(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるデータ管理システムとエネルギー管理システムとがネットワークを介して接続される電力使用量計算システムであって、
前記電力メータが第１単位時間に集計した前記電力使用量である第１電力使用量を用いて、複数の第１部分情報を計算する第１計算部を備え、
前記複数の第１部分情報の各々は、プライバシー情報を特定できない情報であって、前記第１電力使用量を複数に分割した情報であり、
前記データ管理システムは、前記電力メータの第１単位時間に対応する各前記第１部分情報を分散して記憶する複数の記憶サーバを備え、
各前記記憶サーバは、
複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する前記第１部分情報を複数用いて、複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する第２部分情報を計算する第２計算部と、
前記第２部分情報を前記エネルギー管理システムに送信する送信部とを有し、
前記エネルギー管理システムは、
複数の前記記憶サーバから各々送信された複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する各前記第２部分情報を受信する第１受信部と、
複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する前記第２部分情報を複数用いて、複数の前記電力メータで前記第１単位時間に各々集計された前記電力使用量の総量を計算する第３計算部とを有する
ことを特徴とする電力使用量計算システム。
【請求項２】
前記第１計算部は、前記第１電力使用量と乱数とを用いて前記第１部分情報を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力使用量計算システム。
【請求項３】
前記ネットワークを介してアプリケーションサーバが接続され、
前記第２計算部は、少なくとも１つの前記電力メータで集計された前記電力使用量の前記第１部分情報であって、第２単位時間内に集計された前記電力使用量の前記第１部分情報を用いて、前記第２単位時間における第３部分情報を計算し、
前記送信部は、前記第３部分情報を前記アプリケーションサーバに送信し、
前記アプリケーションサーバは、
複数の前記記憶サーバから各々送信された各前記第３部分情報を受信する第２受信部と、
複数の前記第３部分情報を用いて、少なくとも１つの前記電力メータで集計された前記電力使用量の総量を計算する第４計算部とを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の電力使用量計算システム。
【請求項４】
前記第１計算部を有する部分情報計算サーバが前記ネットワークを介して前記データ管理システムに接続され、
前記部分情報計算サーバは、複数の前記第１部分情報をそれぞれ分散して各前記記憶サーバに送信する送信部を更に有する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力使用量計算システム。
【請求項５】
前記アプリケーションサーバは、前記電力使用量の総量を用いて、課金処理を行う課金処理部を更に有する
ことを特徴とする請求項４に記載の電力使用量計算システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力使用量計算システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力や火力など従来の発電に加えて、太陽光や風力などの再生可能なエネルギーを併用する際、電力の品質の安定化を図るために、次世代電力網(スマートグリッド)が構築されている。次世代電力網では、電力使用量を集計するスマートメーター(ＳＭと記載する)と、電気機器を管理するホームサーバとが各家庭や各事業所に設置される。ＳＭは、電力網を介してメータデータ管理システム(Meter  Data  Management  System,  MDMS)と通信する。ＭＤＭＳは、各家庭や各事業所のＳＭから一定の時間間隔で電力使用量を受信して、記憶サーバに記憶する。エネルギー管理システム(Energy  Management  System,  EMS)は、ＭＤＭＳに集まった複数の家庭や事業所の電力使用量に基づいて、各家庭や各事業所のＳＭやホームサーバに対して電力の使用を抑制するよう要求したり電力網に接続される蓄電池の充放電を制御したりするなどの電力制御を行う(例えば特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００４−１１２８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力網に接続され、各種アプリケーションを実現させるアプリケーションサーバとして、例えば、プロバイダーが管理する課金サーバがある。このような課金サーバは、ＭＤＭＳに集まった各家庭や事業所の電力使用量に基づいて課金処理を行う。ＭＤＭＳは、ＳＭからの電力使用量の閲覧要求を受ける場合には、ＭＤＭＳが保持する情報を開示する。そのため、ＭＤＭＳは各家庭または事業所の電力使用量を記憶することが考えられる。しかしながら、ＭＤＭＳの記憶サーバの管理者や記憶サーバに侵入した不正なユーザが各家庭の電力使用量を見ることで、その家庭または事業所が在宅かどうかや活動の様子など推測することができる。これは、プライバシーの侵害に繋がる。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量を計算可能な電力使用量計算システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電気機器の電力使用量を集計する電力メータが複数接続されるデータ管理システムとエネルギー管理システムとがネットワークを介して接続される電力使用量計算システムであって、前記電力メータが第１単位時間に集計した前記電力使用量である第１電力使用量を用いて、複数の第１部分情報を計算する第１計算部を備え、前記複数の第１部分情報の各々は、プライバシー情報を特定できない情報であって、前記第１電力使用量を複数に分割した情報であり、前記データ管理システムは、前記電力メータの第１単位時間に対応する各前記第１部分情報を分散して記憶する複数の記憶サーバを備え、各前記記憶サーバは、複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する前記第１部分情報を複数用いて、複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する第２部分情報を計算する第２計算部と、前記第２部分情報を前記エネルギー管理システムに送信する送信部とを有し、前記エネルギー管理システムは、複数の前記記憶サーバから各々送信された複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する各前記第２部分情報を受信する第１受信部と、複数の前記電力メータの前記第１単位時間に対応する前記第２部分情報を複数用いて、複数の前記電力メータで前記第１単位時間に各々集計された前記電力使用量の総量を計算する第３計算部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各メータで集計された各電力使用量をメータデータ管理システムにおいて隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量を計算可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の電力使用量計算システムの構成を例示する図。
【図２】電力使用総量計算処理の手順を示すフローチャート。
【図３】課金システム処理の手順を示すフローチャート。
【図４】閲覧要求処理の手順を示すフローチャート。
【図５】第２の実施の形態の電力使用量計算システムの構成を例示する図。
【図６】電力使用総量計算処理の手順を示すフローチャート。
【図７】閲覧要求処理の手順を示すフローチャート。
【図８】第３の実施の形態の電力使用総量計算処理の手順を示すフローチャート。
【図９】閲覧要求処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】一変形例に係る課金システム処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電力使用量計算システムの一実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
ここで、まず、電力使用量計算システムの概要について説明する。電力使用量計算システムは、上述したＳＭに接続される複数の記憶サーバを備え、保護すべきプライバシー情報に応じて、各家庭または事業所の電力使用量に基づき、アプリケーションの入力を復元するために必要な第２部分情報又は第３部分情報をそれぞれの記憶サーバが計算するために必要な第１部分情報を計算し、計算結果をそれぞれの記憶サーバが記憶する。これらの部分情報は、後述するアプリケーションが利用する情報を復元するための情報である。また、部分情報はプライバシー情報を特定できない情報であることが望ましい。例えば、単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当する場合には、単位時間ごとの電力使用量から複数の第１部分情報を計算し、記憶サーバのそれぞれが記憶する。あるいは、電力を使用する場所がプライバシー情報に該当する場合には、複数のＳＭが集計した電力使用量から複数の第１部分情報を計算し、記憶サーバのそれぞれが記憶する。プライバシー情報とは個人または団体の嗜好や行動を特定する情報である。プライバシー情報には個人または団体自体を特定する情報も含まれるが、個人または団体自体は特定されないが、個人または団体の嗜好や行動の傾向を特定する情報も含まれる。単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当するか否かの判定は、予め行っておいても良いし、動的に行っても良い。また、単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当しない場合に上記第１部分情報の計算や記憶サーバへの記憶を行っても良い。
【００１１】
また、例えば、電力使用量に比例して課金処理を行うアプリケーションは、各家庭または事業所の電力使用量の正確な値を入力とする。この場合には、複数の記憶サーバが計算する第２部分情報又は第３部分情報から、各家庭または事業所の電力使用量の正確な値が計算されるように、各家庭または事業所の電力使用量に基づいて第１部分情報が計算されて各記憶サーバに記憶される。あるいは、電力使用量が閾値以下であるかを判定するアプリケーションは、入力として各家庭または事業所の電力使用量の正確な値までは必要としない。そのため、例えば、記憶サーバを２つ用いる場合に、各家庭または事業所の電力使用量に基づいて計算される第１部分情報から計算される各家庭または事業所の電力使用量が閾値の半分を超えている場合に記憶サーバは第１部分情報として「１」を出力し、そうでない場合には「０」を出力するとき、２つの記憶サーバがともに「０」を出力するときには、確実に各家庭または事業所の電力使用量は閾値以下であることが確認できる。さらに、各家庭または事業所の電力使用量に基づいて計算される同一の第１部分情報を用いて、記憶サーバは複数のアプリケーションの入力を復元するために必要な第２部分情報又は第３部分情報を計算することもある。
