CN109787987A - 基于区块链的电力物联网终端身份认证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，包括：数字证书请求阶段：认证终端向认证中心申请数字证书，认证中心在其维护的认证区块链中形成一个新区块链节点；认证中心将加密后的数字证书返回给认证终端；认证请求阶段：认证终端向认证网关提出接入请求，认证网关发送随机数R给认证终端，认证终端用认证终端的私钥加密R和数字证书，将加密后结果即认证请求数据发送给认证网关；认证阶段：认证网关用认证终端的公钥解密认证请求数据，验证R的正确性，然后从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，如果检索到匹配的证书信息，则通过认证。本发明为一种高效率、低开销的认证方法。
Description
技术领域
本发明涉及电力物联网安全领域，尤其是一种基于区块链的电力物联网终端身份认证方法。
背景技术
电力物联网是智能电网中重要的基础设施，在电网基础设施监控、电力生产和电网运维、电力业务数据采集和智能业务应用等领域广泛应用。由于电力***对可靠性、实时性、安全性要求较高，电力物联网比常规的物联网***在安全防护方面有更高的要求。
身份认证技术是通过密码学手段在计算机***中确认实体对某种资源或服务是否有访问权限的方法和机制。电力物联网中终端节点数量多、单点计算存储能力弱，其身份认证需要采用效率高的方案。区块链技术作为一种具有方便验证，不可否认，可追溯的分布式账本技术，可用于电力物联网节点的身份认证中。
随着区块链技术在安全领域的应用，区块链在物联网认证领域的应用已有若干成果，例如发明专利申请“基于区块链的身份认证方法与***”(申请号201611094966.1)公开了一种基于区块链的身份认证方法，通过两类交易信息对终端设备进行认证，提高了认证的安全性和便捷性。
目前区块链技术在电力物联网安全领域的应用研究比较少。
发明内容
本发明从电力物联网终端身份认证需求出发，给出了一种高效率、低开销的基于区块链的电力物联网终端身份认证方法。本发明采用的技术方案是：
一种基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，包括：
S1，数字证书请求阶段：认证终端向认证中心申请数字证书，认证中心生成数字证书并用认证中心的私钥进行加密，证书内容包括认证终端的唯一身份标识、认证终端的公钥、证书有效期、业务标识四类信息；认证中心在其维护的认证区块链中形成一个新区块链节点；认证中心将加密后的数字证书返回给认证终端；
S2，认证请求阶段：认证终端向认证网关提出接入请求，认证网关发送随机数R给认证终端，认证终端用认证终端的私钥加密R和数字证书，将加密后结果即认证请求数据发送给认证网关；
S3，认证阶段：认证网关用认证终端的公钥解密认证请求数据，得到R和数字证书，如果R值和认证请求阶段认证网关发送的R值一致，则确认R的正确性，然后从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，如果检索到匹配的证书信息，则通过认证，允许认证终端接入网络，如果匹配不到证书信息，则拒绝接入。
进一步地，认证区块链的区块链节点包括区块头和区块体，区块头包含前后节点的链节关系和证书索引号；区块体包含数字证书信息。
进一步地，S1阶段中，在新区块链节点存储新生成的数字证书；形式为；
表示用认证中心的私钥进行加密；
IDT：表示认证终端的身份标识；
Pub_Key：表示认证终端的公钥；
Time_Stamp：时间戳，表示证书有效期；
Type：表示认证终端要接入的业务类型；
IDCA：表示认证中心的身份信息。
进一步地，认证中心对认证区块链进行维护，每个区块链节点通过分布式账本的形式表示一个电力物联网终端的数字证书。
进一步地，S3阶段中，从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，具体是检索认证终端数字证书的证书索引号。
本发明的优点在于：
1)基于区块链的认证方法提高了认证中心的可信度，避免了传统认证方案中CA的签名和加解密操作，降低了认证方案的复杂度，可以应用于***资源受限的电力物联网***。
2)利用区块链的易验证特性，便于认证网关检索数字证书。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2为本发明的认证区块链的区块结构示意图。
