CN104821879A - 一种电力系统数据调动中的加密方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力系统数据调动中的加密方法，包括如下步骤：发送端向对方发送数据时，将数据分割以产生多个数据区块，采集发送人员的声纹特征和其他生物特征并量化为第一生物特征数据，并分割以产生多个第一生物特征数据区块，所述第一生物特征数据与所述数据区块整合并加密，从而得到第一密文，发送端和接收端之间还设置有多个中间检测器，其用于根据第一密文传输速度的不同而进行不同次的加密，最终得到多个不同的最终密文被接收端接收到，加密时记录相关数据以提供解密参用数据，接收端进行解密得到第二生物特征数据和解密明文，将所述第二生物特征数据与预设生物特征数据进行比对来判断解密明文是否可信。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统数据调动中的加密方法。
背景技术
电磁-机电暂态混合实时仿真代表了电力系统仿真的发展方向，基于电磁-机电暂态混合实时仿真的交直流电网仿真技术研发试验系统将为大电网安全防御提供强大的系统支持。南方电网技术中心和清华大学联合承担“十一五”国家科技支撑计划重大项目课题，对基于RTDS-数字计算服务器接口的电磁-机电暂态混合实时仿真进行开发。
2007年10月，南方电网仿真实验室着手开始设计和研制中国南方电网(110kV及以上)交直流电力系统实时仿真平台，平台简称为SMRT(SuperMixed Real-Time)。该实时仿真平台将基于RTDS电磁暂态实时仿真和基于并行数字计算机的机电暂态实时仿真通过设计的接口设备相连接，能够对大规模交直流混合电力系统进行真实的模拟和连续的实时仿真以满足南方电网直流和交流系统控制器和保护及各种自动化设备的试验和参数整定、各种运行方式和安全对策的规划、各种故障及非正常运行方式的再现和对策研究等需要。
加密技术在信息的传递中至关重要，同样地，在机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统之间传输数据的安全性也是一个重大课题，传统上的加密方法没有实时地将接收或发送数据人员的信息整合在数据中，存在一定的安全缺陷。而且一旦加密信息泄露出去，再想办法补救也无法挽回因为数据泄露而造成的损失。
发明内容
本发明的目的之一是提供电力系统数据调动中的加密方法；
本发明的另一目的是提供一种数据加密方法；
本发明的再一目的是在加密信息可能泄露时加密信息自毁的方法。
本发明提供的技术方案为：
一种电力系统数据调动中的加密方法，包括如下步骤：
当机电暂态仿真系统或电磁暂态仿真系统作为发送端向对方发送数据时，将所述数据分割以产生多个数据区块，
机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统均连接有生物特征识别设备，用于采集发送人员的声纹特征和其他生物特征，所述声纹特征和所述其他生物特征被量化为第一生物特征数据，所述第一生物特征数据被分割以产生多个第一生物特征数据区块，
所述第一生物特征数据与所述数据区块整合得到整合数据，对所述整合数据进行包括散列函数运算在内的单项函数运算以加密，从而得到第一密文，
所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统之间的通讯线还连接有多个中间检测器，所述中间检测器设置有传输信号速度监测装置用于检测在所述通讯线上传输的所述第一密文的传输速率，每当所述第一密文的传输速率低于预设速度的阈值超过第一预设时间阈值时，则对所述第一密文进行一次加密，最终经过不同次加密得到的多个不同的最终密文被所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到，
在加密程序中数据区块的选定及其顺序、第一生物特征数据的选定及其顺序、中间检测器对第一密文的加密方式和次数、以及相关信息将会被记录，以提供解密参用数据，
所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到所述第一密文或所述最终密文后，根据提供的所述解密参用数据开始对所述第一密文或所述最终密文进行解密，解密后得到第二生物特征数据和解密明文，将所述第二生物特征数据与预设生物特征数据进行比对，若所述第二生物特征数据与所述预设生物特征数据比对成功，则判定加密和解密成功且所述解密明文可信，若所述第二特征数据与所述预设生物特征数据比对失败，则判定加密和解密失败且所述解密明文不可信。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统均设置有预设生物特征数据库，所述预设生物特征数据库用于存储预先采集并量化的所述发送人员的预先生物特征数据，所述预设生物特征数据库的建立方法为：首先使用生物特征识别设备预先采集所有所述发送人员的生物特征，所述生物特征包括声纹特征和其他生物特征，并将所述生物特征量化为生物特征数据，然后设定出一门限值，定义出多个数值范围，其中所述数值范围各自具有一量化值，若生物特征数据落入所述数值范围其中之一，则以所述数值范围的量化值做为一量化特征数据取代所述生物特征数据；
