CN108696475A - 一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法及装置，包括：首先对终端预配置，然后主站与终端进行双向身份认证，认证成功后，主站进行注册处理。本发明提供的技术方案能够解决目前配电自动化终端的自动接入问题，为后续的终端个性化配置工作提供正确信息来源，减少人工安装调试及运维工作量，提升配电自动化应用水平和建设运维效率。

Description

一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法及装置

技术领域

本发明一种量测数据上传优选方法，具体涉及一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法及装置。

背景技术

目前随着配电自动化水平的不断发展和电力生产运维的去人工化需求，部署于配电生产现场用于执行采集、监视、控制等功能的大量远动自动化终端一方面提升了生产现场的可观性、可测性、可控性能力，有利于控制中心分析决策；另一方面数量庞大、分布分散的自动化终端自身的管理和运维也消耗了企业大量成本投入，不利于提高生产运行效率，通过自动注册机制实现电力自动化终端远程集中管理是解决这一问题的基础。配电自动化***一般多采用无线公网形式进行通信，注册过程中，存在身份伪造、信息截获、篡改等安全隐患。

因此，需要一种应带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，在终端注册阶段加强安全加密与身份认证机制，保障配电自动化终端自动接入机制的安全性、可靠性、容错性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法。

一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，所述方法包括：

I、对终端预配置；

II、终端预配置完成后，主站与终端进行双向身份认证；

III、所述双向身份认证成功后，主站接收终端发送的注册信息进行注册处理。

进一步的，所述步骤II的双向身份认证包括：

主站对终端发来的经过签名且带有随机数R1和R2的数字证书进行验证，验证通过后进行签名；所述R1是主站生成并发给终端的，所述R2是终端生成的；

主站将签名后的数字证书发送给终端，并接收终端返回的根据R1验证主站合法性的验证信息。

进一步的，所述步骤III的主站进行注册处理包括：

主站根据终端上传的注册信息，判断终端是否注册成功；

如终端注册成功，则重启终端后再次判断终端是否已注册；如已注册，则判断该终端的注册信息是否正确，若正确，则完成注册处理并生成配置文件，否则进行注册失败处理；

如终端注册失败，则进行注册失败处理。

进一步的，所述判断终端是否注册成功，包括：

当终端为首次注册时，新建终端注册记录表，在表中增加注册记录，并与终端台帐表关联；

当终端为新安装但已注册时，主站将该终端已有的注册记录表在其他路径下备份后，重新建立终端注册记录表，关联终端台帐表；

当终端为非首次注册时，主站仅增加本次注册记录。

进一步的，所述注册失败处理包括：

若为配置文件问题，则进行排查；若为未知原因，则重新发起注册过程，直到注册成功或注册次数超过阈值；当注册次数超过阈值时主站告警，同时反馈注册失败报文。

进一步的，所述配置文件包括配置文件版本和CRC特征码。

一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，所述装置包括：

预配置模块，用于对终端预配置；

认证模块，用于终端预配置完成后，主站与终端进行双向身份认证；

注册处理模块，用于所述双向身份认证成功后，主站接收终端发送的注册信息进行注册处理。

进一步的，所述认证模块包括：

证书验签模块，主站对终端发来的经过签名且带有随机数R1和R2的数字证书进行验证，验证通过后进行签名；所述R1是主站生成并发给终端的，所述R2是终端生成的；

合法性验证模块，主站将签名后的结果发送给终端，并接收终端返回的根据R1验证主站合法性的验证信息。

进一步的，所述注册处理模块包括：

判断模块，用于根据终端上传的注册信息，判断终端是否注册成功；

配置文件生成模块，用于当终端注册成功且终端的注册信息正确时，生成配置文件；

注册失败处理模块，用于当终端注册失败或中断注册信息不正确时，进行注册失败处理。

进一步的，所述判断模块包括：

首次注册处理模块，用于新建终端注册记录表，在表中增加注册记录，并与终端台帐表关联；

已注册新安装处理模块，用于将该终端已有的注册记录表在其他路径下备份后，重新建立终端注册记录表，关联终端台帐表；

非首次注册处理模块，用于仅增加本次注册记录。

进一步的，所述注册失败处理模块包括：

排查处理模块，用于当出现配置文件问题时，进行排查处理；

重新注册处理模块，用于当出现未知原因时，重新发起注册过程，直到注册成功或注册次数超过阈值；当注册次数超过阈值时主站告警，同时反馈注册失败报文。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案包含终端预配置信息、终端与主站基于数字证书的双向身份认证、终端注册正常处理过程、异常处理机制等。能够解决目前配电自动化终端的自动接入问题，为后续的终端个性化配置工作提供正确信息来源，减少人工安装调试及运维工作量，提升配电自动化应用水平和建设运维效率。

