CN115567311B - 一种基于数据信息加密的加密***及加密方法 - Google Patents

一种基于数据信息加密的加密***及加密方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于数据信息加密的加密***，包括：电网子***、加密模块、解密模块和电网主***；所述电网子***包括数据采集单元和数据管理单元，所述数据采集单元用于采集电网数据，所述数据管理单元包括数据压缩和数据分流；所述加密模块包括一级加密单元、二级加密单元和发送单元。该方案最终实现通过对采集后的电网数据进行分流传输，分流传输后依次经过一级加密、唯一密匙赋予和二级加密后，获得安全加密数据，每层安全加密数据之间相互联系，下一层的安全加密数据通过解密模块的解密后能够为上一层的安全加密数据提供唯一密匙进行解密，在只获得一层数据时，无法打开密匙加密数据，避免了数据信息被拦截时大量流失现象。

Description

一种基于数据信息加密的加密***及加密方法
技术领域
本发明涉及电网数据信息安全技术领域，尤其涉及一种基于数据信息加密的加密***及加密方法。
背景技术
在配电网管理过程中，数据信息的传输作为配网自动化的一部分，是指用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理***，实现配电***正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。
配网自动化中，包含配网子***和配网主***，配网子***通过采集设备获取电网各站点的数据信息，之后将数据信息传输至配网主***中，配网主***对接收到的数据进行加工、处理,供调度人员提供配电网运行监视和控制，为了保障数据传输的安全性，通常需要对数据信息进行加密处理。
为了提高配电网发送数据信息的安全性，防止非法人员窃取电网数据的机密信息，现有技术已经公开了多种数据加密的方式，但是多采用对数据打包后集中加密的方式进行加密处理，加密处理后的数据信息在被拦截获取后，虽然无法快速破解，但是导致大量数据的流失，对配电网数据信息的安全管理带来隐患。
因此，有必要提供一种基于数据信息加密的加密***及加密方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于数据信息加密的加密***，解决了相关技术中，如何减少电网数据信息被拦截时大量流失的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的基于数据信息加密的加密***包括：
电网子***、加密模块、解密模块和电网主***；
所述电网子***包括数据采集单元和数据管理单元，所述数据采集单元用于采集电网数据，所述数据管理单元包括数据压缩和数据分流，用于对电网数据信息进行分层，分层后获得分流数据；
所述加密模块包括一级加密单元、二级加密单元和发送单元，所述一级加密单元包括分流数据的加密和密匙标记的赋予，用于分流数据的一级加密及唯一密匙的赋予，获得密匙加密数据，所述二级加密单元对密匙加密数据进行二级加密，获得安全加密数据，所述发送单元用于发动安全加密数据；
所述解密模块包括接收单元、二级解密单元、密匙比对单元和一级解密单元，所述接收单元用于接收安全加密数据，所述二级解密单元用于解密安全加密数据，获取一级加密数据和唯一密匙，所述密匙比对单元将解密后的唯一密匙与分层的一级加密数据进行比对，所述一级解密单元通过唯一密匙将一级加密数据进行解密，获取分流数据；
所述电网主***对分流数据进行展示和分析。
优选地，所述电网子***还包括数据备份单元，用于所述数据采集单元采集后的数据进行储存备份。
优选地，所述数据压缩用于采集数据的压缩以方便存储输送，所述数据分流用于对压缩后数据的分层传输。
优选地，所述数据管理单元还包括数据控制，所述数据控制用于控制所述数据分流分层传输的层数。
优选地，所述分流数据的加密对分流数据进行分层加密，上一层分流数据一级加密后获得一级加密数据，生成唯一密匙，所述密匙标记的赋予将唯一密匙赋予至下一层分流数据加密后获得的一级加密数据上，形成循环密匙标记。
