CN115623472A - 一种电力物联网的安全通信访问方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力物联网的安全通信访问方法及***,涉及无线通信技术领域,其技术方案要点是:云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。本发明有效提高了数据在传输途径中的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,更具体地说,它涉及一种电力物联网的安全通信访问方法及***。
背景技术
电力物联网***中存在大量的用电终端设备,为了方便与大范围的用电终端设备进行通信,一般情况下采用云服务器与一定范围内的用电终端设备进行信息交互,尤其是在读取各个用电终端设备的详细数据时,云服务器直接向用电终端设备发送数据调用命令,云服务器再将接收到的数据传输至中心平台。
然而,传统的云服务器与用电终端设备之间缺乏一定的安全措施,在信息交互过程中极易因网络入侵而导致数据被篡改或泄密。为此,现有技术中有在云服务器与用电终端设备交互过程增加了安全校验和对信息加密的措施。例如,用电终端设备对待上传的数据进行加密,云服务器对接收的数据解密后,检验解密后的数据是否存在异常,在一定程度提高了信息交互的安全性;但是,一旦入侵端破解了加密算法,就可以对大范围的数据进行修改,而大范围修改后的数据在异常检查时效果并不明显;此外,还可以模拟生成虚假的数据调用命令,导致大量数据外泄。
因此,如何研究设计一种能够克服上述缺陷的电力物联网的安全通信访问方法及***是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足,本发明的目的是提供一种电力物联网的安全通信访问方法及***,将目标数据切分呈多个数据块后,通过第二终端依据关联特征进行辅助加密和传输,增强了数据加密的多样性,加大了入侵端入侵电力物联网的难度,即使破解了部分加密算法,也难以截取单一批次中的全部数据,更难以重复性的截取数据,有效提高了数据在传输途径中的安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
第一方面,提供了一种电力物联网的安全通信访问方法,包括以下步骤:
云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;
第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;
依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;
云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
进一步的,所述通过编码生成函数生成矢量编码序列的过程具体为:
依据第一参数确定需选取的第二终端数量以及需选取第二终端的分布环带区域;
将第二参数输入编码生成函数,得到表征分布环带区域中第二终端具体方向的矢量编码,并将所有的矢量编码排序组成矢量编码序列。
进一步的,所述第一参数和/或第二参数由云服务器确定,并与信息调用请求信号同时传输至第一终端。
进一步的,所述第一参数的获得过程具体为:
确定目标数据的实际数据量与标准数据量的比值;
选取不小于比值的最小整数作为第一参数。
进一步的,所述第二参数的获得过程具体为:
依据目标数据的实际数据量与第一参数的比值,确定数据块的平均数据量;
以平均数据量与标准数据量的比值确定弧度值,并将弧度值转换成标准半径下的弧长值,以弧长值作为第二参数。
进一步的,所述矢量编码序列中的矢量编码由分布环带区域的半径值和第二终端的方位角度确定。
进一步的,所述编码生成函数的表达式具体为:
其中,θi,j表示第j个分布环带区域中第i个第二终端的方位角度;L表示第二参数;N表示每个分布环带区域中需选取的第二终端数量;表示第j-1个分布环带区域中的内径、外径或平均半径;表示第j个分布环带区域中的内径、外径或平均半径;n为不小于0的整数。
进一步的,所述关联特征具体为:
若终端A向终端B发送数据,则终端B对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AB;
若终端A向终端C发送数据,则终端C对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AC;
若终端C向终端A发送数据,则终端A对相应数据进行加密的关联特征为关联特征CA;
以及,关联特征AB、关联特征AC和关联特征AC之间存在差异,且为唯一的关联特征。
进一步的,该安全通信访问方法还包括:
若云服务器获取目标数据失败和/或获取的目标数据存在异常;
则将第一终端和参与数据传输的第二终端列入异常列表。
第二方面,提供了一种电力物联网的安全通信访问***,包括云服务器、第一终端以及多个第二终端,云服务器、第一终端以及第二终端相互之间均通过无线网络连接;
其中,云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;
第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;
依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;
