CN116633543B - 一种1553b通讯协议数据加密方法 - Google Patents
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Abstract
一种1553B通讯协议数据加密方法，属于通讯协议数据加密技术领域，包括如下步骤：步骤S01：定义用于规定数据写入与读取的接口数据文件格式；步骤S02：每个数据块包含具有字节的数据内容，定义每个字节各个数据位含义；步骤S03：数据按照接口数据文件规定格式输入；步骤S04：将输入的数据块拆分成大小相等的待加密数据块等。本发明的加密算法的1553B数据传输通讯网络采用多种加密算法随机组合加密，安全性和可靠性强。
Description
技术领域
本发明属于通讯协议数据加密技术领域，尤其涉及一种1553B通讯协议数据加密方法。
背景技术
1553B总线的全称为MIL-STD-1553B数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线，是一种数字式时分制串行数据总线。目前，在航电***中广泛采用标准的1553B通讯协议进行数据传输。1553B通讯协议传输数据高效且稳定，但由于各设备均采用相同标准的1553B通讯协议，会存在安全隐患，影响通讯网络的安全性和可靠性。
目前，常见的1553B数据加密方法步骤如下：
1)获取待加密数据，根据待加密数据的内存占用大小确定分割数量；
2)根据分割数量对待加密数据进行平均分割，得到无序数据块；
3)在无序数据块的头部加入顺序编码，得到待加密数据块；
4)记录每个待加密数据块形成的时间信息，得到加密时间数据；
5)根据加密时间数据，从预设的数据库中调取相应的数据提取方案，并根据数据提取方案对待加密数据块进行数据提取；
6)解析加密时间数据，提取秒数及毫秒数，得到两组随机数；
7)根据两组随机数，从数据库中调取对应的数据提取方法；
8)解析数据提取方案，按照提取的位置和数据大小对待加密数据块进行数据提取，得到随机加密数据；
9)按照预设的***顺序对待加密数据块进行拆分，得到多个拆分数据块；
10)在每个拆分数据块的头部加入随机加密数据，按照拆分顺序对所有拆分数据块进行拼接；
11)加密时间数据在发送之前，对其进行加密。
其缺点是当加密时间与加密数据匹配存在误差，将会造成数据丢失；加密过程繁琐，传输效率低。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种1553B通讯协议数据加密方法，提高1553B数据传输的安全性。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种1553B通讯协议数据加密方法，包括如下步骤：
步骤S01：定义用于规定数据写入与读取的接口数据文件格式，该接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，划分数据块；
步骤S02：每个数据块包含具有字节的数据内容，定义每个字节各个数据位含义；
步骤S03：数据按照接口数据文件规定格式输入；
步骤S04：将输入的数据块拆分成大小相等的待加密数据块；
步骤S05：在每个待加密数据块前添加数据头，记录待加密数据块顺序；
步骤S06：记录当前***时间，并提取秒数、毫秒数及微秒数；
步骤S07：将微秒数、秒数与加密算法建立对应关系，形成加密算法链表；
步骤S08：将毫秒数与排序算法建立对应关系，形成排序算法链表；
步骤S09：利用微秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对各待加密数据块分别进行数据加密；
步骤S10：利用毫秒数在排序算法链表中查询相应排序算法，并对各个已加密的数据块进行重新排序；
步骤S11：利用秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对排序后的数据块进行二次加密；
步骤S12：将秒数、毫秒数及微秒数进行组合，通过微秒数在加密数据库目录中查询相应加密算法进行加密，作为第一块数据单独发送，以此为接收端解码依据。
进一步地，所述步骤S01中，接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，即不同设备的数据使用不同的RT号；在同一设备下，按照消息内容对数据块再次划分，即不同数据块使用不同的SA号。
进一步地，所述步骤S02中，每个数据块包含最多28字节的数据内容，定义内容包含该数据块所在的字节号、开始字位、结束字位、有无符号位、数值型、解释型。
进一步地，所述步骤S04中，拆分过程按照以下方式：当数据块字节数大于18字节时，将数据块补齐至28字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成4块待加密数据块；当数据块字节数等于18字节时，将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数大于10字节且小于18字节时，将数据块补齐至18字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数等于10字节时，将该数据块均匀分成2块待加密数据块；当数据块字节数小于10字节时，将数据块补齐至10字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成2块待加密数据块。
进一步地，所述步骤S09中，加密算法链表包括RSA算法、ElGamal算法、DES算法、IDEA算法。
进一步地，所述步骤S10中，排序算法链表包括直接***排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序、基数排序。
进一步地，所述步骤S11中，加密算法链表与步骤S07中的加密算法链表相同，即每块待加密数据块均进行两次算法组合加密。
进一步地，所述加密算法链表、排序算法链表、各加密算法及排序算法放置在1553B总线网络各终端设备内。
本发明的有益效果是：
1、本发明的1553B通讯协议的加密算法的1553B数据传输通讯网络采用多种加密算法随机组合加密，安全性和可靠性强；
2、本发明的1553B通讯协议的加密算法中数据包加密前后均为一个整体，故因加密、解密过程中造成的数据丢失概率低；
3、本发明的1553B通讯协议的加密算法链表、排序算法链表、各加密算法及排序算法提前放置在1553B总线网络各终端设备内，加密、解密效率高；
4、本发明的1553B通讯协议在无加密数据库、排序数据库的情况下，通过穷举法进行暴力破解的概率低，数据传输安全性高。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供了一种1553B通讯协议数据加密方法，包括如下步骤：
步骤S01：定义用于规定数据写入与读取的接口数据文件格式，该接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，划分数据块；
在步骤S01中，接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，即不同设备的数据使用不同的RT号；在同一设备下，按照消息内容对数据块再次划分，即不同数据块使用不同的SA号。
步骤S02：每个数据块包含具有字节的数据内容，定义每个字节各个数据位含义；
在步骤S02中，每个数据块包含最多28字节的数据内容，定义内容包含该数据块所在的字节号、开始字位、结束字位、有无符号位、数值型、解释型。