所述第二生物特征数据与所述预设生物特征数据比对的方法为：判定所述第二生物特征数据是否超出所述量化值的阈值范围，若所述第二生物特征数据未超出所述量化值的阈值范围，则判定比对成功，若所述第二生物特征数据超出所述量化值的阈值范围，则判定比对失败。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，还包括如下步骤：
所述第一密文还携带有时钟信号和自毁程序，当所述第一密文或所述中间密文或所述最终密文在超过第二预设时间的阈值时，未被所述接收端所接收或进行所述解密，所述自毁程序启动并毁掉所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，还包括如下步骤：
当包括所述第一密文、所述中间密文、和所述最终密文的自毁的总数目超过预设自毁数目的阈值时，所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统关闭网口以中断数据的传输。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述机电暂态仿真系统设置有物理隔离设备用于控制其与所述电磁暂态仿真系统之间的网络连接状态，当所述机电暂态仿真系统启动所述物理隔离设备时，所述电磁暂态仿真系统与所述机电暂态仿真系统处于网络断开状态，反之，所述电磁暂态仿真系统可与所述机电暂态仿真系统网络连接。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述自毁程序中包含有复制程序，所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文在自毁前，自毁程序启动复制程序将所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文进行复制，除去所述时钟信号，并传输和存储至所述物理隔离设备中。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述其他生物特征为指纹特征、掌纹特征、脸型特征、虹膜特征、按键力度特征、和签字特征中的任意一种或两种，并且设定时间上相邻的两次数据调动中使用的所述其他生物特征的种类不相同。
优选的是，所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述通讯线为电力系统的电力线通道或网线。
本发明的有益效果：
本发明利用发送人员的声纹特征等生物特征和传输的数据整合后进行加密，使加密数据中带有随机性和不可预知性；同时，根据声纹的波动变化，可以判断是否接收人员或发送人员的情绪变化，若情绪变化明显超过阈值，可停止解密，再有，设定时间上相邻的两次数据调动中使用的所述其他生物特征的种类不相同，具有更高的安全性；
本发明中设置有传输信号速度监测装置用于检测传输中数据的传输速率，并根据其传输速率进行多次加密，提高了数据的加密强度和破解难度；本发明中的第一密文还携带有自毁程序，防止数据在传输过程中被截获以造成机密泄露，安全性更高；
同时，本发明中还设置有物理隔离装置，使机电暂态仿真系统可根据需要是否与电磁暂态仿真系统网络连接。
附图说明
图1为本发明所述的电力系统数据调动中的加密方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，一种电力系统数据调动中的加密方法，包括如下步骤：
当机电暂态仿真系统或电磁暂态仿真系统作为发送端向对方发送数据时，将所述数据分割以产生多个数据区块。
机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统均连接有生物特征识别设备，用于采集发送人员的声纹特征和其他生物特征，这里指的发送人员一般指一个，采集其声纹特征和其他生物特征，所述其他生物特征为指纹特征、掌纹特征、脸型特征、虹膜特征、按键力度特征、和签字特征中的任意一种或两种，并且设定时间上相邻的两次数据调动中使用的所述其他生物特征的种类不相同，这样可以防止恶意盗取数据。
所述声纹特征和所述其他生物特征被量化为第一生物特征数据，所述第一生物特征数据被分割以产生多个第一生物特征数据区块。