优选地，所述基于数据信息加密的加密***还包括反馈模块，所述反馈模块用于反馈所述电网主***发送的反馈信息，反馈信息传输至电网子***，所述数据控制通过开启或关闭对应分层的分层数据。
优选地，所述基于数据信息加密的加密***还包括更新模块，所述更新模块包括周期定时单元和密匙更新单元，用于定期对唯一密匙进行更新。
优选地，所述更新模块还包括密匙数据库，用于对唯一密匙提供储存和比对的功能。
优选地，所述更新模块还包括信号识别单元，用于识别反馈信息的信号，反馈信息的信号经过所述信号识别单元时，所述密匙更新单元自动更新一次唯一密匙。
本发明还提供一种基于数据信息加密的加密方法，包括所述的基于数据信息加密的加密***，所述基于数据信息加密的加密方法具体包括以下步骤：
分流加密流程：
A100，数据流多层分流，获取分流数据；
A200，分流数据进行一级加密，获取一级加密数据，加密后将下一层一级加密数据的唯一密匙标记在上一层一级加密数据上，形成循环标记，获取密匙加密数据。
A300，将密匙加密数据打包后进行二级加密，获得安全加密数据；
A400，安全加密数据通过通信传输发送，解密模块接收安全加密数据；
A500，安全加密数据通过解密模块优先进行二级解密，获取一级加密数据及唯一密匙，唯一密匙通过比对后再进行一级解密，安全解密且获取分流数据；
A600，解密后的分流数据通过主***进行展示和分析；
密匙更新流程：
B100，一层安全加密数据被拦截时，解密模块可以接收区域的安全加密数据，该层安全加密数据无法接收，且无法展示，上一层分流数据能够接收，无法解密显示；
B200，主***通过反馈模块将反馈信息传输至电网子***，电网子***及时维护；
B300，反馈模块传输反馈信息的同时，更新模块识别并自动对分流数据一级加密时的唯一密匙进行更新。
与相关技术相比较，本发明提供的基于数据信息加密的加密***具有如下
有益效果：
通过对采集后的电网数据进行分流传输，分流传输后依次经过一级加密、唯一密匙赋予和二级加密后，获得安全加密数据，每层安全加密数据之间相互联系，下一层的安全加密数据通过解密模块的解密后能够为上一层的安全加密数据提供唯一密匙进行解密，在只获得一层数据时，无法打开密匙加密数据，避免了数据信息被拦截时大量流失现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于数据信息加密的加密***的第一实施例的***图；
图2为图1所示的电网子***部分的框图；
图3为图2所示的数据管理单元部分的框图；
图4为图1所示的加密模块部分的框图；
图5为图4所示一级加密单元部分的框图；
图6为图1所示的解密模块部分的框图；
图7为本发明提供的基于数据信息加密的加密***的第二实施例的***框图；
图8为图7所示的更新模块部分的框图；
图9为本发明提供的基于数据信息加密的加密方法的加密流程图；
图10为本发明提供的基于数据信息加密的加密方法的密匙更新流程图。
附图标号说明：
1、电网子***，11、数据采集单元，12、数据管理单元，121、数据压缩，122、数据分流，123、数据控制，13、数据备份单元；
2、加密模块，21、一级加密单元，211、分流数据的加密，212、密匙标记的赋予，22、二级加密单元，23、发送单元；
3、解密模块，31、接收单元，32、二级解密单元，33、密匙比对单元，34、一级解密单元；
4、电网主***；
5、反馈模块；
6、更新模块，61、周期定时单元，62、密匙更新单元，63、密匙数据库，64、信号识别单元。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基于数据信息加密的加密***。
第一实施例：
请结合参阅图1至图6，本发明的第一实施例中，基于数据信息加密的加密***包括：
电网子***1、加密模块2、解密模块3和电网主***4；
所述电网子***1包括数据采集单元11和数据管理单元12，所述数据采集单元11用于采集电网数据，所述数据管理单元12包括数据压缩121和数据分流122，用于对电网数据信息进行分层，分层后获得分流数据；
所述加密模块2包括一级加密单元21、二级加密单元22和发送单元23，所述一级加密单元21包括分流数据的加密211和密匙标记的赋予212，用于分流数据的一级加密及唯一密匙的赋予，获得密匙加密数据，所述二级加密单元22对密匙加密数据进行二级加密，获得安全加密数据，所述发送单元23用于发动安全加密数据；