步骤S03：数据按照接口数据文件规定格式输入；
步骤S04：将输入的数据块拆分成大小相等的待加密数据块；
在步骤S04中，数据拆分过程需要综合考虑加密程度与加密传输效率两种属性，若拆分加密数据块数量减少，能提高加密传输效率，但会降低加密程度；若拆分加密数据块增加，能使加密程度提高，但会降低加密传输效率。综合考虑加密程度与加密传输效率，拆分过程按照以下方式：当数据块字节数大于18字节时，将数据块补齐至28字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成4块待加密数据块；当数据块字节数等于18字节时，将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数大于10字节且小于18字节时，将数据块补齐至18字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数等于10字节时，将该数据块均匀分成2块待加密数据块；当数据块字节数小于10字节时，将数据块补齐至10字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成2块待加密数据块。在保证加密程度的基础上，尽可能加快加密传输速率。
步骤S05：在每个待加密数据块前添加数据头，记录待加密数据块顺序；
步骤S06：记录当前***时间，并提取秒数、毫秒数及微秒数；
步骤S07：将微秒数、秒数与加密算法建立对应关系，形成加密算法链表；
步骤S08：将毫秒数与排序算法建立对应关系，形成排序算法链表；
加密算法链表、排序算法链表、各加密算法及排序算法应提前放置在总线各设备中，便于设备进行查询及加密、排序。
步骤S09：利用微秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对各待加密数据块分别进行数据加密；
在步骤S09中，加密算法链表包括RSA算法、ElGamal算法、DES算法、IDEA算法等。由于微秒数变化速率极快，属于随机数，增加了加密过程的随机性；包含多种加密算法的加密算法链表，使各个待加密数据块均采用不同的加密方式，有效增加了加密程度，大大降低了被破译风险。
步骤S10：利用毫秒数在排序算法链表中查询相应排序算法，并对各个已加密的数据块进行重新排序；
在步骤S10中，排序算法链表包括直接***排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序、基数排序等。由于毫秒数变化速率快，属于随机数，且包含多种排序算法，增加了排序加密过程的随机性，有效增加了加密程度。
步骤S11：利用秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对排序后的数据块进行二次加密；
在步骤S11中，由于秒数属于随机数，增加了加密过程的随机性。其中加密算法链表与步骤S07中的加密算法链表相同，即每块待加密数据块均进行了两次算法的组合加密，极大程度提升了数据安全性。
步骤S12：将秒数、毫秒数及微秒数进行组合，通过微秒数在加密数据库目录中查询相应加密算法进行加密，作为第一块数据单独发送，以此为接收端解码依据。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员对上述实施例进行改动、修改、替换和变型均属于本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S01：定义用于规定数据写入与读取的接口数据文件格式，该接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，划分数据块；
步骤S02：每个数据块包含具有字节的数据内容，定义每个字节各个数据位含义；
步骤S03：数据按照接口数据文件规定格式输入；
步骤S04：将输入的数据块拆分成大小相等的待加密数据块；
步骤S05：在每个待加密数据块前添加数据头，记录待加密数据块顺序；
步骤S06：记录当前***时间，并提取秒数、毫秒数及微秒数；
步骤S07：将微秒数、秒数与加密算法建立对应关系，形成加密算法链表；
步骤S08：将毫秒数与排序算法建立对应关系，形成排序算法链表；
步骤S09：利用微秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对各待加密数据块分别进行数据加密；
步骤S10：利用毫秒数在排序算法链表中查询相应排序算法，并对各个已加密的数据块进行重新排序；
步骤S11：利用秒数在加密算法链表中查询相应加密算法，并对排序后的数据块进行二次加密；
步骤S12：将秒数、毫秒数及微秒数进行组合，通过微秒数在加密数据库目录中查询相应加密算法进行加密，作为第一块数据单独发送，以此为接收端解码依据。
2.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S01中，接口数据文件根据总线上的不同设备对数据进行分类，即不同设备的数据使用不同的RT号；在同一设备下，按照消息内容对数据块再次划分，即不同数据块使用不同的SA号。
3.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S02中，每个数据块包含最多28字节的数据内容，定义内容包含该数据块所在的字节号、开始字位、结束字位、有无符号位、数值型、解释型。
4.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S04中，拆分过程按照以下方式：当数据块字节数大于18字节时，将数据块补齐至28字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成4块待加密数据块；当数据块字节数等于18字节时，将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数大于10字节且小于18字节时，将数据块补齐至18字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成3块待加密数据块；当数据块字节数等于10字节时，将该数据块均匀分成2块待加密数据块；当数据块字节数小于10字节时，将数据块补齐至10字节，补齐部分均为0，并将该数据块均匀分成2块待加密数据块。
5.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S09中，加密算法链表包括RSA算法、ElGamal算法、DES算法、IDEA算法。
6.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S10中，排序算法链表包括直接***排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序、基数排序。
7.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述步骤S11中，加密算法链表与步骤S07中的加密算法链表相同，即每块待加密数据块均进行两次算法组合加密。
8.根据权利要求1所述的一种1553B通讯协议数据加密方法，其特征在于：所述加密算法链表、排序算法链表、各加密算法及排序算法放置在1553B总线网络各终端设备内。
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