克服了现有的配电自动化***采用无线公网形式进行通信的注册过程中，存在的身份伪造、信息截获、篡改等的安全隐患。

附图说明

图1为电力自动化终端自动注册技术架构；

图2为电力自动化终端自动注册服务流程；

图3为配电自动化终端与配电主站双向身份认证过程；

图4为配电自动化终端自动注册与管理及控制中心架构关系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方案：

终端通过注册端口向控制中心发送注册信息，为避免影响正常的通信数据传输，注册采用专用的通道申请注册，并定义专用的注册报文。通过专用端口进行注册的流程和步骤如下：

(1)终端预配置。终端在完成到货检测进入安装现场前，需配置通信方式、规约等参数信息。

a)当采用光纤以太网通信方式时，终端应预先配置控制中心IP地址、通信网关以及与特定通信规约相关的参数信息。

b)当工程现场采用无线通信方式，终端应预先配置控制中心IP地址、通信网关、VPN地址、GPRS制式等基本参数信息。

c)当采用104规约时，应配置链路超时重启时间、及特定时间内不被承认的编号连续的报文最大数目值。

(2)终端准入认证。终端到达现场完成接线后，现场人员应通过终端配置工具及二维码扫描工检测终端ID内外一致。终端上电启动，主动查找主站建立通信链路，链路建立成功后，启动基于数字证书的双向认证过程，主站从配电加密认证装置取主站随机数R1，发送给终端；终端从安全芯片取终端随机数R2，将R1+R2签名后发送给主站，同时终端保存R1；主站用终端证书验证签名，验证通过完成主站对终端的身份；之后主站对终端随机数R2签名，将结果发送终端；终端验证主站签名的正确性，验证通过完成终端对主站的身份认证并返回认证确认信息。

(3)终端发送注册信息。主站与终端完成双向认证，身份无误后，终端采用指定端口向主站发送注册信息，注册信息至少应包含终端唯一ID、icd文件版本号、icd文件修改版本号、icd文件特征码、cid文件版本号、cid文件修改版本号、cid文件特征码等信息，并在注册通信报文中为信息扩展预留字节。

当主站成功接收到注册信息后，解析注册报文，依据ID查找注册记录，当终端为新安装且首次注册时，新建终端注册记录表，在表中增加注册记录，并与终端台帐表关联。当终端为新安装但终端ID下已有注册记录表，终端为更换终端，主站应将该终端ID已有的注册表在其他路径下备份后，重新建立终端注册表，关联终端台帐表。当终端非首次注册时，主站仅增加本次注册记录。

如终端注册成功，则重启终端后再次判断终端是否已注册；如已注册，则判断该终端的注册信息是否正确，若正确，则完成注册处理并生成配置文件，否则进行注册失败处理；

如终端注册失败，则进行注册失败处理。

注册成功后，主站返回肯定应答报文，终端断开注册链接，打开104端口，进入终端配置流程。在配置过程中，根据主站需求上传icd或cid配置文件，由主站进行拓扑、参数、自动挑点等配置工作，生成新的终端配置文件，此时文件的特征码和版本信息等都会发生变化。

终端接收到注册失败报文，若为已知原因(在已知原因库中能查找到的原因)，则终端不再注册，请人工介入排查文件版本问题；若为未知原因，终端重新发起注册过程，连续3次出现相同的结果，主站告警并由人工介入排查问题。

CRC校验码：为确保终端在日常运维过程中，约束不同主体对配置文件的内容修改行为，管理文件版本，终端的配置文件附带采用统一算法生成的CRC特征码信息进行版本校验。

配电终端的自动注册过程可应用于新安装终端、终端升级、终端现场维护、终端***侧重新配置、终端更换等各类建设、运维、管理应用场景，以下以新安装终端为例对注册过程进行描述。

(1)终端完成招标采购后，入测试库进行到货检测，检测合格后，为终端分配唯一资产ID号，在资产中心新建终端资产表，并派发现场安装工作单，包含安装线路、位置、一次设备编号、安装负责人信息。控制中心派出终端接入配置工作单，含主站ID、终端通信方式、通信网关信息等。

(2)厂家更新终端内置及外置ID编号，进行出厂前的预配置工作，安装负责人配置配电主站IP地址、通信网关、无线通信参数等必选信息，完成预配置工作。

(3)终端现场进行安装接线，并采用配置工具、二维码扫描枪等运维工具核查终端ID、IP、网关、与一次设备的关联等信息的正确性，厂家核查终端出厂icd配置文件的版本信息。无误后，终端上电，自动寻找主站并建立通信链接。

