Het leveren van moderne elektriciteit is een getallenspel. Van output van elektriciteitscentrales tot gebruikspatronen van consumenten, netbeheerders jongleren met een complexe set variabelen om de lichten aan te houden. Cloudgebaseerde tools kunnen helpen bij het beheren van al deze gegevens, maar eigenaren van nutsbedrijven en systeembeheerders maken zich zorgen over de veiligheid. Die zorg weerhoudt hen ervan de cloud te gebruiken - een verzamelnaam voor internetcomputers in een netwerk die schaalbare, flexibele en zuinige rekenkracht.

Wetenschappers van het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) ontwikkelen en implementeren tools om cloudcomputing te vergemakkelijken voor netwerkactiviteiten en planning. Een raamwerk dat bij Argonne wordt ontwikkeld, maskeert gevoelige gegevens, waardoor netbeheerders complexe berekeningen in de cloud kunnen uitvoeren om te bepalen waar en wanneer resources moeten worden ingezet. Door deze berekeningen te vergemakkelijken zonder de gegevensbeveiliging en integriteit in gevaar te brengen, het raamwerk helpt netbeheerders om het elektriciteitssysteem naar de toekomst te brengen en dure investeringen in computerinfrastructuur te vermijden.

Steeds meer bedrijven verplaatsen hun informatietechnologie (IT)-systemen naar de cloud. Maar adoptie onder netbeheerders verloopt traag, ook als slimme meter, sensoren en andere netwerkcomponenten voegen nog meer gegevens toe die moeten worden verwerkt.

"Algemeen, de cloud heeft zeer weinig gebruikers in de energiesector vanwege het beveiligingsprobleem, " zei Feng Qiu, een van de belangrijkste computationele wetenschapper in de Energy Systems-divisie van Argonne die het onderzoek naar gegevensbeveiliging van het lab leidt. "De cloud is iets wat netbeheerders willen gebruiken, maar ze maken zich grote zorgen."

Om gegevens veilig in de cloud op te slaan, een gebruiker kan het versleutelen, maar de echte waarde van de cloud voor netbeheerders ligt in het kunnen uitvoeren van berekeningen op ontgrendelde gegevens, effectief "huur" van externe computerkracht voor intensieve berekeningen on-the-fly. Een dergelijke berekening is het eenheidsverplichtingsprobleem, die het schema voor energiecentrales omvat - hoeveel stroom ze produceren en wanneer.

"Het is een heel klassiek probleem voor de industrie, en het is meestal erg moeilijk op te lossen, "Zei mede-onderzoeker Alinson Santos Xavier. "Daar heb je dus veel rekenkracht voor nodig."

Veel van de gegevens die bij dergelijke berekeningen betrokken zijn, zijn gevoelig, het onthullen van kritieke locaties en bedrijfseigen bedrijfsgegevens. Om te profiteren van de flexibele rekenkracht van de cloud zonder die informatie vrij te geven, Qiu's team vervormt in wezen, of "verstoort, " het model en de gegevens die voor berekeningen worden verzonden, sleutelvariabelen en vergelijkingen wijzigen. Een verkapte versie van het probleem gaat naar een cloudgebaseerde "oplosser" -computer, en het antwoord wordt teruggestuurd naar een lokale, beveiligde server voor het decoderen.

"Tijdens het hele proces de echte data en het model staan ​​nooit in de cloud, "Zei Qiu. "Dus zelfs als hackers de gegevens uit de cloud halen, ze kunnen er geen gebruik van maken."

Het Argonne-team gaat het derde jaar in van een vijfjarig project dat wordt gefinancierd door DOE's Office of Cybersecurity, Energieveiligheid, en Emergency Response om het kader te produceren. Naast het maskeren van gegevens, de onderzoekers werken aan het verder opbreken van computationele problemen voor het oplossen van meerdere cloudgebaseerde computers.

Het resultaat zal niet alleen sneller, efficiëntere oplossingen voor bestaande problemen, maar kunnen robuustere benaderingen mogelijk maken:nauwkeurigere modellering van generatoren, bijvoorbeeld, of een groter aantal scenario's voor planning.

"Hulpprogramma's en onafhankelijke systeembeheerders hebben beperkte rekenkracht, "Zei Qiu. "Dit opent de deur voor hen om meer rekenkracht te krijgen en maakt de weg vrij voor de energiesector om over te stappen op cloud computing."