Skalierbare Privatheit in der Smart-Grid-Applikation Demand Response:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Herzogenrath
Shaker
2017
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| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Wirtschaftsinformatik
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 228 Seiten 4 Illustrationen |
| ISBN: | 9783844050738 3844050736 |
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1. Privatheitsreferenz in Demand Response 1
1.1. Vom analogen hin zum Smart Grid......................................... 2
1.1.1. Struktur des Smart Grids.......................................... 4
1.1.2. Interaktionsmodell Datenproduzent und Datenkonsument im Smart
Grid............................................................... 6
1.2. Demand Side Management - Demand Response............................. 7
1.3. Privatheit in Demand Response.......................................... 12
1.3.1. Regulierung nach Soloves Taxonomie ............................ 12
1.3.2. Energiedatengranularität - Wahrung der Privatheit und DR-Potential 20
1.3.3. Privatheit durch Verstecken versus Privatheit durch Transparenz . 25
1.3.4. Klassifikation der technischen Verfahren zur Erreichung der Privat-
heit durch Verstecken................................................... 26
1.3.5. Steuerung von Demand Response bei Wahrung der Privatheit .... 32
1.3.6. Privatheit in der Demand-Response-Rückkopplungsschleife........ 36
1.4. Methodik und Aufbau der Arbeit......................................... 38
2. Stand der Wissenschaft zur Privatheit in der Demand-Response-
Rückkopplungschleife 41
2.1. Zentralisierter Schutz versus dezentralisierten Schutz................... 41
2.1.1. Dezentralisierter Schutz.......................................... 41
2.1.2. Schutz durch einen zentralisierten vertrauenswürdigen Dritten ... 43
2.2. Funktionen des Demand Response Managements .............................. 45
2.2.1. Aggregation ...................................................... 45
2.2.2. Verifikation...................................................... 51
2.2.3. Rechnungsstellung................................................. 51
2.3. Privatheits-Richtlinien.................................................. 57
2.4. Orthogonalität der Ziele von Privatheit und Demand Response ............. 58
2,5. Skalierbarkeit der Privatheit......................................... 59
2.5.1. Secure Multiparty Computation und Zero Knowledge basierte Ver-
fahren ................................................................. 59
2.5.2. Anonymität wahrende Verfahren.................................... 60
2.5.3. Perturbationsbasierte Verfahren.................................. 61
2.5.4. Vergleich der Techniken zum Schutz der Privatheit im Smart Grid . 66
3. Ein skalierbares Verfahren zur nutzerbestimmten Wahrung der Privatheit 69
3.1. Aufbau und Konzept einer Demand-Response-Datenbank.................... 71
3.1.1. Anpassung der Verbrauchsdatengranularität unter der Differential-
Privacy-Garantie ................................................. 72
3.1.2. Horizontale Partitionierung der Datenbank....................... 72
3.1.3. Vertikale Partitionierung der Datenbank......................... 77
3.2. Funktionen des Demand Response Managements ............................ 79
3.2.1. Ausführung der dynamischen Aggregation........................... 79
3.3. Privatheit wahrende Rechnungsstellung.................................. 80
3.3.1. Rechnungsstellung unter der e, 0 Differential-Privacy-Garantie ... 81
3.3.2. Grundidee der Rechnungsstellung unter der e, S Differential-Privacy-
Garantie ......................................................... 81
3.3.3. Rechnungsstellung unter der e — 5 Differential-Privacy-Garantie . . 82
3.4. Verifikation unter der e Differential-Privacy-Garantie................. 83
3.5. Rechnungsstellung und Verifikation..................................... 86
3.6. Protokoll für eine skalierbare Privatheit wahrende Durchführung von De-
mand Response................................................................ 87
4. Evaluierung der Privatheitswahrung in Demand Response 95
4.1. Versuchsaufbau und Testhypothesen ..................................... 95
4.1.1. Testhypothesen .................................................. 95
4.1.2. Simulierte Haushalte............................................. 98
4.1.3. Demand֊Response-Szenarien........................................ 99
r
4.2. Anfälligkeit der Differential Privacy gegenüber Trackern ..............101
4.2.1. Das Privatheitsexperiment - Tracker Attack.......................102
4.2.2. Ergebnisse des Tracker Attack Experiments........................104
4.2.3. Erkenntnisse der Tracker Attack Evaluierung......................112
4.3. Partitionsgröfie.......................................................113
4.4. Einsetzbarkeit einer skalierbaren Privatheit für Demand Response .... 114
4.4.1. Der Einfluss der Verzerrung in der dynamischen Aggregation auf die
Ausführung von Demand Response ...................................115
4.4.2. Szenario 1: Dynamische Tarife......................................127
4.4.3. Szenario 2: Ereignisbasiertes Demand Response......................132
4.4.4. Szenario 3: Dynamische Tarife und ereignisbasiertes Demand Responsel35
4.5. Beurteilung der Ergebnisse...............................................136
5. Fazit - Privatheit in Demand Response 139
5.1. Skalierbare Privatheit in Demand Response ...............................139
5.2. Ausblick.................................................................140
A. Evaluierungsergebnisse 143
B. Eigene Publikationen 195
Literatur
197
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