(4)通信链路建立后，进入控制中心与主站的双向认证过程。控制中心首先发起认证过程，主站从生成数字证书R1发送给终端，终端保留该随机数，并生成终端侧的随机数R2，将R1+R2签名后发送给主站，主站验证该证书，验证通过后进行数字签名，重新将结果发送给终端，终端根据R1验证主站的合法性，并返回验证通过信息。终端与主站完成双向认证过程。

(5)终端发起注册服务，将注册报文上送主站，首次注册，终端仅有ICD文件，且历史版本和当前版本一致。主站解析注册报文，查询终端ID下无注册列表为首次注册，主站建立注册列表，新增本次注册记录，并向终端返回注册成功报文。同时，向资产中心请求终端资产表，进入***侧配置流程。

(6)终端收到注册成功报文后，关闭注册端口，启动104通信端口进入配置流程，配合***侧配置过程。安装人员填写工作单，补充现场操作信息返回资产中心，资产中心在终端投运后将相关信息移交运维中心。

一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，所述装置包括：

预配置模块，用于对终端预配置；

认证模块，用于终端预配置完成后，主站与终端进行双向身份认证；

注册信息模块，用于所述双向身份认证成功后，主站接收终端发送的注册信息进行注册处理；

配置流程模块，用于主站启动配置流程。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置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。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供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步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请特批的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述方法包括：

I、对终端预配置；

II、终端预配置完成后，主站与终端进行双向身份认证；

III、所述双向身份认证成功后，主站接收终端发送的注册信息进行注册处理。

2.如权利要求1所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述步骤II的双向身份认证包括：

主站对终端发来的经过签名且带有随机数R1和R2的数字证书进行验证，验证通过后进行签名；所述R1是主站生成并发给终端的，所述R2是终端生成的；

主站将签名后的数字证书发送给终端，并接收终端返回的根据R1验证主站合法性的验证信息。

3.如权利要求1所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述步骤III的主站进行注册处理包括：

主站根据终端上传的注册信息，判断终端是否注册成功；

如终端注册成功，则重启终端后再次判断终端是否已注册；如已注册，则判断该终端的注册信息是否正确，若正确，则完成注册处理并生成配置文件，否则进行注册失败处理；

如终端注册失败，则进行注册失败处理。

4.如权利要求3所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述判断终端是否注册成功，包括：

当终端为首次注册时，新建终端注册记录表，在表中增加注册记录，并与终端台帐表关联；

当终端为新安装但已注册时，主站将该终端已有的注册记录表在其他路径下备份后，重新建立终端注册记录表，关联终端台帐表；

当终端为非首次注册时，主站仅增加本次注册记录。

5.如权利要求3所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述注册失败处理包括：

若为配置文件问题，则进行排查；若为未知原因，则重新发起注册过程，直到注册成功或注册次数超过阈值；当注册次数超过阈值时主站告警，同时反馈注册失败报文。

6.如权利要求3或5所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册方法，其特征在于，所述配置文件包括配置文件版本和CRC特征码。

7.一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，其特征在于，所述装置包括：

预配置模块，用于对终端预配置；

认证模块，用于终端预配置完成后，主站与终端进行双向身份认证；

注册处理模块，用于所述双向身份认证成功后，主站接收终端发送的注册信息进行注册处理。

8.如权利要求7所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，其特征在于，所述认证模块包括：

证书验签模块，主站对终端发来的经过签名且带有随机数R1和R2的数字证书进行验证，验证通过后进行签名；所述R1是主站生成并发给终端的，所述R2是终端生成的；

合法性验证模块，主站将签名后的结果发送给终端，并接收终端返回的根据R1验证主站合法性的验证信息。

9.如权利要求7所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，其特征在于，所述注册处理模块包括：

判断模块，用于根据终端上传的注册信息，判断终端是否注册成功；

配置文件生成模块，用于当终端注册成功且终端的注册信息正确时，生成配置文件；

注册失败处理模块，用于当终端注册失败或中断注册信息不正确时，进行注册失败处理。

10.如权利要求9所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，其特征在于，所述判断模块包括：

首次注册处理模块，用于新建终端注册记录表，在表中增加注册记录，并与终端台帐表关联；

已注册新安装处理模块，用于将该终端已有的注册记录表在其他路径下备份后，重新建立终端注册记录表，关联终端台帐表；

非首次注册处理模块，用于仅增加本次注册记录。

11.如权利要求9所述的一种带安全认证的配电自动化终端自动注册装置，其特征在于，所述注册失败处理模块包括：

排查处理模块，用于当出现配置文件问题时，进行排查处理；

重新注册处理模块，用于当出现未知原因时，重新发起注册过程，直到注册成功或注册次数超过阈值；当注册次数超过阈值时主站告警，同时反馈注册失败报文。