CN114374550A - 一种具备高安全性的电力计量平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备高安全性的电力计量平台,包括计量主站、计量终端、前置服务器、应用认证***,所述计量终端,采集来自多个电能表的业务数据,并所述业务数据进行加密,并将加密数据上传至所述前置服务器;所述前置服务器,用于接收并缓存来自所述计量终端的加密数据,并通过API接口调用所述应用认证***实现计量终端的身份认证以及对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站;所述应用认证***,用于对所述计量终端实现用户认证以及对计量终端的上传数据进行解密处理、对前置服务器的回传数据以及控制报文进行加密处理;所述计量主站,用于向所述前置服务器发送控制报文,同时对解密后的业务数据进行入库处理。
Description
技术领域
本发明涉及电力计量技术领域,尤其涉及一种具备高安全性的电力计量平台。
背景技术
计量***主站通过通信信道与计量终端连接,实现电能量数据的采集、数据管理、数据双向传输、转发或控制命令的执行等功能。目前的计量***安全防护体系没有建立与业务结构相匹配的主站-终端-表计的安全防护体系结构。在集中器、厂站采集终端、负荷管理终端、配变监测终端中缺乏安全防护措施,数据以明文方式传输,容易遭受数据非法窃取、黑客跨网入侵等风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备高安全性的电力计量平台,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种具备高安全性的电力计量平台,包括计量主站、计量终端、前置服务器、应用认证***,所述计量终端、应用认证***中均包含相同的密钥库,其中,
所述计量终端,采集来自多个电能表的业务数据,并所述业务数据进行加密,并将加密数据上传至所述前置服务器;
所述前置服务器,用于接收并缓存来自所述计量终端的加密数据,并通过API接口调用所述应用认证***实现计量终端的身份认证以及对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站;
所述应用认证***,用于对所述计量终端实现用户认证以及对计量终端的上传数据进行解密处理、对前置服务器的回传数据以及控制报文进行加密处理;
所述计量主站,用于向所述前置服务器发送控制报文,同时对解密后的业务数据进行入库处理。
可选的,所述计量终端对所述业务数据进行加密前,需要进行注册操作,其具体过程包括:用户向计量终端输入出厂码,所述计量终端基于出厂码向所述前置服务器发送第一明码报文,所述前置服务器根据所述第一明码报文向所述计量终端反馈标识码。
可选的,所述计量终端对所述业务数据进行加密前,需要进行密钥激活以及身份认证,其具体的过程包括:
所述计量终端向所述前置服务器发送第二明码报文,所述前置服务器基于第二明码报文对所述计量终端进行验证,若验证成功则向所述计量终端回传第一激活报文,所述计量终端根据所述第一激活报文激活密钥库;
所述计量终端通过密钥库对身份认证请求数据进行加密,并将加密后的身份认证请求数据发送至所述前置服务器,所述前置服务器调用应用认证***进行解密并验证,若验证成功则向所述所述计量终端回传认证成功信息。
可选的,当所述计量终端向所述前置服务器发送第二明码报文,且所述前置服务器基于所述第二明码报文的验证失败时,所述计量终端重复发送N次第二明码报文,若前置服务器对N次第二明码报文的验证均失败,所述前置服务器对第N+1次收到的第二明码报文执行丢包操作。
可选的,当所述计量终端向所述前置服务器发送加密后的身份认证请求数据,且所述前置服务器基于所述加密后的身份认证请求数据的验证失败时,所述计量终端重复发送M次加密后的身份认证请求数据,若前置服务器对M次加密后的身份认证请求数据的验证均失败,所述前置服务器对第M+1次收到的加密后的身份认证请求数据执行丢包操作。
可选的,所述密钥库中包含多种国密算法,所述计量终端根据所述第一激活报文激活密钥库并选择相应的国密算法。
可选的,在时间t间隔后,所述前置服务器对应用认证***中使用的国密算法进行切换,在切换成功后向所述计量终端发送第二激活指令,所述计量终端根据第二激活指令在计量终端的密钥库中选择相应的国密算法进行加密/解密操作。
可选的,在时间T中,所述前置服务器调用应用认证***对采用旧国密算法加密的计量终端业务数据进行解密,在T时间后,只对采用新国密算法加密的计量终端业务数据进行解密。
与现有技术相比,本发明达到的有益效果如下:
本发明提供的一种具备高安全性的电力计量平台,其计量终端首先需要发送相应的明码报文至前置服务器进行密钥激活认证以及身份认证的双激活操作,在双激活操作成功后,将计量终端自身所采集的业务数据通过自身的密钥库进行加密,并传输至前置服务器进行预存储,前置服务器通过API接口调用所述应用认证***对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站,而计量主站向计量终端发送下行控制指令时,也需要前置服务器调用应用认证***对下行控制指令进行加密,其加密的数据被传输至计量终端后,由计量终端进行解密并根据下行控制指令执行相应的操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种具备高安全性的电力计量平台的结构图。
图中,1计量主站,2计量终端,3前置服务器,4应用认证***.