【００１２】
以下で説明する各実施形態では、第１単位時間での各家庭での電力使用量を隠蔽し、第１単位時間での複数の家庭の電力使用総量を入力とするＥＭＳと、第２単位時間での各家庭での電力使用量を入力とする課金サーバとをアプリケーションサーバに用いる例を説明する。また、各実施形態では各家庭での電力使用量を隠蔽しているが、各家庭に限らず、電力を使用するスマートメーターの集計範囲（集計単位）での電力使用量を隠蔽できれば良く、その場合は、本明細書の「家庭」は「集計範囲（集計単位）」と読み替えることができる。
【００１３】
[第１の実施の形態]
図１は、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、電力使用量計算システムは、メータデータ管理システム(ＭＤＭＳ)１０１と、家庭システム１０２と、エネルギー管理システム(ＥＭＳ)１０３と、課金サーバ１０４とがネットワーク１０６を介して接続される構成である。尚、図面の簡略化のため、家庭システム１０２は１つしか図示していないが、電力使用量計算システムには、複数の家庭システム１０２が接続され得る。ネットワーク１０６とは、例えば、ＬＡＮ（Local  Area  Network）、イントラネット、イーサネット（登録商標）又はインターネットなどである。ＭＤＭＳ１０１は、ネットワーク１０６を介して各家庭の電力使用量を収集して管理するシステムであり、部分情報計算サーバ１０１ａと、第１記憶サーバ１０１ｂと、第２記憶サーバ１０１ｃとを有する。家庭システム１０２は、家庭に配設され、家庭で使用される電気機器の電力使用量を集計するシステムであり、スマートメータ(ＳＭ)１０２ａと、ホームサーバ１０２ｂと、電気機器１０２ｃと、電気機器１０２ｄとを有する。電気機器１０２ｃは、ホームサーバ１０２ｂに有線又は無線で接続される。電気機器１０２ｄは、ＳＭ１０２ａに有線又は無線で接続される。ＳＭ１０２ａは、家庭システム１０２内の電力使用量を集計する。
【００１４】
尚、家庭システム１０２に対してこれを識別するための識別情報(家庭識別情報という)が付与されており、ホームサーバ１０２ｂ及びＳＭ１０２ａは、当該家庭システム１０２に付与された家庭識別情報を記憶しているものとする。また、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ、第２記憶サーバ１０１ｃ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は各々、電力使用量計算システムに接続される各家庭システム１０２の家庭識別情報を全て記憶しているものとする。
【００１５】
このような構成の電力使用量計算システムでは、ＳＭ１０２ａが集計した電力使用量を用いて部分情報計算サーバ１０１ａが複数の第１部分情報を計算する。なお、ＳＭ１０２ａが集計した情報は、少なくとも家庭識別情報と電力使用量が対応付けられた情報であり、この対応付けられた情報を用いて部分情報計算サーバ１０１ａが複数の第１部分情報を計算する。ただし、家庭識別情報と電力使用量の他に更に情報が対応付けられていても良い。複数の第１部分情報とは、それらを統合することにより計算元の電力使用量に関わる情報を復元可能なものである。具体的には、第１部分情報は、単一あるいは複数のＳＭが集計した電力使用量から計算される情報であり、所定の数の第１部分情報をそろえて、電力使用量の値や、電力使用量が閾値を超えているか否かの情報などを計算する。このような複数の第１部分情報を第１記憶サーバ１０１ｂ，第２記憶サーバ１０１ｃに分散してそれぞれ記憶させる。第１記憶サーバ１０１ｂ，第２記憶サーバ１０１ｃは、複数の第１部分情報から、アプリケーションの目的に応じた第２部分情報や第３部分情報を計算する。ここで、第２部分情報とは、所定の数のアプリケーションの目的に応じた第１部分情報をそろえて計算される情報であり、個別の家庭あるいは事業所における電力使用量の総量（電力使用総量）などアプリケーションの入力を計算するための情報である。第３部分情報についても同様で、第２部分情報とは計算の単位が異なるものである。また、ここで、第２部分情報や第３部分情報を計算するために用いる第１部分情報は、異なるＳＭ１０２ａが集計した電力使用量から計算される第１部分情報を複数用いても良いし、異なる時間でＳＭ１０２ａが集計した電力使用量から計算される第１部分情報を複数用いても良い。アプリケーションとは、例えば、後述するＥＭＳ１０３で実現される電力制御や、課金サーバ１０４で実現される課金処理や、その他のアプリケーションサーバで実現される各種機能である。第１記憶サーバ１０１ｂ，第２記憶サーバ１０１ｃは、第２部分情報や第３部分情報をそれぞれのアプリケーションサーバに送信する。その後、アプリケーションサーバは、受信した複数の第２部分情報又は第３部分情報からアプリケーションの入力を復元し、アプリケーションの処理を行う。即ち、アプリケーションサーバは、複数の第１部分情報を統合することになり、計算の単位に応じてこれらを合算することにより、計算単位に応じた電力使用総量の値や、その値が閾値を超えているかなどの情報を復元することができる。
【００１６】
ここで、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ、第２記憶サーバ１０１ｃ、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３、課金サーバ１０４及びアプリケーションサーバ１０５のハードウェア構成について説明する。これらの各装置は、装置全体を制御するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶するＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やＣＤ（Compact  Disk）ドライブ装置等の補助記憶部と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ、第２記憶サーバ１０１ｃ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は、ネットワーク１０６を介して通信を行う通信Ｉ／Ｆ(Interface)を更に備える。ホームサーバ１０２ｂは、電力使用量などの各種情報を表示する表示部を更に備えても良い。
【００１７】
次に、このようなハードウェア構成において、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ、第２記憶サーバ１０１ｃ、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のそれぞれのＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される各種機能について説明する。
【００１８】
ＳＭ１０２ａは、電気機器１０２ｃ，１２０ｄの電力使用量z_{i,j}を第１単位時間毎に機械的に集計する。あるいは、ＳＭ１０２ａは、電気機器１０２ｄに対する機器認証を行った後に、第１単位時間に少なくとも１度、電気機器１０２ｄが使用した電力使用量が書き込まれると共に、後述するホームサーバ１０２ｂが管理する電気機器１０２ｃが使用した電力使用量が書き込まれるなどして、電気機器１０２ｃ，１２０ｄの電力使用量を第１単位時間毎に集計しても良い。尚、第１単位時間とは、後述するＥＭＳ１０３が電力使用量の総量（電力使用総量）を計算して電力網を制御する時間間隔を表し、例えば３０分などの時間間隔である。また、ＳＭ１０２ａは、暗号化鍵ekを記憶している。そして、ＳＭ１０２ａは、集計した電力使用量を暗号鍵ekで暗号化して暗号文を計算してこれを記憶する。この電力使用量の暗号文は、部分情報計算サーバ１０１ａにより読み出される。尚、ＳＭ１０２ａは、電気機器１０２ｄ、ホームサーバ１０２ｂ、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃのうち少なくとも１つから情報の書き込みや読み出しが行われる記憶手段として機能するが、情報を自発的に送信する機能を有してはいないものとする。
【００１９】
ホームサーバ１０２ｂは、配下の電気機器１０２ｃの電力使用量の管理や、配下の電気機器１０２ｃの制御などを行う。ＳＭ１０２ａが書き込まれた電力使用量に基づいて家庭システムの電力使用量を集計する場合には、第１単位時間に少なくとも１度、配下の電気機器１０２ｃの電力使用量を計測して、その値をＳＭ１０２ａに書き込む。また、ホームサーバ１０２ｂは、後述する第１記憶サーバ１０１ｂが記憶している暗号化鍵ek’に対応する復号鍵dk’と、第２記憶サーバ１０１ｃが記憶している暗号化鍵ek’’に対応する復号鍵dk’’とを記憶している。そして、ホームサーバ１０２ｂは、電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求依頼Req_iを生成してこれをＳＭ１０２ａに書き込み、当該閲覧要求依頼Req_iに応じて、後述の第１記憶サーバ１０１ｂがＳＭ１０２ａに書き込んだ一方の第１部分情報の暗号文を読み出してこれを復号鍵dk’を用いて復号すると共に、後述の第２記憶サーバ１０１ｃがＳＭ１０２ａに書き込んだ他方の第１部分情報の暗号文を読み出してこれを復号鍵dk’’を用いて復号して、閲覧処理を行う。閲覧処理における電力使用量の表示は、ホームサーバ１０２ｂに接続されている出力端末を利用しても良いし、家庭内システムに接続される出力端末を利用しても良い。
【００２０】
部分情報計算サーバ１０１ａは、ＳＭ１０２ａが暗号化に用いた暗号鍵ekに対応する復号鍵skを記憶しており、第１単位時間における電力使用量の暗号文をＳＭ１０２ａから読み出して、これを復号鍵skを用いて復号して、ＳＭ１０２ａが集計した第１単位時間における電力使用量z_{i,j}を得る。そして、部分情報計算サーバ１０１ａは、電力使用量z_{i,j}から、部分情報計算アルゴリズムDを用いて、複数の第１部分情報を計算する。ここでは、式１に示されるように、２つの第１部分情報が計算されるものとし、そのうち１つを一方の第１部分情報x_{i,j}と記載し、もう１つを他方の第１部分情報y_{i,j}と記載する。ここで、また、それぞれの添え字において、iとjは家庭識別情報と測定対象時間とをそれぞれ表わす。
D(z_{i,j})  =  (x_{i,j},  y_{i,j})・・・(式１)
部分情報計算サーバ１０１ａは、このように計算した複数の第１部分情報のうち一方の第１部分情報x_{i,j}を第１記憶サーバ１０１ｂに送信し、他方の第１部分情報y_{i,j}を第２記憶サーバ１０１ｃに送信する。
【００２１】
また、部分情報計算サーバ１０１ａは、ＳＭ１０２ａに書き込まれた閲覧要求依頼Req_iを第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃに送信する。
【００２２】
第１記憶サーバ１０１ｂは、第１単位時間毎に、各家庭の第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}及び家庭識別情報を受信すると、これらを時間（電力使用時間という）と対応付けて例えば補助記憶部に記憶させる。そして、複数の家庭の一方の第１部分情報が集まったら、第１記憶サーバ１０１ｂは、統合アルゴリズムA_xを用いて、これらの家庭の全ての一方の第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の一方の第２部分情報s_j  =  A_x(x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j})を計算して、これをＥＭＳ１０３に送信する。尚、複数の家庭とは、電力量計算システムに接続される家庭システム１０２の全てであっても良いし、これらのうちの一部であっても良い。