所述解密模块3包括接收单元31、二级解密单元32、密匙比对单元33和一级解密单元34，所述接收单元31用于接收安全加密数据，所述二级解密单元32用于解密安全加密数据，获取一级加密数据和唯一密匙，所述密匙比对单元33将解密后的唯一密匙与分层的一级加密数据进行比对，所述一级解密单元34通过唯一密匙将一级加密数据进行解密，获取分流数据；
所述电网主***4对分流数据进行展示和分析。
通过对采集后的电网数据进行分流传输，分流传输后依次经过一级加密、唯一密匙赋予和二级加密后，获得安全加密数据，每层安全加密数据之间相互联系，下一层的安全加密数据通过解密模块3的解密后能够为上一层的安全加密数据提供唯一密匙进行解密，在只获得一层数据时，无法打开密匙加密数据，避免了数据信息被拦截时大量流失现象。
在本实施例中，所述一级加密单元21用于对分流数据的初步加密，加密后生成唯一密匙，唯一密匙提取后只能够使用一次，无论是否解锁，使用后，密匙自动删除，避免了密匙被重复测试后解锁相连的分流数据。
在本实施例中，所述解密模块3还包括分流整合单元，用于对解密后分流数据进行整合，形成完整的配电网数据信息，同时对分流数据加密后是否完整传输具有检测功能，方便电网主***4的快速辨别。
请再次参阅图2，所述电网子***1还包括数据备份单元13，用于所述数据采集单元11采集后的数据进行储存备份。
数据备份单元13对数据备份之前，需要经过数据压缩121的压缩处理，以缩小备份数据的占用空间，在数据信息传输故障修复后能够通过备份数据延续之前传输的数据信息，保持数据信息传输的完整性。
请参阅图3，所述数据压缩121用于采集数据的压缩以方便存储输送，所述数据分流122用于对压缩后数据的分层传输。
在本实施例中，数据压缩121不仅方便数据的储存备份，同时方便数据的传输，提高流畅性。
在本实施例中，数据分流122对采集后压缩的数据进行分层传输，形成分层数据，为分层加密提供支持。
请再次参阅图3，所述数据管理单元12还包括数据控制123，所述数据控制123用于控制所述数据分流122分层传输的层数。
在本实施例中，分层传输的层数大于等于三，使得下一层分层数据能够将唯一密匙赋予至上一层分层数据上。
请再次参阅图6，所述分流数据的加密211对分流数据进行分层加密，上一层分流数据一级加密后获得一级加密数据，生成唯一密匙，所述密匙标记的赋予212将唯一密匙赋予至下一层分流数据加密后获得的一级加密数据上，形成循环密匙标记。
关于数据信息的加密：
假设数据经过分离后形成四层的分层数据，分别为数据a、数据b、数据c和数据d；
数据a、数据b、数据c和数据d经过分流数据的加密211时；
数据a进行一级加密获得一级加密数据a及唯一密匙a；
数据b进行一级加密获得一级加密数据b及唯一密匙b；
数据c进行一级加密获得一级加密数据c及唯一密匙c；
数据d进行一级加密获得一级加密数据d及唯一密匙d；
密匙标记赋予212将数据a的唯一密匙a赋予至一级加密数据d上，获得密匙加密数据a；
密匙标记赋予212将数据b的唯一密匙b赋予至一级加密数据a上，获得密匙加密数据b；
密匙标记赋予212将数据c的唯一密匙c赋予至一级加密数据b上，获得密匙加密数据c；
密匙标记赋予212将数据d的唯一密匙d赋予至一级加密数据c上，获得密匙加密数据d；
获得密匙加密数据a、密匙加密数据b、密匙加密数据c和密匙加密数据d再依次经过二级加密，获得四层安全加密数据；
最终实现电网子***采集数据的安全加密和传输。
关于数据信息的解密：
接收单元31接收四层安全加密数据，通过二级解密单元32依次对四层安全加密数据进行二级解密，获得密匙加密数据a、密匙加密数据b、密匙加密数据c和密匙加密数据d；
密匙比对单元33从密匙加密数据a提取一级加密数据a及唯一密匙b；
密匙比对单元33从密匙加密数据b提取一级加密数据b及唯一密匙c；
密匙比对单元33从密匙加密数据c提取一级加密数据c及唯一密匙d；
密匙比对单元33从密匙加密数据d提取一级加密数据d及唯一密匙a；
一级解密单元34通过唯一密匙b解锁一级加密数据b；
一级解密单元34通过唯一密匙c解锁一级加密数据c；
