本中心研究成果:智慧電網整批驗證方案二元樹與四元樹之效率差異

  • 2023-08-14
  • 黃明祥
本中心於2023智慧運算會議上發表研究成果:智慧電網整批驗證方案二元樹與四元樹之效率差異。
智慧電網的發展是現今的趨勢,但由於用電需求急速上升和電網老舊等原因,電力供應不均衡和停電事故時有發生。例如,202233日的全台大停電給台灣帶來了巨大的經濟損失。因此,轉型為智慧電網刻不容緩。智慧電網能夠透過消費者的即時用電需求,調整電網的配電策略。然而,為了實現這一目標,消費者的用電資料需要在電網中傳輸,因此必須確保這些資料的隱私性和安全性,以防止不必要的浪費和個人隱私外洩。
數位簽章的批次驗證機制具有顯著的效率和通信開銷優勢,特別適用像智慧電網需要驗證大量簽名的場景。目前已經有許多應用案例使用了這種驗證機制。整批驗證數位簽章的方案優點在於高效率,因為批量驗證允許一次性驗證多個數位簽名,從而大大提高處理大量簽名的效率,減少驗證所需的時間和計算成本。然而,這種方案存在一個麻煩的缺點,即驗證失敗時無法立即確定具體是哪個簽名失敗,需要進一步處理才能確定具體的錯誤簽名位置為何,這可能會增加故障調查和排除的複雜性。
在目前的整批驗證方案中,使用二元樹建立簽章樹並利用二元搜尋法能夠在 O(log n) 的時間內找出錯誤簽名的位置。然而,本研究提出了使用四元樹的數位簽章整批驗證方案,並對二元樹和四元樹的性能進行比較。研究使用錯誤簽名的錯誤率和分布情況來測試並評估性能,以了解二元樹和四元樹在整批驗證方案下的優缺點。透過此研究,我們能夠了解使用二元樹和四元樹的數位簽章整批驗證方案在實際應用中的差異。研究結果將提供決策者和相關專業人士對於選擇適合的驗證方案提供參考,以確保智慧電網的運作效率和安全性,提高智慧電網的性能和效能,確保電力供應的穩定和可持續發展。