限分级体系，将用户划分为不同级别，每个级别对应不同的访问权限和功能范围，确保用户只能访问其所需的数据和操作，避免数据被未授权用户访问。

(3)采用深度学习算法对用户权限管控模型进行优化，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限。通过分析用户访问历史和权限等级，***能够实时判断用户的权限需求，从而提供更加智能、便捷的权限管理方式。

(4)建立访问记录库，若用户在使用数据资产时存在违规违法行为，根据访问记录，及时调整用户权限等级，确保只有合法安全用户来访问配电网数据资产，保证数据资产访问全过程安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明所述的配电网数据资产安全访问技术整体流程图；

图2是本发明所述的用户身份认证整体流程图；

图3是本发明所述的用户-级别-权限关系示意图；

图4是本发明所述的配电网用户权限管控优化结构图；

图5是本发明所述的配电网用户级别分布图；

图6是本发明所述的数据资产访问记录全过程流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-6所示，本发明公开了计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问技术，包括以下内容：数据资产安全加密；用户经过身份认证技术验证自身合法性；根据合法身份信息管理员下发相应权限；用户根据自身权限访问相应的数据资产；将结果记录代入深度神经网络中，使之后访问更准确可靠。该技术整体流程如图1所示：

步骤一：数据资产安全加密：

随着新型电力***的不断更新发展，配电网数据资产所蕴含的价值不断被挖掘发现，但在数据资产访问控制过程中，数据资产易发生泄露和篡改等安全问题，因此为保证用户得到的配电网数据资产安全可靠，本专利决定采用Paillier算法来对数据资产进行隐私防护操作，具体步骤如下：

1)通过密钥生成算法生成公钥G以及私钥S。

选定两个最大的素数a₁和a₂，运算他们的积A₁和最小公倍数A₂。

A₁＝a₁*a₂ (1)

A₂＝lcm(a₁-1,a₂-1) (2)

选择随机数s，且满足最大公约数：

其中，

存在：

得到公钥为G(A₁,s)，私钥为S(A₂,u)。

数据资产加密过程：

对于任意数据信息任取一随机数/>计算得到密文m′:

在用户获得数据资产后，应对得到的数据资产进行解密操作：

其中A₁表示两随机素数a₁，a₂的积，A₂是最小公倍数，函数s和u分别是组成公钥和私钥的一部分。

步骤二：用户身份认证：

由于配电网用户和数据资产规模不断壮大，数据资产业务模式不断升级，数据资产访问过程常处于弱信任条件下，因此采用零知识证明算法来对配电网用户身份进行认证，配电站外部用户和内部用户在不暴露自己身份信息前提下分别给配电网数据资产管理员提供相应的证明信息来验证自身身份合法性，具体实现步骤为：

1)通过与数据资产加密相同的Paillier密钥生成算法生成公钥G以及私钥S。

2)配电网数据资产用户向数据资产管理员提供公钥G、可推出私钥S的A₂和u以及标签τ(只跟用户级别有关)来生成证明p。

Prove(G,A₂,u,τ)→p (8)

3)数据资产管理员通过用户提供的公钥G、私钥S以及标签τ生成验证q，来验证证明p以及生成布尔函数b∈{0,1}确定用户身份准确性，如果布尔函数b结果为1则表示该用户通过身份认证。具体流程见图2。

其中，为同或运算。

步骤三：用户权限定级：

为了得到要访问的数据资产，在验证用户身份信息后，数据资产管理员应根据用户身份下发权限，不同级别的用户根据自身权限的不同访问不同的数据资产。权限定级的具体过程如下：