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显,下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是本发明的全部实施例,应理解,本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的结构,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
参见图1,一种具备高安全性的电力计量平台,该平台在架构上包括计量主站1、计量终端2、前置服务器3、应用认证***4,所述计量终端2、应用认证***4中均包含相同的密钥库,其中,
所述计量终端2,采集来自多个电能表的业务数据,并所述业务数据进行加密,并将加密数据上传至所述前置服务器3;
所述前置服务器3,用于接收并缓存来自所述计量终端2的加密数据,并通过API接口调用所述应用认证***4实现计量终端2的身份认证以及对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站1;
所述应用认证***4,用于对所述计量终端2实现用户认证以及对计量终端2的上传数据进行解密处理、对前置服务器3的回传数据以及控制报文进行加密处理;
所述计量主站1,用于向所述前置服务器3发送控制报文,同时对解密后的业务数据进行入库处理。
本发明在实施时,计量终端2首先需要发送相应的明码报文至前置服务器3进行密钥激活认证以及身份认证的双激活操作,在双激活操作成功后,将计量终端2自身所采集的业务数据通过自身的密钥库进行加密,并传输至前置服务器3进行预存储,前置服务器3通过API接口调用所述应用认证***4对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站1,而计量主站1向计量终端2发送下行控制指令时,也需要前置服务器3调用应用认证***4对下行控制指令进行加密,其加密的数据被传输至计量终端2后,由计量终端2进行解密并根据下行控制指令执行相应的操作。
进一步的,所述计量终端2对所述业务数据进行加密前,需要进行注册操作,其具体过程包括:用户向计量终端2输入出厂码,其中出厂码由厂家在安装所述计量终端2时预先给到用户,所述计量终端2基于出厂码向所述前置服务器3发送第一明码报文,其中第一明码报文包括终端地址、出厂码、所述前置服务器3根据所述第一明码报文向所述计量终端2反馈标识码,其标识码为前置服务器3赋予所接入的每个计量终端2的独一无二的“英文+数字”集合。
进一步的,所述计量终端2对所述业务数据进行加密前,需要进行密钥激活以及身份认证,其具体的过程包括:
所述计量终端2向所述前置服务器3发送第二明码报文,其中第二明码报文包括计量终端2地址、标识码以及请求报文,所述前置服务器3基于第二明码报文对所述计量终端2进行验证,即验证计量终端2地址以及标识码的正确情况,同时验证判断所述请求报文是否符合规定的格式要求,若所述计量终端2地址、标识码以及请求报文均正确以及符合要求,则所述前置服务器3对所述计量终端2的验证正确,此时向所述计量终端2回传第一激活报文,所述计量终端2根据所述第一激活报文激活密钥库,其第一激活报文由单一英文或者数字构成,每个单一的英文或数字均指代密钥库中唯一的国密算法。
在本发明的一个实施方式中,当所述计量终端2向所述前置服务器3发送第二明码报文,且所述前置服务器3基于所述第二明码报文的验证失败时,所述计量终端2重复发送N次第二明码报文,若前置服务器3对N次第二明码报文的验证均失败,所述前置服务器3对第N+1次收到的第二明码报文执行丢包操作,即所述前置服务器3不再接收来自该计量终端2的第二明码报文数据。
进一步的,当所述计量终端2向所述前置服务器3发送第二明码报文时,所述前置服务器3在所述应用认证***4的密钥库中先对国密算法进行选择,基于选择结果生成对应的第一激活报文,例如在密钥库中的国密算法包括SM2非对称加密算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组加密算法、SM7分组加密算法、SM9基于标识的非对称密码算法,当前置服务器3选择SM4分组加密算法时,会生成指代SM4分组加密算法的第一激活报文,所述计量终端2根据所述第一激活报文激活密钥库并选择SM4分组加密算法来进行业务数据的加密。
在本发明的一个实施方式中,当计量终端2的密钥激活成功后,所述计量终端2通过密钥库中所选择的国密算法,对身份认证请求数据进行加密,其中身份认证请求数据包括计量终端2地址、身份认证请求报文、标识码,将上述身份认证请求数据通过相应的国密算法进行加密后,获得加密后的身份认证请求数据,将前述数据发送至所述前置服务器3,所述前置服务器3调用应用认证***4进行解密并验证,若验证成功则向所述所述计量终端2回传认证成功信息。
进一步的,当所述计量终端2向所述前置服务器3发送加密后的身份认证请求数据,且所述前置服务器3基于所述加密后的身份认证请求数据的验证失败时,所述计量终端2重复发送M次加密后的身份认证请求数据,若前置服务器3对M次加密后的身份认证请求数据的验证均失败,所述前置服务器3对第M+1次收到的加密后的身份认证请求数据执行丢包操作,即所述前置服务器3不再接收来自该计量终端2的第二明码报文数据。