【００２３】
また、第１記憶サーバ１０１ｂは、後述する課金サーバ１０４から送信された課金処理命令に応じて、各家庭について家庭識別情報に対応した一方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を補助記憶部から読み出して、統合アルゴリズムA_x’を用いて、複数の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の一方の第３部分情報「u_i  =  A_x’(x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m})」を計算して、これを課金サーバ１０４に送信する。第２単位時間とは、課金処理単位をあらわし、例えば１ヶ月などとなる。また、第２単位時間はm個の第１単位時間からなる。第２単位時間に属する第１部分情報とは、例えば、第１部分情報の計算元の電力使用量が集計された期間として、第２単位時間の開始時間から第２単位時間の終了時間までの間の電力使用時間が対応付けられている第１部分情報のことである。
【００２４】
また、第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号化鍵ek’を記憶しており、部分情報計算サーバ１０１ａから送信された閲覧要求依頼Req_iに応じて、当該閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している一方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’で暗号化することにより、暗号文c_i’を計算しこれをＳＭ１０２ａに書き込む。
【００２５】
第２記憶サーバ１０１ｃは、第１単位時間毎に、各家庭の他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}を受信すると、これらを時間（電力使用時間）に対応付けて例えば補助記憶部に記憶させる。そして、複数の家庭の他方の第１部分情報が集まったら、第２記憶サーバ１０１ｃは、統合アルゴリズムA_yを用いて、これらの家庭の全ての他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の他方の第２部分情報「t_j  =  A_y(y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j})を計算して、これをＥＭＳ１０３に送信する。
【００２６】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、後述する課金サーバ１０４から送信された課金処理命令に応じて、各家庭について家庭識別情報に対応した他方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を補助記憶部から読み出して、統合アルゴリズムA_y’を用いて、複数の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の他方の第３部分情報「v_i  =  A_y’(y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m})」を計算して、これを課金サーバ１０４に送信する。
【００２７】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号化鍵ek’’を記憶しており、部分情報計算サーバ１０１ａから送信された閲覧要求依頼Req_iに応じて、当該閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している他方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’で暗号化することにより、暗号文c_i’を計算しこれをＳＭ１０２ａに書き込む。
【００２８】
ＥＭＳ１０３は、電力量計算システムに家庭システム１０２が接続される家庭の全て又は一部の第１単位時間における電気使用量の総量（電気使用総量）に基づいて、電力制御を行う。電力制御とは、例えば、電力使用総量が上限閾値を超えている場合には、電力の使用の抑制を要求する制御信号をＳＭ１０２ａやホームサーバ１０２ｂに送信したり、電力使用総量が下限閾値を下回っている場合には、蓄電池に充電したりすることである。この電力使用総量を得るために、ＥＭＳ１０３は、第１単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂから送信された一方の第２部分情報s_jと第２記憶サーバ１０１ｃから送信された他方の第２部分情報t_jを受信すると、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、複数の第２部分情報s_j，t_jを統合して、上述の複数の家庭の第１単位時間における電力使用量の総量（電力使用総量）「Σ_{i=1}^n  z{i,j}  =  D^{-1}(s_j,t_j)」を復元する。
【００２９】
課金サーバ１０４は、各家庭に対して電気使用量に基づいて課金処理を行う。具体的には、課金サーバ１０４は、第２単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃに対して課金処理の実行を命令する課金処理命令を送信し、当該課金処理命令に応じて第１記憶サーバ１０１ｂから受信した一方の第３部分情報u_i及び第２記憶サーバ１０１ｃから受信した他方の第３部分情報v_iを復元アルゴリズムD^{-1}を用いて統合して、各家庭の第２単位時間における電力使用総量Σ_{j=1}^m  z{i,j}  =  D^{-1}(u_i,v_i)を復元してこれに基づいて、各家庭に対する課金処理を行う。
【００３０】
ここで、部分情報計算アルゴリズムD、統合アルゴリズムA_x,  A_x’,  A_y,  A_y’及び復元アルゴリズムD^{-1}の例について説明する。部分情報計算アルゴリズムDは、例えば、zを入力として、ランダムにxを生成してy=z-xとし、(x,y)を出力する。このとき、統合アルゴリズムA_x，A_x’，A_y，A_y’は、A_x(w_1,w_2,…,w_k)  =  A_x’(w_1,w_2,…,w_k)  =  Σ_{i=1}^k  w_i,  A_y(r_1,r_2,…,r_l)  =  A_y’(r_1,r_2,…,r_l)  =  Σ_{i=1}^l  r_iを出力する。復元アルゴリズムD^{-1}は、D^{-1}(w,r)  =  w+rを出力する。この例の部分情報計算アルゴリズムDで計算される部分情報は、電気使用量が複数に分割したものになり、統合アルゴリズムA_x，A_x’，A_y，A_y’により復元される電気使用量は、部分情報を足し合わせることにより統合されたものとなる。
【００３１】
この部分情報計算アルゴリズムDにおいて、xを0以上z以下の値としてランダムに生成する場合には、yが非負の値となる。このとき、zの値が小さい場合にはxとyの値も小さくなるが、zの値が大きい場合にはxとyの値が大きくなることがある。したがって、xとyの値からzの値の情報を得ることができ、zの値の秘匿が不十分となることがある。xとして負の値やzより大きな値を選ぶことで、zの値をさらに秘匿することができる。
【００３２】
また、十分に大きな値bに対し、bの剰余を用いるアルゴリズムを構成することもできる。部分情報計算アルゴリズムDは、zを入力として、0以上b未満の値xをランダムに生成して、y  =  z-x  mod  bを出力する。統合アルゴリズムA_x，A_x’，A_yおよびA_y’は、A_x(w_1,w_2,…,w_k)  =  A_x’(w_1,w_2,…,w_k)  =  Σ_{i=1}^k  w_i  mod  b,  A_y(r_1,r_2,…,r_l)  =  A_y’(r_1,r_2,…,r_l)  =  Σ_{i=1}^l  r_i  mod  bを出力する。復元アルゴリズムD^{-1}は、D^{-1}(w,r)  =  w+r  mod  bを出力する。
【００３３】
次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。まず、電力使用総量計算処理の手順について図２を用いて説明する。ホームサーバ１０２ｂは、自身に接続された電気機器１０２ｃの電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに書き込む（ステップＳ１）。電気機器１０２ｄも同様に、自身の電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに書き込む。ＳＭ１０２ａは、書き込まれた電気機器１０２ｃ，１０２ｄの電力使用量z_{i,j}を第１単位時間毎に集計する(ステップＳ２)。ＳＭ１０２ａが機械的に電力使用量を計測する場合には、ステップＳ１は省略され、ステップＳ２でＳＭ１０２ａは機械的に計測した電力使用量を集計する。次いで、ＳＭ１０２ａは、暗号化鍵ekで電力使用量z_{i,j}を暗号化して暗号文「c_{i,j}  =  Enc_{ek}(z_{i,j})」を計算し、暗号文c_{i,j}を記憶する(ステップＳ３)。暗号文c_{i,j}は例えば主記憶部に記憶される。
【００３４】
部分情報計算サーバ１０１ａは、ＳＭ１０２ａが記憶する暗号文c_{i,j}を第１単位時間に少なくとも一度読み出す(ステップＳ４)。このとき、部分情報計算サーバ１０１ａは、家庭システム１０２に付与された家庭識別情報もＳＭ１０２ａから読み出す。そして、部分情報計算サーバ１０１ａは、暗号化鍵ekに対応する復号鍵skを用いて暗号文c_{i,j}を復号して、第１単位時間における当該家庭の電力使用量z_{i,j}を得る(ステップＳ５)。この値は家庭識別情報と対応付けられて例えば主記憶部に記憶される。部分情報計算サーバ１０１ａは、部分情報計算アルゴリズムDを用いて、第１単位時間における当該家庭の電力使用量の複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を計算し（ステップＳ６）、ステップＳ５で得た電力使用量z_{i,j}を主記憶部から削除する(ステップＳ７)。計算した複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}の値は家庭識別情報と対応付けられて例えば主記憶部に記憶される。部分情報計算サーバ１０１ａは、一方の第１部分情報x_{i,j}を家庭識別情報と共に第１記憶サーバ１０１ｂに送信し、他方の第１部分情報y_{i,j}を家庭識別情報と共に第２記憶サーバ１０１ｃに送信する（ステップＳ８）。その後、部分情報計算サーバ１０１ａは、複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を主記憶部から削除する。
【００３５】
第１記憶サーバ１０１ｂは、第１単位時間毎に、各家庭の一方の第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}及び家庭識別情報を受信すると（ステップＳ９）、これらを時間（電力使用時間）と対応付けて例えば補助記憶部に記憶させる。そして、複数の家庭の第１部分情報が集まったら、第１記憶サーバ１０１ｂは、統合アルゴリズムA_xを用いて、これらの家庭の全ての第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の一方の第２部分情報s_j  =  A_x(x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j})を計算する(ステップＳ１０)。一方の第２部分情報の値は例えば主記憶部に記憶される。第１記憶サーバ１０１ｂは、ステップＳ１０で計算した一方の第２部分情報s_jをＥＭＳ１０３に送信する(ステップＳ１１)。尚、ステップＳ１１の後、第１記憶サーバ１０１ｂは、一方の第２部分情報s_jを主記憶部から削除しても良い。