图3为本发明的申请数字证书流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提出一种基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，该认证方法有认证终端、认证网关、认证中心(简称CA)三个参与方，认证的过程具体包括如下三个阶段：
S1，数字证书请求阶段：认证终端向认证中心申请数字证书，认证中心生成数字证书并用认证中心的私钥进行加密，证书内容包括认证终端的唯一身份标识、认证终端的公钥、证书有效期、业务标识四类信息；认证中心在其维护的认证区块链中形成一个新区块链节点；认证中心将加密后的数字证书返回给认证终端；
如图2所示，认证区块链的区块链节点包括区块头和区块体，区块头包含前后节点的链节关系和证书索引号；区块体包含数字证书信息；
在新区块链节点存储新生成的数字证书；形式为；
表示用认证中心的私钥进行加密；
IDT：表示认证终端的身份标识；
Pub_Key：表示认证终端的公钥；
Time_Stamp：时间戳，表示证书有效期；
Type：表示认证终端要接入的业务类型；
IDCA：表示认证中心的身份信息；
认证中心对认证区块链进行维护，每个区块链节点通过分布式账本的形式表示一个电力物联网终端的数字证书；
S2，认证请求阶段：认证终端向认证网关提出接入请求，认证网关发送随机数R给认证终端，认证终端用认证终端的私钥加密R和数字证书，将加密后结果即认证请求数据发送给认证网关；
S3，认证阶段：认证网关用认证终端的公钥解密认证请求数据，得到R和数字证书，如果R值和认证请求阶段认证网关发送的R值一致，则确认R的正确性，然后从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，如果检索到匹配的证书信息，则通过认证，允许认证终端接入网络，如果匹配不到证书信息，则拒绝接入；
此阶段，从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，具体是检索认证终端数字证书的证书索引号，如果检索成功，则证明认证终端具有合法的数字证书，认证通过。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，其特征在于，包括：
S1，数字证书请求阶段：认证终端向认证中心申请数字证书，认证中心生成数字证书并用认证中心的私钥进行加密，证书内容包括认证终端的唯一身份标识、认证终端的公钥、证书有效期、业务标识四类信息；认证中心在其维护的认证区块链中形成一个新区块链节点；认证中心将加密后的数字证书返回给认证终端；
S2，认证请求阶段：认证终端向认证网关提出接入请求，认证网关发送随机数R给认证终端，认证终端用认证终端的私钥加密R和数字证书，将加密后结果即认证请求数据发送给认证网关；
S3，认证阶段：认证网关用认证终端的公钥解密认证请求数据，得到R和数字证书，如果R值和认证请求阶段认证网关发送的R值一致，则确认R的正确性，然后从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，如果检索到匹配的证书信息，则通过认证，允许认证终端接入网络，如果匹配不到证书信息，则拒绝接入。
2.如权利要求1所述的基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，其特征在于，
认证区块链的区块链节点包括区块头和区块体，区块头包含前后节点的链节关系和证书索引号；区块体包含数字证书信息。
3.如权利要求1所述的基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，其特征在于，
S1阶段中，在新区块链节点存储新生成的数字证书；形式为；
表示用认证中心的私钥进行加密；
IDT：表示认证终端的身份标识；
Pub_Key：表示认证终端的公钥；
Time_Stamp：时间戳，表示证书有效期；
Type：表示认证终端要接入的业务类型；
IDCA：表示认证中心的身份信息。
4.如权利要求1所述的基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，其特征在于，
认证中心对认证区块链进行维护，每个区块链节点通过分布式账本的形式表示一个电力物联网终端的数字证书。
5.如权利要求1所述的基于区块链的电力物联网终端身份认证方法，其特征在于，
S3阶段中，从认证区块链上检索认证终端数字证书的证书信息，具体是检索认证终端数字证书的证书索引号。
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