所述第一生物特征数据与所述数据区块整合得到整合数据，对所述整合数据进行包括散列函数运算在内的单项函数运算以加密，从而得到第一密文，
所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统之间的通讯线还连接有多个中间检测器，所述通讯线为电力系统的电力线通道或网线，所述中间检测器设置有传输信号速度监测装置用于检测在所述通讯线上传输的所述第一密文的传输速率，每当所述第一密文的传输速率低于预设速度的阈值超过第一预设时间阈值时，则对所述第一密文进行一次加密，最终经过不同次加密得到的多个不同的最终密文被所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到，这样每个第一密文最终生成的最终密文的加密方法和次数都是不一样的，多样性提高了数据的加密复杂程度，保护了数据的安全
在加密程序中数据区块的选定及其顺序、第一生物特征数据的选定及其顺序、中间检测器对第一密文的加密方式和次数、以及相关信息将会被记录，以提供解密参用数据。
所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统均设置有预设生物特征数据库，所述预设生物特征数据库用于存储预先采集并量化的所述发送人员的预设生物特征数据，所述预设生物特征数据库的建立方法为：首先使用生物特征识别设备预先采集所有所述发送人员的生物特征，所述生物特征包括声纹特征和其他生物特征，并将所述生物特征量化为生物特征数据，然后设定出一门限值，定义出多个数值范围，其中所述数值范围各自具有一量化值，若生物特征数据落入所述数值范围其中之一，则以所述数值范围的量化值做为一量化特征数据取代所述生物特征数据。
所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到所述第一密文或所述最终密文后，根据提供的所述解密参用数据开始对所述第一密文或所述最终密文进行解密，解密后得到第二生物特征数据和解密明文，将所述第二生物特征数据与预设生物特征数据进行比对，判定所述第二生物特征数据是否超出所述量化值的阈值范围，若所述第二生物特征数据未超出所述量化值的阈值范围，则比对成功，判定加密和解密成功且所述解密明文可信，若所述第二生物特征数据超出所述量化值的阈值范围，则比对不成功，则判定加密和解密失败且所述解密明文不可信。
所述的电力系统数据调动中的加密方法中，还包括如下步骤：
所述第一密文还携带有时钟信号和自毁程序，当所述第一密文或所述中间密文或所述最终密文在超过第二预设时间的阈值时，未被所述接收端所接收或进行所述解密，所述自毁程序启动并毁掉所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文，并且，当包括所述第一密文、所述中间密文、和所述最终密文的自毁的总数目超过预设自毁数目的阈值时，所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统关闭网口以中断数据的传输。
所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述机电暂态仿真系统设置有物理隔离设备用于控制其与所述电磁暂态仿真系统之间的网络连接状态，当所述机电暂态仿真系统启动所述物理隔离设备时，所述电磁暂态仿真系统与所述机电暂态仿真系统处于网络断开状态，反之，所述电磁暂态仿真系统可与所述机电暂态仿真系统网络连接。这样机电暂态仿真系统可以是否与电磁暂态仿真系统产生数据调动，一旦电磁暂态仿真系统发生任何安全问题，几点暂态仿真系统可以迅速与电磁暂态仿真系统断开网络连接，同时也能物理层面也能保持联系。
所述的电力系统数据调动中的加密方法中，所述自毁程序中包含有复制程序，所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文在自毁前，自毁程序启动复制程序将所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文进行复制，除去所述时钟信号，并传输和存储至所述物理隔离设备中，这样可以防止数据的丢失，以免彻底失去发生自毁的加密后的数据。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，包括如下步骤：
当机电暂态仿真系统或电磁暂态仿真系统作为发送端向对方发送数据时，将所述数据分割以产生多个数据区块，
机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统均连接有生物特征识别设备，用于采集发送人员的声纹特征和其他生物特征，所述声纹特征和所述其他生物特征被量化为第一生物特征数据，所述第一生物特征数据被分割以产生多个第一生物特征数据区块，