【００３６】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、第１単位時間毎に、複数の家庭の他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}を受信すると(ステップＳ１２)、これらを時間（電力使用時間）と対応付けて例えば補助記憶部に記憶させる。そして、第２記憶サーバ１０１ｃは、統合アルゴリズムA_yを用いて、これらの家庭の全ての他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の他方の第２部分情報「t_j  =  A_y(y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j})を計算する(ステップＳ１３)。他方の第２部分情報の値は例えば主記憶部に記憶される。第２記憶サーバ１０１ｃは、ステップＳ１３で計算した他方の第２部分情報t_j  をＥＭＳ１０３に送信する(ステップＳ１４)。尚、ステップＳ１４Ｂの後、第２記憶サーバ１０１ｃは、他方の第２部分情報t_jを主記憶部から削除しても良い。
【００３７】
ＥＭＳ１０３は、第１単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂから送信された一方の第２部分情報s_jと第２記憶サーバ１０１ｃから送信された他方の第２部分情報t_jを受信すると、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、複数の第２部分情報s_j，t_jを統合して、上述の複数の家庭の第１単位時間における電力使用量の総量（電力使用総量）Σ_{i=1}^n  z{i,j}  =  D^{-1}(s_j,t_j)を復元する(ステップＳ１５)。即ち、ＥＭＳ１０３は、一方の第２部分情報及び他方の第２部分情報を統合することにより、第１単位時間における複数の各家庭の第１部分情報を統合してこれらを合算することになり、この結果、第１単位時間における複数の家庭の電力使用総量を得る。受信した第２部分情報s_j，t_jや、復元した電力使用総量は例えば主記憶部に記憶される。ＥＭＳ１０３は、ステップＳ１５で復元した全家庭での第１単位時間における電力使用総量に基づいて、電力制御を行う(ステップＳ１６)。そして、ＥＭＳ１０３は、電力制御を行った後、複数の第２部分情報s_j，t_j及び電力使用総量Σ_{i=1}^n  z{i,j}を主記憶部から削除しても良い。
【００３８】
次に、電力使用量計算システムの行う課金システム処理の手順について説明する。上述の図２を用いて説明した電力使用総量計算処理が実行されると、第１記憶サーバ１０１ｂが各家庭の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶し、第２記憶サーバ１０１ｃが各家庭の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶している。このとき、課金サーバ１０４が第２単位時間毎に各家庭の電力使用量に応じて課金処理を行う。この課金処理を含む課金システム処理の手順について図３を用いて説明する。まず、課金サーバ１０４は、第２単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃに対して課金システム処理の実行を命令する課金処理命令を送信する(ステップＳ２０)。尚、課金処理命令の送信は、課金サーバ１０４からではなく、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃから課金サーバ１０４に対して送信されるようにしても良い。
【００３９】
第１記憶サーバ１０１ｂは、課金処理命令を受信すると、各家庭について家庭識別情報に対応した一方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を補助記憶部から読み出して、統合アルゴリズムA_x’を用いて、複数の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の一方の第３部分情報「u_i  =  A_x’(x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m})」を計算する(ステップＳ２１)。この一方の第３部分情報の値は例えば主記憶部に記憶される。第１記憶サーバ１０１ｂは、ステップＳ２１で計算した一方の第３部分情報u_iを課金サーバ１０４に送信する(ステップＳ２２)。尚、第１記憶サーバ１０１ｂは、一方の第３部分情報u_iを計算して所定の時間が経過した後、各家庭の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を補助記憶部から削除しても良い。ここで、所定の時間とは、後述するＳＭ１０２ａからの電力使用量の閲覧要求を受け付ける期間であり、例えば３ヶ月などである。また、第１記憶サーバ１０１ｂは、ステップＳ２２の後、一方の第３部分情報u_iを主記憶部から削除しても良い。
【００４０】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、課金処理命令を受信すると、各家庭について家庭識別情報に対応した他方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を補助記憶部から読み出して、統合アルゴリズムA_y’を用いて、複数の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の他方の第３部分情報「v_i  =  A_y’(y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m})」を計算する(ステップＳ２３)。他方の第３部分情報の値は例えば主記憶部に記憶される。第２記憶サーバ１０１ｃは、ステップＳ２３で計算した他方の第３部分情報v_iを課金サーバ１０４に送信する(ステップＳ２４)。尚、第２記憶サーバ１０１ｃは、他方の第３部分情報v_iを計算して所定の時間が経過した後、各家庭の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を補助記憶部から削除しても良い。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、ステップＳ２３の後、他方の第３部分情報v_iを主記憶部から削除しても良い。
【００４１】
課金サーバ１０４は、第２単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂから送信された一方の第３部分情報u_i及び第２記憶サーバ１０１ｃから送信された他方の第３部分情報v_iを受信すると、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、複数の第３部分情報u_i，v_iを統合して、各家庭の第２単位時間における電力使用総量「Σ_{j=1}^m  z{i,j}  =  D^{-1}(u_i,v_i)」を復元する(ステップＳ２５)。即ち、課金サーバ１０４は、家庭毎に、一方の第３部分情報及び他方の第３部分情報を統合することにより、第２単位時間に属する複数の第１部分情報を統合してこれらを合算することになり、この結果、第２単位時間における各家庭の電力使用総量を得ることができる。課金サーバ１０４は、ステップＳ２５で復元した電力使用総量に基づいて、各家庭に対する課金処理を行う(ステップ２６)。
【００４２】
次に、電力使用量計算システムが行う閲覧要求処理の手順について説明する。上述の図２を用いて説明した電力使用総量計算処理が実行されると、第１記憶サーバ１０１ｂが各家庭の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶し、第２記憶サーバ１０１ｃが各家庭の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶している。このとき、家庭システム１０２がＭＤＭＳ１０１に対して電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求依頼を生成する。閲覧要求依頼Req_iは、家庭システム１０２に付与された識別子及び電気使用量の閲覧を希望する期間（閲覧希望期間という）を含んでいる。この閲覧要求依頼に応じた閲覧要求処理の手順について図４を用いて説明する。
【００４３】
家庭システム１０２のホームサーバ１０２ｂは、ＳＭ１０２ａに電力使用量の閲覧を要求する閲覧要求依頼Req_iを書き込む(ステップＳ３０)。この結果、閲覧要求依頼Req_iがＳＭ１０２ａに記憶される(ステップＳ３１)。部分情報計算サーバ１０１ａは、図２のステップＳ４に示す通り、第１単位時間に少なくとも一度ＳＭ１０２ａから第１単位時間における電力使用量の暗号文を読み出すが、このとき、ＳＭ１０２ａに閲覧要求依頼Req_iが記憶されているか否かを判定する(ステップＳ３２)。部分情報計算サーバ１０１ａは、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていないと判定した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、閲覧要求処理を終了し、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていると判定した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、当該閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから読み出してこれを主記憶部に記憶する(ステップＳ３３)。尚、ステップＳ３３の後、部分情報計算サーバ１０１ａは、閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから削除しても良い。次に、部分情報計算サーバ１０１ａは、閲覧要求依頼Req_iを第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃに送信する(ステップＳ３４)。尚、その後、部分情報計算サーバ１０１ａは、閲覧要求依頼Req_iを主記憶部から削除しても良い。
【００４４】
第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iを受信すると、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している一方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’で暗号化することにより、暗号文c_i’を計算する(ステップＳ３５)。計算した暗号文c_i’は例えば主記憶部に記憶される。第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号文c_i’をＳＭ１０２ａに書き込む(ステップＳ３６)。この結果、暗号文c_i’がＳＭ１０２ａに記憶される(ステップＳ３９)。尚、暗号文c_i’の書き込みは、ネットワーク１０６を介して行うようにしても良いし、部分情報計算サーバ１０１ａ及びネットワーク１０６を介して行っても良い。また、ステップＳ３６の後、第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号文c_i’を主記憶部から削除しても良い。