一级解密单元34通过唯一密匙d解锁一级加密数据d；
一级解密单元34通过唯一密匙a解锁一级加密数据a；
最终实现分流数据的获取，所述电网主***4接收该分流数据后可进行展示，根据展示的内容来集中分析管理。
第二实施例：
请结合参阅图7至图8，基于本发明的第一实施例提供的一种基于数据信息加密的加密***，本发明的第二实施例提出另一种基于数据信息加密的加密***。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本发明的第二实施例提供的基于数据信息加密的加密***的不同之处在于，所述基于数据信息加密的加密***还包括反馈模块5，所述反馈模块5用于反馈所述电网主***4发送的反馈信息，反馈信息传输至电网子***1，所述数据控制123通过开启或关闭对应分层的分层数据。
电网主***4进行信息反馈时，电网子***1根据需求关闭对应的分层数据，阻止对应分层数据被拦截或窃取。
请结合参阅图7和图8，所述基于数据信息加密的加密***还包括更新模块6，所述更新模块6包括周期定时单元61和密匙更新单元62，用于定期对唯一密匙进行更新。
方便对一级加密时生成的唯一密匙提供更新的支持，使得唯一密匙能够根据需求定时更新，形成非固定密匙。
请再次参阅图8，所述更新模块6还包括密匙数据库63，用于对唯一密匙提供储存和比对的功能。
在本实施例中，每次更新的唯一密匙会储存在密匙数据库63中，且通过密匙比对来确定密匙的唯一性，避免出现重复的密匙。
请再次参阅图8，所述更新模块6还包括信号识别单元64，用于识别反馈信息的信号，反馈信息的信号经过所述信号识别单元64时，所述密匙更新单元62自动更新一次唯一密匙。
实现反馈信息传输的同时自动更新一次唯一密匙。
在本实施例中，反馈信息引起的密匙更新与周期定时单元61的定时更新不冲突。
且无论密匙如何更新，只要分层数据都被传输时，能够通过解密模块进行快速准确的解密，保障数据传输的流畅性。
关于分流数据被拦截：
四层安全加密数据分层输送，当其中一层安全加密数据被拦截窃取时，电网主***4能够快速识别；
识别到存在安全加密数据通道无数据输入时，电网主***4通过反馈模块5将无数据输入的信息输送给电网子***1；
通过电网子***1查看数据是否正常发送，若正常发送，则通过所述数据控制123关闭无法接收的该层安全加密数据的传输，再重新开启，查看是否属于设备异常；
该层安全加密数据在重启后仍处于无法接收的状态时，应关闭该层数据传输，减少数据分流的层数，维持数据的正常输送；
最终实现，单层的安全加密数据被拦截后可快速反馈且关闭该分层的数据传输，防止数据信息被连续窃取。
本发明还提供一种基于数据信息加密的加密方法，包括所述的基于数据信息加密的加密***，所述基于数据信息加密的加密方法具体包括以下步骤：
分流加密流程：
A100，数据流多层分流，获取分流数据；
A200，分流数据进行一级加密，获取一级加密数据，加密后将下一层一级加密数据的唯一密匙标记在上一层一级加密数据上，形成循环标记，获取密匙加密数据。
A300，将密匙加密数据打包后进行二级加密，获得安全加密数据；
A400，安全加密数据通过通信传输发送，解密模块接收安全加密数据；
A500，安全加密数据通过解密模块优先进行二级解密，获取一级加密数据及唯一密匙，唯一密匙通过比对后再进行一级解密，安全解密且获取分流数据；
A600，解密后的分流数据通过主***进行展示和分析；
密匙更新流程：
B100，一层安全加密数据被拦截时，解密模块可以接收区域的安全加密数据，该层安全加密数据无法接收，且无法展示，上一层分流数据能够接收，无法解密显示；
B200，主***通过反馈模块将反馈信息传输至电网子***，电网子***及时维护；
B300，反馈模块传输反馈信息的同时，更新模块识别并自动对分流数据一级加密时的唯一密匙进行更新。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于数据信息加密的加密***，其特征在于，包括：
电网子***、加密模块、解密模块和电网主***；
所述电网子***包括数据采集单元和数据管理单元，所述数据采集单元用于采集电网数据，所述数据管理单元包括数据压缩和数据分流，用于对电网数据信息进行分层，分层后获得分流数据；