在本发明的一些实施方式中,在时间t间隔后,所述前置服务器3对应用认证***4中使用的国密算法进行切换,例如从SM4分组加密算法切换到SM7分组加密算法,在切换成功后向所述计量终端2发送第二激活指令,其第二激活指令包括SM7分组加密算法所对应的激活报文,所述计量终端2根据第二激活指令在计量终端2的密钥库中选择相应的国密算法进行加密/解密操作。
可选的,在时间T中,所述前置服务器3调用应用认证***4对采用旧国密算法加密的计量终端2业务数据进行解密,在T时间后,只对采用新国密算法加密的计量终端2业务数据进行解密。
在本发明的一些实施方式中,计量主站1向计量终端2发送下行控制指令时,也需要前置服务器3调用应用认证***4对下行控制指令进行加密,其加密的数据被传输至计量终端2后,由计量终端2进行解密并根据下行控制指令执行相应的操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,包括计量主站、计量终端、前置服务器、应用认证***,所述计量终端、应用认证***中均包含相同的密钥库,其中,
所述计量终端,采集来自多个电能表的业务数据,并所述业务数据进行加密,并将加密数据上传至所述前置服务器;
所述前置服务器,用于接收并缓存来自所述计量终端的加密数据,并通过API接口调用所述应用认证***实现计量终端的身份认证以及对加密数据进行解密,并将解密后的业务数据上传至所述计量主站;
所述应用认证***,用于对所述计量终端实现用户认证以及对计量终端的上传数据进行解密处理、对前置服务器的回传数据以及控制报文进行加密处理;
所述计量主站,用于向所述前置服务器发送控制报文,同时对解密后的业务数据进行入库处理。
2.根据权利要求1所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,所述计量终端对所述业务数据进行加密前,需要进行注册操作,其具体过程包括:用户向计量终端输入出厂码,所述计量终端基于出厂码向所述前置服务器发送第一明码报文,所述前置服务器根据所述第一明码报文向所述计量终端反馈标识码。
3.根据权利要求1所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,所述计量终端对所述业务数据进行加密前,需要进行密钥激活以及身份认证,其具体的过程包括:
所述计量终端向所述前置服务器发送第二明码报文,所述前置服务器基于第二明码报文对所述计量终端进行验证,若验证成功则向所述计量终端回传第一激活报文,所述计量终端根据所述第一激活报文激活密钥库;
所述计量终端通过密钥库对身份认证请求数据进行加密,并将加密后的身份认证请求数据发送至所述前置服务器,所述前置服务器调用应用认证***进行解密并验证,若验证成功则向所述所述计量终端回传认证成功信息。
4.根据权利要求3所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,当所述计量终端向所述前置服务器发送第二明码报文,且所述前置服务器基于所述第二明码报文的验证失败时,所述计量终端重复发送N次第二明码报文,若前置服务器对N次第二明码报文的验证均失败,所述前置服务器对第N+1次收到的第二明码报文执行丢包操作。
5.据权利要求4所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,当所述计量终端向所述前置服务器发送加密后的身份认证请求数据,且所述前置服务器基于所述加密后的身份认证请求数据的验证失败时,所述计量终端重复发送M次加密后的身份认证请求数据,若前置服务器对M次加密后的身份认证请求数据的验证均失败,所述前置服务器对第M+1次收到的加密后的身份认证请求数据执行丢包操作。
6.根据权利要求3所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,所述密钥库中包含多种国密算法,所述计量终端根据所述第一激活报文激活密钥库并选择相应的国密算法。
7.根据权利要求6所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,在时间t间隔后,所述前置服务器对应用认证***中使用的国密算法进行切换,在切换成功后向所述计量终端发送第二激活指令,所述计量终端根据第二激活指令在计量终端的密钥库中选择相应的国密算法进行加密/解密操作。
8.根据权利要求7所述的一种具备高安全性的电力计量平台,其特征在于,在时间T中,所述前置服务器调用应用认证***对采用旧国密算法加密的计量终端业务数据进行解密,在T时间后,只对采用新国密算法加密的计量终端业务数据进行解密。
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CN115134113A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-09-30 | 山东鲁软数字科技有限公司 | 平台数据安全认证方法、***、终端及存储介质 |
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