【００４５】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iを受信すると、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している他方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’’で暗号化することにより、暗号文c_i’’を計算する(ステップＳ３７)。計算した暗号文c_i’’は例えば主記憶部に記憶される。第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号文c_i’’をＳＭ１０２ａに書き込む(ステップＳ３８)。この結果、暗号文c_i’’がＳＭ１０２ａに記憶される(ステップＳ４０)。尚、暗号文c_i’’の書き込みは、ネットワーク１０６を介して行うようにしても良いし、部分情報計算サーバ１０１ａ及びネットワーク１０６を介して行っても良い。また、ステップＳ３８の後、第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号文c_i’’を主記憶部から削除しても良い。
【００４６】
ホームサーバ１０２ｂは、図２のステップＳ１に示した通り、電気機器１０２ｃの電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに書き込むが、このとき、暗号文c_i’及び暗号文c_i’’がＳＭ１０２ａに記憶されているか否かを判定する(ステップＳ４１)。ＳＭ１０２ａが機械的に電力使用量を計測し、ステップＳ１が省略される場合には、ホームサーバ１０２ｂは、ステップＳ３０で閲覧要求を行った後、所定の間隔で暗号文c_i’及び暗号文c_i’’がＳＭ１０２ａに記憶されているか否かを判定しても良い。ホームサーバ１０２ｂは、暗号文c_i’及び暗号文c_i’’がＳＭ１０２ａに記憶されていないと判定した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、閲覧要求処理を終了し、暗号文c_i’及び暗号文c_i’’がＳＭ１０２ａに記憶されていると判定した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、暗号文c_i’及び暗号文c_i’’をＳＭ１０２ａから読み出す。そして、ホームサーバ１０２ｂは、暗号化鍵ek’に対応する復号鍵dkを用いて、暗号文c_i’を復号すると共に、暗号化鍵ek’’に対応する復号鍵dk’’を用いて、暗号文c_i’’を復号して、閲覧要求依頼に含まれる家庭識別情報に対応し且つ閲覧要求期間内の一方の第１部分情報x_{i,1},x_{i,2},…,x_{i,l}及び他方の第１部分情報y_{i,1},y_{i,2},…,y_{i,l}を得る(ステップＳ４２)。ホームサーバ１０２ｂは、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、各j=1,2,…,lについて複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を統合して、閲覧要求期間における電力使用量z_{i,j}  =  D^{-1}(x_{i,j},v_{i,j})を復元する(ステップＳ４３)。ホームサーバ１０２ｂは、例えば電力使用量を表示部に表示させるなどの閲覧処理を行った後、閲覧要求処理を終了する。尚、ホームサーバ１０２ｂは、ステップＳ４３の後、暗号文c_i’，c_i’’をＳＭ１０２ａから削除しても良い。また、部分情報計算サーバ１０１ａが要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから削除しない場合には、ホームサーバ１０２ｂが要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから削除しても良い。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、各家庭の第１単位時間における電力使用量は第１部分情報として、ＭＤＭＳ１０１の複数の記憶サーバ１０１ｂ，１０１ｃに分散して記憶される。従って、一部の記憶サーバの管理者及び一部の記憶サーバに侵入した不正なユーザに対しても、各家庭の電力使用量が漏洩することはないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。即ち、記憶サーバの管理者及び一部の記憶サーバに侵入した不正なユーザが各家庭の第１単位時間毎の電力使用量を見ることができず、時間に応じて在宅しているか否かや活動の様子などを推測することができないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。
【００４８】
また、本実施の形態においては、アプリケーションサーバとして電力制御を行うための第１単位時間における全家庭での電力使用総量を計算するＥＭＳ１０３を用いたが、ＭＤＭＳ１０１の複数の記憶サーバ１０１ｂ，１０１ｃは、各家庭の第１単位時間における電力使用量の部分情報から全家庭での第１単位時間における電力使用量について複数の第２部分情報を計算し、その結果をＥＭＳ１０３に送信する。その結果、ＥＭＳ１０３は、全家庭での第１単位時間における電力使用総量を復元することはできるが、各家庭の第１単位時間における電力使用量を計算することはできないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。
【００４９】
また、アプリケーションサーバとして各家庭の課金処理を行うための第２単位時間における各家庭の電力使用の総量を計算する課金サーバ１０４を用いたが、ＭＤＭＳ１０１の複数の記憶サーバ１０１ｂ，１０１ｃは、各家庭の第１単位時間における電力使用量の部分情報から各家庭の第２単位時間における電力使用量について複数の第３部分情報を計算し、その結果を課金サーバ１０４に送信する。その結果、課金サーバ１０４は各家庭の第２単位時間における電力使用総量を復元することはできるが、各家庭の第１単位時間における電力使用量を計算することはできないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。
【００５０】
[第２の実施の形態]
次に、電力使用量計算システムの第２の実施の形態について説明する。なお、上述の第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を使用して説明したり、説明を省略したりする。
【００５１】
図５は、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、本実施の形態においては、ＭＤＭＳ１０１は、第１記憶サーバ１０１ｂと、第２記憶サーバ１０１ｃとを有するが、部分情報計算サーバ１０１ａを有さない。本実施の形態においては、上述した部分情報計算サーバ１０１ａの機能を、家庭システム１０２のホームサーバ１０２ｂが有する。家庭システム１０２のＳＭ１０２ａ及び電気機器１０２ｃ，１０２ｄと、ＥＭＳ１０３と、課金サーバ１０４とは上述の第１の実施の形態と略同様である。次に、ホームサーバ１０２ｂ、ＳＭ１０２ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃについて上述の第１の実施の形態と異なる点を各々説明する。
【００５２】
ホームサーバ１０２ｂは、第１単位時間毎に、家庭システム１０２の有する電気機器１０２ｃ，１０２ｄの電力使用量z_{i,j}から、部分情報計算アルゴリズムDを用いて、複数の第１部分情報を計算する。ここでも、２つの第１部分情報が計算されるものとし、そのうち１つを一方の第１部分情報と記載し、もう１つを他方の第１部分情報と記載する。尚、ホームサーバ１０２ｂは、配下にない電気機器１０２ｄの第１単位時間における電力使用量を把握できないため、第１単位時間における電力使用量z_{i,j}の暗号文をＳＭ１０２ａから読み出す。この暗号文を復号するための復号鍵skをホームサーバ１０２ｂは記憶している。その他、暗号化鍵ek_1，ek_2をホームサーバ１０２ｂは記憶している。そして、ホームサーバ１０２ｂは、一方の第１部分情報を暗号化鍵ek_1で暗号化してこれをＳＭ１０２ａに書き込み、他方の第１部分情報を暗号化鍵ek_2で暗号化してこれをＳＭ１０２ａに書き込む。
【００５３】
ＳＭ１０２ａは、第１閲覧要求依頼読み出しフラグと、第２閲覧要求依頼読み出しフラグとを記憶している。第１閲覧要求依頼読み出しフラグは、第１記憶サーバ１０１ｂが閲覧要求依頼Req_iを読み出したか否かを示すものであり、初期値は「０」であって、第１記憶サーバ１０１ｂが閲覧要求依頼Req_iを読み出したときにその値が「１」に更新される。第２閲覧要求依頼読み出しフラグは、第２記憶サーバ１０１ｃが閲覧要求依頼Req_iを読み出したか否かを示すものであり、初期値は「０」であって、第２記憶サーバ１０１ｃが閲覧要求依頼Req_iを読み出したときにその値が「１」に更新される。
【００５４】
第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号化鍵ek_1に対応する復号鍵sk_1を記憶しており、一方の第１部分情報が暗号化された暗号文をＳＭ１０２ａから読み出してこれを復号鍵sk_1で復号することにより、一方の第１部分情報を得てこれを家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶する。また、第１記憶サーバ１０１ｂは、上述した閲覧要求依頼がＳＭ１０２ａに記憶されているか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合、第２記憶サーバ１０１ｃが当該閲覧要求依頼を読み出したか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合に、当該閲覧要求依頼に応じた一方の第１部分情報を読み出して、これを暗号化した暗号文を計算して、当該暗号文をＳＭ１０２ａに書き込む。第２記憶サーバ１０１ｃが当該閲覧要求依頼を読み出したか否かは、第２閲覧要求依頼読み出しフラグの値を参照することにより判定することができる。また、第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼をＳＭ１０２ａから読み出した後、ＳＭ１０２ａに記憶されている第１閲覧要求依頼読み出しフラグの値を「１」に更新する。
【００５５】
第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号化鍵ek_2に対応する復号鍵sk_2を記憶しており、他方の第１部分情報が暗号化された暗号文をＳＭ１０２ａから読み出してこれを復号鍵sk_2で復号することにより、他方の第１部分情報を得てこれを家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶する。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、上述した閲覧要求依頼がＳＭ１０２ａに記憶されているか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合、第１記憶サーバ１０１ｂが当該閲覧要求依頼を読み出したか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合に、当該閲覧要求依頼に応じた他方の第１部分情報を読み出して、これを暗号化した暗号文を計算して、当該暗号文をＳＭ１０２ａに書き込む。第１記憶サーバ１０１ｂが当該閲覧要求依頼を読み出したか否かは、第１閲覧要求依頼読み出しフラグの値を参照することにより判定することができる。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼をＳＭ１０２ａから読み出した後、ＳＭ１０２ａに記憶されている第２閲覧要求依頼読み出しフラグの値を「１」に更新する。