为了使用户分级更加准确，先定义用户分级标准如下：

用户与权限(角色)之间关系为1:N和N:1。

每一类用户含有不同的级别。

级别高的用户包括了级别低用户的权限，也就是说级别低的用户能够进行的操作级别高的用户也能执行。

用户的级别会根据用户的行为进行改变，包含升级和降级。

根据用户分级标准，建立用户-级别-权限的映射模型，如图3所示：

配电网用户User(I,C,R)由三个属性来确定，其中I为内部还是外部用户(0为配电网外部用户，1为配电网运维人员，2为配电网数据资产管理员)，C为配电网用户属性信息(包含违规记录次数C₁，数据访问次数C₂，访问敏感数据次数C₃，与配电网合作时长C₄，……)，R为用户级别信息(分为初级、中级、高级用户，用户级别根据用户行为进行升级和降级，但多发生在初级和中级用户之间)

对每个配电网用户User在确定I和C的情况下对R进行定级。

首先判断I值，若I为2，直接将用户定义为高级用户，即R为3，若I为1，直接将用户定义为中级用户，即R为2，最后若I为0，需结合C{C₁,C₂,C₃,…,C_N}，来判断配电网用户级别R∈{1,2}。

配电网用户的级别共可分为三级：

高级用户：主要为配电网数据资产管理员，分为总管理员(最高级用户，有最高权限)，各类数据资产管理员(分管不同类型的数据以及执行数据资产访问的不同用户)，所拥有权限包括：可对中级用户和初级用户进行访问授权，可对数据资产直接进行访问，数据资产总管理员还可对各类资产管理员进行管控。

中级用户：无违法访问操作，有极少违规操作(不影响配电网正常运行)，身份信任度较高的企业或个人以及为保护配电网稳定运行的配电网运维人员。中级用户所拥有权限包括：通过身份认证可对数据资产进行安全访问，可访问电价信息等隐私度较高的信息。

初级用户：无违法访问操作，有少部分违规操作(部分中级用户违规操作超过限值将降级为初级用户)，新合作的企业或个人以及身份信任度较低的用户，所占比例较高，只可进行普通交易，访问普通数据。初级用户会带有标签*，升级为中级用户可去掉标签。

中级用户和初级用户都有在接收数字资产管理员下放的权限后，访问数据资产的权限。其他为违法用户，即未通过身份认证的用户。

对于升降级操作：对于初级用户来说，若其C₁≈0，C₂和C₄大于某一限定值，则可将初级用户升级为中级用户，即R:1→2，对于初级用户来说，若其C₁或C₃大于某一限定值，则可将中级用户降级为初级用户，即R:2→1。

步骤四：用户权限管控优化

为了使配电网管理员对各类业务用户下放权限更及时更准确，使配电网用户分级更明显，使访问过程更加安全可靠，本专利决定采用深度学习算法将配电网数据资产用户权限管控模型进行优化，采用更大、更多的数据集代入权限管控模型进行预测、分析，为配电网用户访问数据资产过程和用户权限管控过程提供更加快捷、高效的途径。具体过程如下：

选取一定数量的配电网数据资产用户User(I,C,R)作为训练集T_User，对数据集进行归一化处理，数据的归一化方法可以将原始数据进行比例放缩，转换为无量纲化的数值，使不同规则下的数据可以进行运算和比较。

T_User{User₁,User₂，User₃，...，User_n}→T_User{User₁，User₂，User₃，...，User_n}(10)

将处理过的用户集T_User′代入配电网用户权限分级模型中，得到最初训练模型，将用户集T_User′反复迭代，得到产生等级R误差R_E最小的训练模型T_User′_min。

R_E＝T_User′_i-T_User(i＝0,1,2,3,...,n) (11)

_User′_min＝compare{T_User′₁，T_User′₂，T_User′₃，...，T_User′_n} (12)

将新的用户带入最终训练模型中，根据用户特征向量I和C，得出新用户的权限等级R。

将新的一条用户权限等级结果加入到训练模型T_User′_min中，并按步骤2)再迭代计算，生成新的训练模型。

重复操作步骤2)到4)，使运算结果更加可靠，以便提高在执行配电网用户对数据资产访问过程中的效率。具体流程见图4，训练得到用户分级图如图5所示：

步骤五：访问过程安全记录

为保证数据资产到达用户手中不会被非法使用，需要对每次访问过程都进行记录，一经发现用户违法行为需要及时对用户权限等级进行调整，必要时删除用户信息。下面对数据资产安全访问记录过程进行介绍：