所述第一生物特征数据与所述数据区块整合得到整合数据，对所述整合数据进行包括散列函数运算在内的单项函数运算以加密，从而得到第一密文，
所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统之间的通讯线还连接有多个中间检测器，所述中间检测器设置有传输信号速度监测装置用于检测在所述通讯线上传输的所述第一密文的传输速率，每当所述第一密文的传输速率低于预设速度的阈值超过第一预设时间阈值时，则对所述第一密文进行一次加密，最终经过不同次加密得到的多个不同的最终密文被所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到，
在加密程序中数据区块的选定及其顺序、第一生物特征数据的选定及其顺序、中间检测器对第一密文的加密方式和次数、以及相关信息将会被记录，以提供解密参用数据，
所述电磁暂态仿真系统或所述机电暂态仿真系统作为接收端接收到所述第一密文或所述最终密文后，根据提供的所述解密参用数据开始对所述第一密文或所述最终密文进行解密，解密后得到第二生物特征数据和解密明文，将所述第二生物特征数据与预设生物特征数据进行比对，若所述第二生物特征数据与所述预设生物特征数据比对成功，则判定加密和解密成功且所述解密明文可信，若所述第二特征数据与所述预设生物特征数据比对失败，则判定加密和解密失败且所述解密明文不可信。
2.如权利要求1所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统均设置有预设生物特征数据库，所述预设生物特征数据库用于存储预先采集并量化的所述发送人员的预先生物特征数据，所述预设生物特征数据库的建立方法为：首先使用生物特征识别设备预先采集所有所述发送人员的生物特征，所述生物特征包括所述声纹特征和所述其他生物特征，并将所述生物特征量化为生物特征数据，然后设定出一门限值，定义出多个数值范围，其中所述数值范围各自具有一量化值，若生物特征数据落入所述数值范围其中之一，则以所述数值范围的量化值做为一量化特征数据取代所述生物特征数据；
所述第二生物特征数据与所述预设生物特征数据比对的方法为：判定所述第二生物特征数据是否超出所述量化值的阈值范围，若所述第二生物特征数据未超出所述量化值的阈值范围，则判定比对成功，若所述第二生物特征数据超出所述量化值的阈值范围，则判定比对失败。
3.如权利要求1所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述第一密文还携带有时钟信号和自毁程序，当所述第一密文或所述中间密文或所述最终密文在超过第二预设时间的阈值时，未被所述接收端所接收或进行所述解密，所述自毁程序启动并毁掉所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文。
4.如权利要求3所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，还包括如下步骤：
当包括所述第一密文、所述中间密文、和所述最终密文的自毁的总数目超过预设自毁数目的阈值时，所述机电暂态仿真系统和所述电磁暂态仿真系统关闭网口以中断数据的传输。
5.如权利要求1或2或3所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，所述机电暂态仿真系统设置有物理隔离设备用于控制其与所述电磁暂态仿真系统之间的网络连接状态。
6.如权利要求5所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，所述自毁程序中包含有复制程序，所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文在自毁前，自毁程序启动复制程序将所述第一密文、所述中间密文、或所述最终密文进行复制，除去所述时钟信号，并传输和存储至所述物理隔离设备中。
7.如权利要求1所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，所述其他生物特征为指纹特征、掌纹特征、脸型特征、虹膜特征、按键力度特征、和签字特征中的任意一种或两种，并且设定时间上相邻的两次数据调动中使用的所述其他生物特征的种类不相同。
8.如权利要求1所述的电力系统数据调动中的加密方法，其特征在于，所述通讯线为电力系统的电力线通道或网线。
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