【００５６】
次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。課金システム処理の手順については上述の第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。まず、電力使用総量計算処理の手順について図６を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ３は上述の第１の実施の形態と同様である。ステップＳ４Ａでは、ホームサーバ１０２ｂが、ＳＭ１０２ａが記憶する暗号文c_{i,j}を第１単位時間に少なくとも一度読み出す。そして、ホームサーバ１０２ｂは、暗号化鍵ekに対応する復号鍵skを用いて暗号文c_{i,j}を復号して、第１単位時間における当該家庭の電力使用量z_{i,j}を得る(ステップＳ５Ａ)。この値は識別情報と対応付けられて例えば主記憶部に記憶される。尚、ホームサーバ１０２ｂは、部分情報計算アルゴリズムDを用いて、第１単位時間における当該家庭の電力使用量について複数の第１部分情報x_{i,j},y_{i,j}を計算する(ステップＳ６Ａ)。尚、ステップＳ６Ａの後、ホームサーバ１０２ｂは、電力使用量z_{i,j}を主記憶部から削除するようにしても良い。計算した複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}の値は識別情報と対応付けられて例えば主記憶部に記憶される。ホームサーバ１０２ｂは、一方の第１部分情報x_{i,j}を暗号化鍵ek_1で暗号化して暗号文「c_{1,i,j}  =  Enc_{ek_1}(x_{i,j})」を計算する。また、ホームサーバ１０２ｂは、他方の第１部分情報y_{i,j}を暗号化鍵ek_2で暗号化して暗号文c_{2,i,j}  =  Enc_{ek_2}(y_{i,j})を計算する(ステップＳ６０)。ここで、c_{k,i,j}は、k=1,2について、第k記憶サーバが受信すべき暗号文を表す。尚、第k記憶サーバを識別するためのサーバ識別情報が第k記憶サーバに付与されるようにし、暗号文には、サーバ識別情報も付加されるようにしても良い。そして、ホームサーバ１０２ｂは、暗号文c_{1,i,j}，c_{2,i,j}をＳＭ１０２ａに書き込む(ステップＳ６１)。この結果、暗号文c_{1,i,j}，c_{2,i,j}がＳＭ１０２ａに記憶される(ステップＳ６２)。
【００５７】
第１記憶サーバ１０１ｂは、第１単位時間毎に、暗号文c_{1,i,j}及び家庭識別情報をＳＭ１０２ａから読み出す(ステップＳ６３)。その後、第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号文c_{1,i,j}をＳＭ１０２ａから削除しても良い。その後、ステップＳ１０では、第１記憶サーバ１０１ｂは、暗号化鍵ek_1に対応する復号鍵dk_1を用いて暗号文c_{1,i,j}を復号して、一方の第１部分情報x_{i,j}を得てこれを家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶する。ステップＳ１１では、第１記憶サーバ１０１ｂは、第１単位時間毎に、複数の家庭の一方の第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}が集まったら、統合アルゴリズムA_xを用いて、これらの家庭の全ての一方の第１部分情報x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の一方の第２部分情報「s_j  =  A_x(x_{1,j},  x_{2,j},…,  x_{n,j})」を計算する。
【００５８】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、第１単位時間毎に、暗号文c_{2,i,j}及び家庭識別情報をＳＭ１０２ａから読み出す(ステップＳ６６)。その後、第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号文c_{2,i,j}をＳＭ１０２ａから削除しても良い。ステップＳ１３では、第２記憶サーバ１０１ｃは、暗号化鍵ek_2に対応する復号鍵dk_1を用いて暗号文c_{2,i,j}を復号して、他方の第１部分情報y_{i,j}を得てこれを家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶する。ステップＳ１４では、第２記憶サーバ１０１ｃは、第１単位時間毎に、複数の家庭の他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}が集まったら、統合アルゴリズムA_xを用いて、これらの家庭の全ての他方の第１部分情報y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j}を統合することにより、これらの家庭の全ての第１単位時間における電力使用量の他方の第２部分情報「t_j  =  A_y(y_{1,j},  y_{2,j},…,  y_{n,j})」を計算する。ステップＳ１５〜Ｓ１６は上述の第１の実施の形態と同様である。
【００５９】
次に、電力使用量計算システムが行う閲覧要求処理の手順について図７を用いて説明する。ステップＳ３０〜Ｓ３１は上述の第１の実施の形態と同様である。第１記憶サーバ１０１ｂは、図６のステップＳ６３に示す通り、第１単位時間に少なくとも一度ＳＭ１０２ａから一方の第１部分情報の暗号文を読み出すが、このとき、ＳＭ１０２ａに閲覧要求依頼Req_iが記憶されているか否かを判定する(ステップＳ８０)。第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていないと判定した場合（ステップＳ８０：ＮＯ）、閲覧要求処理を終了し、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていると判定した場合（ステップＳ８０：ＹＥＳ）、当該閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから読み出してこれを主記憶部に記憶する(ステップＳ８１)。尚、ステップＳ８１の後、第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iを読み出したことを示すよう、ＳＭ１０２ａに記憶されている第１閲覧要求依頼読み出しフラグの値を「１」に更新する。次いで、第１記憶サーバ１０１ｂは、ＳＭ１０２ａに記憶された第２閲覧要求依頼読み出しフラグの値を参照して、第２記憶サーバ１０１ｃが閲覧要求依頼を読み出したか否かを判定する（ステップＳ８２）。第２記憶サーバ１０１ｃが閲覧要求依頼を読み出したと判定した場合（ステップＳ８２：ＹＥＳ）、第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している一方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’で暗号化することにより、暗号文c_i’を計算する(ステップＳ８３)。尚、この場合、第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iを主記憶部から削除し、第１閲覧要求依頼読み出しフラグ及び第２閲覧要求依頼読み出しフラグを初期化しても良い。ステップＳ３６は上述の第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
第２記憶サーバ１０１ｃは、第１単位時間に少なくとも一度ＳＭ１０２ａから他方の第１部分情報の暗号文を読み出すが、このとき、ＳＭ１０２ａに閲覧要求依頼Req_iが記憶されているか否かを判定する(ステップＳ８４)。第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていないと判定した場合（ステップＳ８４：ＮＯ）、閲覧要求処理を終了し、閲覧要求依頼Req_iが記憶されていると判定した場合（ステップＳ８４：ＹＥＳ）、当該閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから読み出してこれを主記憶部に記憶する(ステップＳ８５)。尚、ステップＳ８５の後、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iを読み出したことを示すよう、ＳＭ１０２ａに記憶されている第２閲覧要求依頼読み出しフラグの値を「１」に更新する。次いで、第２記憶サーバ１０１ｃは、ＳＭ１０２ａに記憶された第１閲覧要求依頼読み出しフラグの値を参照して、第１記憶サーバ１０１ｂが閲覧要求依頼を読み出したか否かを判定する（ステップＳ８６）。第１記憶サーバ１０１ｂが閲覧要求依頼を読み出したと判定した場合（ステップＳ８６：ＹＥＳ）、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している他方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を読み出して、これらを暗号化鍵ek’’で暗号化することにより、暗号文c_i’’を計算する(ステップＳ８７)。尚、この場合、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iを主記憶部から削除し、第１閲覧要求依頼読み出しフラグ及び第２閲覧要求依頼読み出しフラグを初期化しても良い。ステップＳ３８〜Ｓ４３は上述の第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
以上のような構成によっても、上述の第１の実施の形態と同様にして、各家庭の第１単位時間における電力使用量は、ＭＤＭＳ１０１の複数の記憶サーバ１０１ｂ，１０１ｃに分散して記憶されるため、各家庭のプライバシーを保護することができる。また、ＥＭＳ１０３に対しても、全家庭での第１単位時間における電力使用総量を復元可能にしつつ、各家庭の第１単位時間における電力使用量を隠蔽することにより、各家庭のプライバシーを保護することができる。また、課金サーバ１０４に対しても、各家庭の第２単位時間における電力使用総量を復元可能にしつつ、各家庭の第１単位時間における電力使用量を隠蔽することにより、各家庭のプライバシーを保護することができる。
【００６２】
[第３の実施の形態]
次に、電力使用量計算システムの第３の実施の形態について説明する。なお、上述の第１の実施の形態又は第２の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を使用して説明したり、説明を省略したりする。
【００６３】