所述加密模块包括一级加密单元、二级加密单元和发送单元，所述一级加密单元包括分流数据的加密和密匙标记的赋予，用于分流数据的一级加密及唯一密匙的赋予，获得密匙加密数据，所述二级加密单元对密匙加密数据进行二级加密，获得安全加密数据，所述发送单元用于发送安全加密数据；
所述解密模块包括接收单元、二级解密单元、密匙比对单元和一级解密单元，所述接收单元用于接收安全加密数据，所述二级解密单元用于解密安全加密数据，获取一级加密数据和唯一密匙，所述密匙比对单元将解密后的唯一密匙与分层的一级加密数据进行比对，所述一级解密单元通过唯一密匙将一级加密数据进行解密，获取分流数据；
所述电网主***对分流数据进行展示和分析；
所述分流数据的加密对分流数据进行分层加密，上一层分流数据一级加密后获得一级加密数据，生成唯一密匙，所述密匙标记的赋予将唯一密匙赋予至下一层分流数据加密后获得的一级加密数据上，形成循环密匙标记。
2.根据权利要求1所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述电网子***还包括数据备份单元，用于所述数据采集单元采集后的数据进行储存备份。
3.根据权利要求1所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述数据压缩用于采集数据的压缩以方便存储输送，所述数据分流用于对压缩后数据的分层传输。
4.根据权利要求1所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述数据管理单元还包括数据控制，所述数据控制用于控制所述数据分流分层传输的层数。
5.根据权利要求1所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述基于数据信息加密的加密***还包括反馈模块，所述反馈模块用于反馈所述电网主***发送的反馈信息，反馈信息传输至电网子***，所述数据控制通过开启或关闭对应分层的分层数据。
6.根据权利要求5所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述基于数据信息加密的加密***还包括更新模块，所述更新模块包括周期定时单元和密匙更新单元，用于定期对唯一密匙进行更新。
7.根据权利要求6所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述更新模块还包括密匙数据库，用于对唯一密匙提供储存和比对的功能。
8.根据权利要求7所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述更新模块还包括信号识别单元，用于识别反馈信息的信号，反馈信息的信号经过所述信号识别单元时，所述密匙更新单元自动更新一次唯一密匙。
9.一种基于数据信息加密的加密方法，包括如权利要求8中所述的基于数据信息加密的加密***，其特征在于，所述基于数据信息加密的加密方法具体包括以下步骤：
分流加密流程：
A100，数据流多层分流，获取分流数据；
A200，分流数据进行一级加密，获取一级加密数据，加密后将下一层一级加密数据的唯一密匙标记在上一层一级加密数据上，形成循环标记，获取密匙加密数据；
A300，将密匙加密数据打包后进行二级加密，获得安全加密数据；
A400，安全加密数据通过通信传输发送，解密模块接收安全加密数据；
A500，安全加密数据通过解密模块优先进行二级解密，获取一级加密数据及唯一密匙，唯一密匙通过比对后再进行一级解密，安全解密且获取分流数据；
A600，解密后的分流数据通过主***进行展示和分析；
密匙更新流程：
B100，一层安全加密数据被拦截时，解密模块可以接收区域的安全加密数据，该层安全加密数据无法接收，且无法展示，上一层分流数据能够接收，无法解密显示；
B200，主***通过反馈模块将反馈信息传输至电网子***，电网子***及时维护；
B300，反馈模块传输反馈信息的同时，更新模块识别并自动对分流数据一级加密时的唯一密匙进行更新。
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