以及,云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明提供的一种电力物联网的安全通信访问方法,在云服务器和第一终端中配置一致的编码生成函数,保证了目标数据加密和解密过程的一致性;将目标数据切分呈多个数据块后,通过第二终端依据关联特征进行辅助加密和传输,增强了数据加密的多样性,加大了入侵端入侵电力物联网的难度,即使破解了部分加密算法,也难以截取单一批次中的全部数据,更难以重复性的截取数据,有效提高了数据在传输途径中的安全性;同时,将目标数据分流传输,有效提高了数据传输的时效性;
2、本发明采用的编码生成函数在生成矢量编码时,考虑了第二终端的方向和分布范围,仅仅需要两个参数即可完成目标数据的切分,保证了云服务器只有在接收所有的数据块后才能对数据块进行正确解密,同时使得云服务器能够实现对接收的数据块进行排序,操作简单;
3、本发明中以数据块的数量作为第一参数,同时依据每个数据块的平均数据量来确定第二参数,使得云服务器与第一终端之间不需要传输任何参数即可完成对解密后的明文块进行排序,同时可以确定所接收的数据是否存在异常,以此实现对第一终端和多个第二终端的自检;
4、本发明中的关联特征与两个终端之间的具体数据发送方向相关,避免了入侵端在成功入侵其中一个终端后,通过逆向操作完成两个终端的入侵,加大了入侵端全面入侵电力物联网的难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1是本发明实施例中的工作原理图;
图2是本发明实施例中的***框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例1:一种电力物联网的安全通信访问方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1:云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;
S2:第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;
S3:依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;
S4:云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
需要说明的是,第一终端与第二终端的身份可以实现转换。例如,若云服务器向其中一个终端发送信息调用请求信号,则该终端为第一终端,而其他终端为第二终端。
本发明在云服务器和第一终端中配置一致的编码生成函数,保证了目标数据加密和解密过程的一致性;将目标数据切分呈多个数据块后,通过第二终端依据关联特征进行辅助加密和传输,增强了数据加密的多样性,加大了入侵端入侵电力物联网的难度,即使破解了部分加密算法,也难以截取单一批次中的全部数据,更难以重复性的截取数据,有效提高了数据在传输途径中的安全性;同时,将目标数据分流传输,有效提高了数据传输的时效性。
作为一种可选的实施方式,编码生成函数可以采用随机编码函数,通过一个输入参数,即可以在云服务器和第一终端内生成一一对应的编码。
作为另一种可选的实施方式,为了避免编码生成函数和输入参数被破解截取,编码生成函数在生成矢量编码时,考虑了第二终端的方向和分布范围,通过编码生成函数生成矢量编码序列的过程具体为:依据第一参数确定需选取的第二终端数量以及需选取第二终端的分布环带区域;将第二参数输入编码生成函数,得到表征分布环带区域中第二终端具体方向的矢量编码,并将所有的矢量编码排序组成矢量编码序列。本发明仅仅需要两个参数即可完成目标数据的切分,保证了云服务器只有在接收所有的数据块后才能对数据块进行正确解密,同时使得云服务器能够实现对接收的数据块进行排序,操作简单。
编码生成函数的表达式具体为:
其中,θi,j表示第j个分布环带区域中第i个第二终端的方位角度;L表示第二参数;N表示每个分布环带区域中需选取的第二终端数量;表示第j-1个分布环带区域中的内径、外径或平均半径;表示第j个分布环带区域中的内径、外径或平均半径;n为不小于0的整数。
例如,假设分布环带区域一共有三个,每个分布环带区域中需要选取3个第二终端,第二参数与三个由内到外的分布环带区域半径之比所体现的圆心角度数分别为50°、60°和70°,若求解θ2,2,以Y方向为起始0度数,则得到θ2,3=50×3+60×2=270,对应的矢量编码为
作为一种可选的实施方式,第一参数和/或第二参数由云服务器确定,并与信息调用请求信号同时传输至第一终端。
作为另一种可选的实施方式,第一参数的获得过程具体为:确定目标数据的实际数据量与标准数据量的比值;选取不小于比值的最小整数作为第一参数。
此外,第二参数的获得过程具体为:依据目标数据的实际数据量与第一参数的比值,确定数据块的平均数据量;以平均数据量与标准数据量的比值确定弧度值,并将弧度值转换成标准半径下的弧长值,以弧长值作为第二参数。
而矢量编码序列中的矢量编码由分布环带区域的半径值和第二终端的方位角度确定,且在选取第二终端时以最小角度偏差进行就近选择。
本发明中以数据块的数量作为第一参数,同时依据每个数据块的平均数据量来确定第二参数,使得云服务器与第一终端之间不需要传输任何参数即可完成对解密后的明文块进行排序,同时可以确定所接收的数据是否存在异常,以此实现对第一终端和多个第二终端的自检。
为了避免了入侵端在成功入侵其中一个终端后,通过逆向操作完成两个终端的入侵,本发明中的关联特征与两个终端之间的具体数据发送方向相关,加大了入侵端全面入侵电力物联网的难度。关联特征具体为:若终端A向终端B发送数据,则终端B对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AB;若终端A向终端C发送数据,则终端C对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AC;若终端C向终端A发送数据,则终端A对相应数据进行加密的关联特征为关联特征CA;以及,关联特征AB、关联特征AC和关联特征AC之间存在差异,且为唯一的关联特征。