本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成は、第２の実施の形態で用いた図５に示されるものと略同様である。上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態においては、ＳＭ１０２ａは、自身に記憶された情報を第１記憶サーバ１０１ｂや第２記憶サーバ１０１ｃなどの外部装置によって情報の読み出しや情報の書き込みが行われる構成であった。本実施の形態においては、ＳＭ１０２ａが、所定の条件の下に、情報を自発的に送信する機能を備え、更に、暗号通信を行う機能を備える。ＳＭ１０２ａが暗号通信を行うため、ＳＭ１０２ａが送受信する第１部分情報の暗号化は必要としない。このため、ＳＭ１０２ａは、家庭システム１０２内で第１単位時間において集計した電力使用量を暗号化するための暗号鍵ekを記憶していなくても良く、第１記憶サーバ１０１ｂは、一方の第１部分情報の暗号文を復号するための復号鍵sk_1を記憶しなくても良く、第２記憶サーバ１０１ｃは、他方の第１部分情報の暗号文を復号するための復号鍵sk_2を記憶しなくても良く、ホームサーバ１０２ｂは、電力使用量z_{i,j}の暗号文を復号するための復号鍵sk、復号鍵sk_1に対応した暗号化鍵ek_1及び復号鍵sk_2に対応した暗号化鍵ek_2を記憶していなくても良い。ただし、ここでは明示しないが、ＳＭ１０２ａとの間でOpenSSLなどを用いた暗号通信を行う際には、ＳＭ１０２ａ及び当該ＳＭ１０２ａと暗号通信を行う装置は、送信する情報の暗号化及び受信した情報の復号を行うものとする。
【００６４】
次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。課金システム処理の手順については上述の第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。まず、電力使用総量計算処理の手順について図８を用いて説明する。ホームサーバ１０２ｂは、自身に接続された電気機器１０２ｃの電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに送信する（ステップＳ１００）。電気機器１０２ｄも同様に、自身の電力使用量を第１単位時間に少なくとも１度ＳＭ１０２ａに送信する。ＳＭ１０２ａは、送信された電気機器１０２ｃ，１０２ｄの電力使用量を各々受信すると（ステップＳ１０１）、第１単位時間毎に電力使用量z_{i,j}を集計する(ステップＳ１０２)。なお、ＳＭ１０２ａが機械的に電気機器１０２ｃおよび１０２ｄの電力使用量を計測する場合には、ステップＳ１００が省略され、ステップＳ１０１においてＳＭ１０２ａは機械的に計測した電力使用量を集計する。電力使用量z_{i,j}の値は例えば主記憶部に記憶される。ＳＭ１０２ａは、第１単位時間に少なくとも１度、ステップＳ１０２で集計した電力使用量z_{i,j}をホームサーバ１０２ｂに送信する（ステップＳ１０３）。尚、ステップＳ１０３の後、ＳＭ１０２ａは、電力使用量z  _{i,j}を主記憶部から削除しても良い。
【００６５】
ホームサーバ１０２ｂは、ＳＭ１０２ａから電力使用量z_{i,j}を受信すると（ステップＳ１０４）、部分情報計算アルゴリズムDを用いて、第１単位時間における当該家庭の電力使用量について複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を計算する(ステップＳ６Ａ)。複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}の値は例えば主記憶部に記憶される。そして、ホームサーバ１０２ｂは、複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}をＳＭ１０２ａに送信する(ステップＳ１０５)。尚、ステップＳ１０５の後、ホームサーバ１０２ｂは、複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を主記憶部から削除しても良い。
【００６６】
ＳＭ１０２ａは、複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}をホームサーバ１０２ｂから受信すると、一方の第１部分情報x_{i,j}を家庭識別情報と対応付けて第１記憶サーバ１０１ｂに送信し、他方の第１部分情報y_{i,j}を家庭識別情報と対応付けて第２記憶サーバ１０１ｃに送信する(ステップＳ１０６)。尚、ステップＳ１０６の後、ＳＭ１０２ａは、複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を削除しても良い。
【００６７】
第１記憶サーバ１０１ｂは、一方の第１部分情報x_{i,j}及び家庭識別情報をＳＭ１０２ａから受信すると（ステップＳ１０７）、一方の第１部分情報x_{i,j}と家庭識別情報及び電力使用時間とを対応付けて補助記憶部に記憶する。ステップＳ１０〜Ｓ１１は上述の第２の実施の形態と同様である。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、他方の第１部分情報y_{i,j}及び家庭識別情報をＳＭ１０２ａから受信すると（ステップＳ１０８）、他方の第１部分情報y_{i,j}と家庭識別情報及び電力使用時間とを対応付けて補助記憶部に記憶する。ステップＳ１３〜Ｓ１６は上述の第２の実施の形態と同様である。
【００６８】
次に、電力使用量計算システムが行う閲覧要求処理の手順について図９を用いて説明する。ホームサーバ１０２ｂは、上述の閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａに送信する(ステップＳ１２０)。ＳＭ１０２ａは、閲覧要求依頼Req_iをホームサーバ１０２ｂから受信すると、これを第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃに送信する(ステップＳ１２１)。第１記憶サーバ１０１ｂは、閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから受信すると(ステップＳ１２２)、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している一方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}を読み出して、これらをＳＭ１０２ａに送信する(ステップＳ１２３)。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、閲覧要求依頼Req_iをＳＭ１０２ａから受信すると(ステップＳ１２４)、閲覧要求依頼Req_iに含まれる家庭識別情報に対応して記憶している他方の第１部分情報のうち閲覧要求期間内の電力使用時間に対応する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を読み出して、これらをＳＭ１０２ａに送信する(ステップＳ１２５)。
【００６９】
ＳＭ１０２ａは、第１記憶サーバ１０１ｂから送信された一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}及び第２記憶サーバ１０１ｃから送信された他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を受信するとこれらを例えば主記憶部に記憶させ、これらをホームサーバ１０２ｂに送信する(ステップＳ１２６)。尚、ステップＳ１２６の後、ＳＭ１０２ａは、一方の第１部分情報及び他方の第１部分情報を主記憶部から削除しても良い。一方、ホームサーバ１０２ｂは、ＳＭ１０２ａから送信された一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,l}及び他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,l}を受信すると、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、各j=1,2,…,lについて複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を統合して、閲覧要求期間における電力使用量z_{i,j}  =  D^{-1}(x_{i,j},v_{i,j})を復元する(ステップＳ１２７)。
【００７０】
以上のような構成によっても、上述の第１の実施の形態又は第２の実施の形態と同様にして、各家庭の第１単位時間における電力使用量は、ＭＤＭＳ１０１の複数の記憶サーバ１０１ｂ，１０１ｃに分散して記憶されるため、各家庭のプライバシーを保護することができる。また、ＥＭＳ１０３に対しても、全家庭での第１単位時間における電力使用総量を復元可能にしつつ、各家庭の第１単位時間における電力使用量を隠蔽することにより、各家庭のプライバシーを保護することができる。また、課金サーバ１０４に対しても、各家庭の第２単位時間における電力使用総量を復元可能にしつつ、各家庭の第１単位時間における電力使用量を隠蔽することにより、各家庭のプライバシーを保護することができる。
【００７１】
[変形例]
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００７２】
上述した各実施の形態において、部分情報計算サーバ１０１ａ、第１記憶サーバ１０１ｂ、第２記憶サーバ１０１ｃ、ＳＭ１０２ａ、ホームサーバ１０２ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のうち少なくとも１つで実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該各種プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供するように構成しても良い。
【００７３】
上述した各実施の形態においては、ＭＤＭＳ１０１は、２つの記憶サーバ（第１記憶サーバ１０１ｂ，第２記憶サーバ１０１ｃ）を備えるようにしたが、３つ以上の記憶サーバを備えるようにしても良い。この場合、部分情報計算サーバ１０１ａあるいはホームサーバ１０２ｂは、ＳＭ１０２ａで集計された第１単位時間における電力使用量から３つ以上の第１部分情報を計算し、各第１部分情報を３つ以上の記憶サーバに分散して記憶させるようにしても良い。また、第１単位時間における電力使用量から計算された第１部分情報は、複数の記憶サーバの全てではなく、一部に分散されて記憶される構成であっても良い。また、ＭＤＭＳ１０１の部分情報計算サーバ１０１ａと複数の記憶サーバとは同一の場所にある必要はなく、ネットワーク１０６を介して接続されても良く、異なる事業者によって管理されていても良い。
【００７４】
また、上述した各実施の形態においては、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃと、部分情報計算サーバ１０１ａとの通信や、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃと、課金サーバ１０４との間の通信や、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃとＥＭＳ１０３との間の通信や、ＳＭ１０２ａと部分情報計算サーバ１０１ａとの間の通信や、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃと、ＳＭ１０２ａとの間の通信には、送受信する情報を秘匿するためにOpenSSLなどの暗号通信を用いても良い。また、各通信時には、互いを認証するための機器認証を行っても良い。但し、第１および第２の実施の形態においては、ＳＭ１０２ａは、第１記憶サーバ１０１ｂ，第２記憶サーバ１０１ｃ,ホームサーバ１０２ｂなどの外部装置から情報の書き込みや情報の読み出しが行われる構成であるため、ＳＭ１０２ａには、例えば、各ステップＳ３，Ｓ３６，Ｓ３８で、暗号化鍵で暗号化された暗号文が書き込まれるようにした。このように既に暗号化されている暗号文を部分情報計算サーバ１０１ａはＳＭ１０２から読み出すため、ＳＭ１０２ａと部分情報計算サーバ１０１ａとの間では暗号通信を行わなくても良い。尚、第２の実施形態では、第１記憶サーバ１０１ｂ及び第２記憶サーバ１０１ｃが、ＳＭ１０２ａから暗号文を読み出すため、第１記憶サーバ１０１ｂとＳＭ１０２ａとの間や、第２記憶サーバ１０１ｃとＳＭ１０２ａとの間では暗号通信を行わなくても良い。