数据资产管理员建立空的日志表以便存储配电网用户访问记录。

对每次配电网用户安全访问数据资产全过程进行记录，每条记录包括：配电网用户身份信息，配电网用户权限等级，所访问数据资产类型及内容，访问时长，管理此类数据资产管理员信息等，根据配电网用户权限等级对每条记录设定不同颜色标识。

数据资产访问记录及时更新，每过三天对之前记录进行存储，为确保所存的数据记录安全可靠采用数据加密算法进行加密，只有配电网数据资产管理员有对数据资产访问记录进行访问的权限。

一旦发现用户的违规行为，通过访问记录及时对违规的配电网用户进行处理。对于等级为中级和初级的用户，如果在取得数据资产后进行非法使用，则立即将此用户定义为非法用户；若进行违规操作，则将中级用户变为初级用户，初级用户定义为非法用户，并将非法用户所有信息在访问记录表中抹除，具体过程如图6所示。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于，包括以下步骤：

对数据资产进行安全加密；

通过获取用户合法性身份，采用深度学习算法，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限；

根据匹配成功的所述权限，为所述用户提供加密的所述数据资产，并根据所述用户身份的加密方法对应的解密方法进行解密。

2.根据权利要求1所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在对数据资产进行安全加密的过程中，通过Paillier算法，对所述数据资产进行安全加密。

3.根据权利要求2所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在获取用户合法性身份的过程中，根据所述数据资产的加密方法，对用户身份进行加密，通过设置所述用户身份的合法性，获取所述用户合法性身份，其中，采用零知识证明算法来对配电网用户身份进行认证，获取所述用户合法性身份。

4.根据权利要求3所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在设置用户身份的合法性的过程中，基于对所述用户的分级规则，通过分配用户权限，以及定义用户属性信息，对所述用户身份的合法性进行设置，其中，所述用户属性信息包括违规记录次数，数据访问次数，访问敏感数据次数，与配电网合作时长。

5.根据权利要求4所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在采用深度学习算法匹配用户的权限的过程中，通过归一化的方法，对原始数据进行比例放缩，转换为无量纲化的数值；

将得到的数值，通过所述深度学习算法，依据所述分级规则、所述用户权限和所述用户属性信息，通过分析用户访问历史和权限等级，获取所述用户的权限需求，为所述用户赋予所述权限。

6.根据权利要求5所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在为用户提供数据资产的过程中，建立访问记录库，对用户访问数据资产全过程进行记录，若用户在使用数据资产时存在违规行为，根据访问记录，及时调整用户权限等级，确保合法安全用户访问配电网数据资产。

7.根据权利要求6所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问方法，其特征在于：

在记录用户访问数据资产全过程的过程中，各条记录包括配电网用户身份信息，配电网用户权限等级，所访问数据资产类型及内容，访问时长，以及管理此类数据资产管理员信息，并根据用户权限等级对每条记录设定不同颜色标识。

8.计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问***，其特征在于，包括：

数据库模块，用于存储配电网的数据资产，以及用户的用户身份信息；

数据库逻辑控制模块，用于控制所述数据库模块与***其他模块进行数据交互，实现***的逻辑功能；

数据加密模块，用于对所述数据资产进行安全加密；

用户权限匹配模块，用于通过获取用户合法性身份，采用深度学习算法，根据用户的等级和业务需求，智能匹配用户的权限；

数据解密模块，用于根据匹配成功的所述权限，为所述用户提供加密的所述数据资产，并根据所述用户身份的加密方法对应的解密方法进行解密。

9.根据权利要求8所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问***，其特征在于：

所述数据加密模块，用于通过Paillier算法，对所述数据资产进行安全加密。

10.根据权利要求9所述计及权限分级管控的配电网数据资产安全访问***，其特征在于：

所述用户权限匹配模块，用于根据所述数据资产的加密方法，对用户身份进行加密，通过设置所述用户身份的合法性，获取所述用户合法性身份。