本发明中的安全通信访问方法还包括:若云服务器获取目标数据失败和/或获取的目标数据存在异常;则将第一终端和参与数据传输的第二终端列入异常列表。
实施例2:一种电力物联网的安全通信访问***,该***用于实现实施例1中所记载的一种电力物联网的安全通信访问方法,如图2所示,包括云服务器、第一终端以及多个第二终端,云服务器、第一终端以及第二终端相互之间均通过无线网络连接。
其中,云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;以及,云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
工作原理:本发明在云服务器和第一终端中配置一致的编码生成函数,保证了目标数据加密和解密过程的一致性;将目标数据切分呈多个数据块后,通过第二终端依据关联特征进行辅助加密和传输,增强了数据加密的多样性,加大了入侵端入侵电力物联网的难度,即使破解了部分加密算法,也难以截取单一批次中的全部数据,更难以重复性的截取数据,有效提高了数据在传输途径中的安全性;同时,将目标数据分流传输,有效提高了数据传输的时效性。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,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,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,包括以下步骤:
云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;
第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;
依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;
云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
2.根据权利要求1所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述通过编码生成函数生成矢量编码序列的过程具体为:
依据第一参数确定需选取的第二终端数量以及需选取第二终端的分布环带区域;
将第二参数输入编码生成函数,得到表征分布环带区域中第二终端具体方向的矢量编码,并将所有的矢量编码排序组成矢量编码序列。
3.根据权利要求2所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述第一参数和/或第二参数由云服务器确定,并与信息调用请求信号同时传输至第一终端。
4.根据权利要求2所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述第一参数的获得过程具体为:
确定目标数据的实际数据量与标准数据量的比值;
选取不小于比值的最小整数作为第一参数。
5.根据权利要求2所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述第二参数的获得过程具体为:
依据目标数据的实际数据量与第一参数的比值,确定数据块的平均数据量;
以平均数据量与标准数据量的比值确定弧度值,并将弧度值转换成标准半径下的弧长值,以弧长值作为第二参数。
6.根据权利要求2所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述矢量编码序列中的矢量编码由分布环带区域的半径值和第二终端的方位角度确定。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,所述关联特征具体为:
若终端A向终端B发送数据,则终端B对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AB;
若终端A向终端C发送数据,则终端C对相应数据进行加密的关联特征为关联特征AC;
若终端C向终端A发送数据,则终端A对相应数据进行加密的关联特征为关联特征CA;
以及,关联特征AB、关联特征AC和关联特征AC之间存在差异,且为唯一的关联特征。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种电力物联网的安全通信访问方法,其特征是,该安全通信访问方法还包括:
若云服务器获取目标数据失败和/或获取的目标数据存在异常;
则将第一终端和参与数据传输的第二终端列入异常列表。
10.一种电力物联网的安全通信访问***,其特征是,包括云服务器、第一终端以及多个第二终端,云服务器、第一终端以及第二终端相互之间均通过无线网络连接;
其中,云服务器向第一终端发送信息调用请求信号;
第一终端依据信息调用请求信号提取目标数据,同时通过编码生成函数生成矢量编码序列,并将目标数据切分成数据块,以及依据矢量编码序列将数据块传输至对应的多个第二终端;
依据第二终端与第一终端之间的关联特征对相应第二终端所接收的数据块加密,并将加密形成的密文块发送至云服务器;
以及,云服务器依据关联特征将接收的对应密文块解密形成明文块,并通过编码生成函数生成矢量编码序列,以及依据矢量编码序列对所有的明文块进行排序组合,得到目标数据。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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