【００７５】
上述した各実施の形態においては、アプリケーションサーバとして、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４を用いたが、この他、電力流通を管理する電力取引サービスサーバを用いるようにしても良い。例えば、電力単価が第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量で決定される場合には、電力取引サービスサーバは、ＥＭＳ１０３と同様に、第１記憶サーバ１０１ｂから一方の第２部分情報を受信し、第２記憶サーバ１０１ｃから他方の第２部分情報を受信して、第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量を復元して電力単価を決定し、電力の取引を行っても良い。また、アプリケーションサーバとして、ホームサーバ１０２ｂと連携して各家庭の電力制御を行う省電力アプリケーションサーバを用いるようにしても良い。この場合、省電力アプリケーションサーバは、第１単位時間の各家庭の電力使用量を用いて各家庭の電力制御を行う代わりに、ＥＭＳ１０３と同様に、第１記憶サーバ１０１ｂから一方の第２部分情報を受信し、第２記憶サーバ１０１ｃから他方の第２部分情報を受信して、複数の第２部分情報から計算される第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量を用いて各家庭の電力制御を行っても良いし、課金サーバ１０４と同様に、第１記憶サーバ１０１ｂから一方の第３部分情報(あるいは第２単位時間の一部の一方の第１部分情報から計算される一方の第３部分情報に相当する情報)を受信し、第２記憶サーバ１０１ｃから他方の第３部分情報(あるいは第２単位時間の一部の他方の第１部分情報から計算される他方の第３部分情報に相当する情報)を受信して、複数の第３部分情報(あるいはそれらに相当する情報)から計算される第２単位時間(あるいは第２時間単位の一部の時間)の各家庭の電力使用量を用いて各家庭の電力制御を行っても良い。
【００７６】
上述した第１の実施の形態においては、課金サーバ１０４は、各家庭の第２単位時間における電気使用総量に基づいて、課金処理を行うようにした。スマートグリッドでは、電力使用量の多い時間帯は課金単位が上がる(電気単価が高くなる)こともある。このような動的価格売買(ダイナミック・プライシング)を行う際にも、第１記憶サーバ１０１ｂに記憶された一方の第１部分情報及び第２記憶サーバ１０１ｃに記憶された他方の第１部分情報を用いて、課金システム処理を行うようにしても良い。図１０は、本変形例に係る課金システム処理の手順を示すフローチャートである。本変形例においても、上述の第１の実施の形態と同様に、上述の図２を用いて説明した電力使用総量計算処理が実行されると、第１記憶サーバ１０１ｂが各家庭の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶し、第２記憶サーバ１０１ｃが各家庭の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を家庭識別情報及び電力使用時間と対応付けて記憶している。このとき、課金サーバ１０４が第２単位時間毎に各家庭の電力使用量及び電力使用時間に応じて課金処理を行う。この課金システム処理の手順について図１０を用いて説明する。尚、電力価格は第１単位時間ごとに変動あるいは前と同じ値を使うものとし、第２単位時間に含まれるk個の電力単価をp_1,p_2,…,p_kであるとする。例えば、第２単位時間を通じて電力単価が10円で一定ならば、k=1およびp_1=10となる。また、日中のピーク時は電力単価が15円、深夜の電力単価が5円、その他が10円である場合には、k=3であり、p_1=5(深夜)、p_2=10(平時)、p_3=15(ピーク時)となる。日中の時間帯でなくとも、日ごとに電力単価が異なっていても良い。
【００７７】
ステップＳ２０は上述の第１の実施の形態と同様である。ステップＳ５０では、第１記憶サーバ１０１ｂは、課金処理命令を受信すると、各家庭について家庭識別情報に対応した一方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を補助記憶部から読み出して、これらに対応付けられている電力使用時間を用いて電力単価p_1,p_2,…,p_kに対応するように、一方の第１部分情報を分類する。そして、第１記憶サーバ１０１ｂは、分類したそれぞれの集合について、統合アルゴリズムA_xを用いて、一方の第１部分情報を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の一方の第３部分情報u_{i,1},  u_{i,2},…,  u_{i,k}を計算する（ステップＳ５１）。例えば、1,2,…,kのいずれかのlについて、電力単価p_lに対応する一方の第１部分情報がx_{i,2},x_{i,7},x_{i,10}のとき、電力単価p_lに対応する一方の第３部分情報u_{i,l}はu_{i,l}  =  A_x(x_{i,2},  x_{i,7},  x_{i,10})で計算される。ここで、一方の第３部分情報の各u_{i,l}と後述する他方の第３部分情報の各v_{i,l}における添え字iとlとは、それぞれ家庭識別情報と電力単価p_lに対応する第１単位時間とを表す。第１記憶サーバ１０１ｂは、電力単価p_1,p_2,…,p_kに対応する一方の第３部分情報u_{i,1},  u_{i,2},…,  u_{i,k}を課金サーバ１０４に送信する（ステップＳ５２）。尚、第１記憶サーバ１０１ｂは、一方の第３部分情報u_{i,1},  u_{i,2},…,  u_{i,k}を計算して所定の時間が経過した後、各家庭の一方の第１部分情報x_{i,1},  x_{i,2},…,  x_{i,m}を補助記憶部から削除しても良い。また、第１記憶サーバ１０１ｂは、ステップ５２の後、一方の第３部分情報u_{i,1},  u_{i,2},…,  u_{i,k}を主記憶部から削除しても良い。
【００７８】
また、第２記憶サーバ１０１ｃは、課金処理命令を受信すると、各家庭について家庭識別情報に対応した他方の第１部分情報のうち第２単位時間に属する他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を補助記憶部から読み出して、これらに対応付けられている電力使用時間を用いて電力単価p_1,p_2,…,p_kに対応するように、他方の第１部分情報を分類する（ステップＳ５３）。そして、第２記憶サーバ１０１ｃは、分類したそれぞれの集合について、統合アルゴリズムA_yを用いて、他方の第１部分情報を統合することにより、各家庭での第２単位時間における電力使用量の他方の第３部分情報v_{i,1},  v_{i,2},…,  v_{i,k}を計算する（ステップＳ５４）。例えば、1,2,…,kのいずれかのlについて、電力単価p_lに対応する他方の第１部分情報がy_{i,2},y_{i,7},y_{i,10}のとき、電力単価p_lに対応する他方の第３部分情報v_{i,l}はv_{i,l}  =  A_y(y_{i,2},  y_{i,7},  y_{i,10})で計算される。ここで、第２記憶サーバ１０１ｃは、電力単価p_1,p_2,…,p_kに対応する他方の第３部分情報v_{i,1},  v_{i,2},…,  v_{i,k}を課金サーバ１０４に送信する（ステップＳ５５）。尚、第２記憶サーバ１０１ｃは、他方の第３部分情報v_{i,1},  v_{i,2},…,  v_{i,k}を計算して所定の時間が経過した後、各家庭の他方の第１部分情報y_{i,1},  y_{i,2},…,  y_{i,m}を補助記憶部から削除しても良い。また、第２記憶サーバ１０１ｃは、ステップＳ５５の後、他方の第３部分情報v_{i,1},  v_{i,2},…,  v_{i,k}を主記憶部から削除しても良い。
【００７９】
課金サーバ１０４は、第２単位時間毎に、第１記憶サーバ１０１ｂから送信された一方の第３部分情報u_{i,1},  u_{i,2},…,  u_{i,k}及び第２記憶サーバ１０１ｃから送信された他方の第３部分情報v_{i,1},  v_{i,2},…,  v_{i,k}を受信すると、それぞれのl=1,2,…,kについて、復元アルゴリズムD^{-1}を用いて、複数の第３部分情報を統合して、各家庭での第２単位時間における電力単価p_lに対応する電力使用量「q_{i,l}  =  D^{-1}(u_{i,l},v_{i,l})」を復元する（ステップＳ５６）。ステップＳ２６では、課金サーバ１０４は、ステップＳ５６で復元した、各電力単価に対応する電力使用量に基づいて、各家庭の電力使用料金Σ_{l=1}^k  p_l  *  q_{i,l}を計算して、課金処理を行う。
【００８０】
以上のような構成によれば、課金サーバ１０４は各家庭の第２単位時間における電力単価毎の電力使用量を復元することはでき、電力単価に応じた課金処理を行うことができるが、各家庭の第１単位時間における電力使用量を計算することはできないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。尚、以上のような構成を第２の実施の形態や第３の実施の形態に適用しても良い。
【００８１】
上述した第２の実施の形態においては、ステップＳ６０，Ｓ６１の代わりに、ホームサーバ１０２ｂが、ＳＭ１０２ａに複数の第１部分情報x_{i,j}，y_{i,j}を書き込み、ＳＭ１０２ａが一方の第１部分情報x_{i,j}を暗号化鍵ek_1で暗号化して暗号文c_{1,i,j}を計算し、他方の第１部分情報y_{i,j}を暗号化鍵ek_2で暗号化して暗号文c_{2,i,j}を計算するようにしても良い。この場合、暗号化鍵ek_1，ek_2は、ホームサーバ１０２ｂではなく、ＳＭ１０２ａに記憶されるようにする。
【００８２】
また、上述した第２の実施の形態及び第３の実施の形態においては、第１の実施の形態にかかる部分情報計算サーバ１０１ａの機能をホームサーバ１０２ｂが有するように構成したが、これに限らず、ＳＭ１０２ａが有するように構成しても良い。
【００８３】
上述した第１の実施の形態においては、部分情報計算サーバ１０１ａは、第１単位時間における電気使用量から、複数の第１部分情報を計算するようにしたが、これに限らず、任意のタイミングで集計された電力使用量から、複数の第１部分情報を計算するようにしても良いし、時間に関わらず、電力使用量から、複数の第１部分情報を計算するようにしても良い。第２の実施の形態及び第３の実施の形態において、ホームサーバ１０２ｂが第１部分情報を計算する場合も同様である。
【符号の説明】
【００８４】
１０１  ＭＤＭＳ
１０１ａ  部分情報計算サーバ
１０１ｂ，１０１ｃ  記憶サーバ
１０２  家庭システム
１０２ａ  ＳＭ
１０２ｂ  ホームサーバ
１０２ｃ，１０２ｄ  電気機器
１０３  ＥＭＳ
１０４  課金サーバ
１０６  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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