CN110740035B - 一种智能表具加密系统以及加密方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能表具加密系统以及加密方法，包括：基表，包括第一控制器和连接第一控制器的第一加密模块；算法更新装置，包括第二控制器和连接第二控制器的至少一个第二加密模块，至少一个第二加密模块储存至少一种第二加密算法；第二控制器用于识别第一加密模块中的加密算法类型信息数据，当第二加密模块的加密算法类型信息数据与第一加密模块的加密算法类型信息数据不一致时，第一控制器将第一加密模块中的第一加密算法替换为第二加密模块中的第二加密算法；本发明通过算法更新装置存储的加密算法替换基表中的加密算法，实现多次安全加密，从而能够解决了基表中加密算法被破解后导致基表中的信息泄露以及燃气公司的利益受到损失的问题。

Description

一种智能表具加密系统以及加密方法
技术领域
本发明涉及智能仪表技术领域，具体涉及一种智能表具加密系统以及加密方法。
背景技术
目前智能表可能存在用户对基表的恶意攻击及破解IC卡表内加密算法或嵌入式安全控制模块(简称ESAM模块)的现象。传统使用的智能表，一旦加密算法或ESAM模块被破解或破坏，无法对加密算法进行修复，大量在线基表的信息安全和相关公司的利益将会受到严重损害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能表具加密系统以及加密方法，以解决智能卡基表中的加密算法被破解后导致基表信息失控的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种智能表具加密系统，包括：基表，包括第一控制器和连接所述第一控制器的第一加密模块；算法更新装置，包括第二控制器和连接所述第二控制器至少一个第二加密模块，所述至少一个第二加密模块储存至少一种第二加密算法；所述第二控制器用于识别所述第一加密模块中的加密算法类型信息数据，当所述第二加密模块的加密算法类型信息数据与所述第一加密模块的加密算法类型信息数据不一致时，所述第一控制器将所述第一加密模块中的第一加密算法替换为所述第二加密模块中的第二加密算法。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一控制器包括：算法备份模块，用于将所述第二加密算法存储到算法备份区；算法替换模块，用于调用所述算法备份区中的第二加密算法替换所述第一加密模块中的第一加密算法；
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述第二控制器包括：算法识别模块：用于识别第一加密模块中的加密算法类型信息数据；算法比对模块：用于将所述算法识别模块识别到的第一加密模块中的加密算法信息数据和所述第二加密算法模块中的加密算法信息数据进行比对；算法传输模块：当所述第一加密模块中的加密算法信息数据和所述第二加密算法模块中的加密算法信息数据不一致时，将所述第二加密算法传输给所述第一控制器。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述基表还包括：识别装置，所述识别装置与所述第一控制器连接，用于识别所述算法更新装置，并与所述算法更新装置建立通信连接。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述算法更新装置包括插接端子，所述识别装置设置有可供所述插接端子插入的插接口，所述基表和算法更新装置通过所述插接口与所述插接端子连接建立通信连接。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，还包括：计量模块，用于采集目标对象的流量；时间模块，用于提供实时时间；阶梯计价模块，用于根据所述目标对象的流量、实时时间以及预设的阶梯价格进行费用计算；数据储存模块，用于存储所述目标对象的流量；电源检测模块，用于检测电源的电压值。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述第一控制器与所述电源检测模块连接，用于判断所述电源的电压值是否大于预设的第一阈值和/或是否小于预设的第二阈值；所述第一控制器还分别与所述电源检测模块、第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块连接，用于当所述电源的电压值大于预设的第一阈值时，分别控制所述第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块工作；当所述电源的电压值小于预设的第二阈值时，所述第一控制器还用于分别控制所述第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块停止工作。
结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，还包括：蜂鸣器，与所述第一控制器连接，用于根据所述第一加密模块和识别装置的工作状态进行声音提示。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种加密方法，应用于如第一方面或第一方面任意一个实施方式中所述的智能表具加密系统，包括：获取基表中第一加密模块中至少一种第一加密算法；分别识别所述至少一种第一加密算法的加密算法类型信息数据；分别判断所述第一加密算法与所述第二加密算法的加密算法类型信息数据是否一致；如果所述第一加密算法与所述第二加密算法的加密算法类型信息数据不一致，将所述第二加密算法传输给基表。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过算法更新装置更新智能表具中的加密算法种类，实现多次安全加密，从而能够解决智能表中的加密算法被破解后导致基表失控和相关公司的利益受到损失的问题。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明实施例中的智能表具加密系统的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的第一控制器的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中的第二控制器的结构示意图；
图4示出了本发明另一实施例中的智能表具加密系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明一些实施例中提供了一种智能表具加密系统，该智能表具加密系统适用于燃气计量，如图1所示，该智能表具加密系统包括：基表，包括第一控制器1和连接第一控制器的第一加密模块2，第一加密模块2储存至少一种第一加密算法；算法更新装置3，包括第二控制器4和至少一个第二加密模块5，至少一个第二加密模块5储存至少一种第二加密算法；第二控制器4用于识别第一加密模块2中的加密算法类型信息数据，当第二加密模块5的加密算法类型信息数据与第一加密模块2的加密算法类型信息数据不一致时，第一控制器将第一加密模块2中的第一加密算法替换为第二加密模块5中的第二加密算法。
在实际应用中，第一控制器1和第一加密模块2都设置在基表中，第一控制器1和第二控制器4可以是单片微型计算机(简称MCU处理器)，第一加密模块2和第二加密模块5可以是嵌入式安全控制模块，算法更新装置3与基表建立通信连接后，第二控制器4识别第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据，并与第二加密模块5中第二加密算法的加密算法类型信息数据进行比对，当第二加密模块5中的第二加密算法的加密算法类型信息数据与第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据不一致时，第二控制器4将第二加密模块5中的第二加密算法传输给第一控制器1，第一控制器1将第一加密模块2中的第一加密算法替换为所述第二加密模块5中的第二加密算法，上述第一加密算法和第二加密算法可以是单DES加密算法、3-DES加密算法、RSA加密算法、 SHA-1加密算法等多种类型加密算法。例如当第一加密模块2中存储的是单DES加密算法，第二加密模块5中存储的3-DES加密算法，当算法更新装置3与基表建立通信连接后，第二控制器4识别第一加密模块2中的加密算法为单DES加密算法，并与第二加密模块5中存储的3-DES加密算法比对，比对结果两种算法类型不同，第一控制器1将单DES加密算法替换为3-DES加密算法写入第一加密模块2内。
在本发明其他实施例中，算法更新装置包括多个第二加密模块5，每个第二加密模块5储存至少一种加密算法，各个加密算法类型不同；当算法更新装置3与基表建立通信连接后，第二控制器4识别第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据，并分别与第二加密模块5中第二加密算法的加密算法类型信息数据进行比对，当第二加密模块5中的第二加密算法的加密算法类型信息数据与第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据不一致时，第二控制器4将第二加密模块5中的第二加密算法传输给第一控制器1，第一控制器1将第一加密模块2中的第一加密算法替换为所述第二加密模块5中的第二加密算法。具体的，第一加密模块2中储存的是单DES加密算法，两个第二加密模块5分别储存单 DES加密算法和RSA加密算法，当算法更新装置3与基表建立通信连接后，第二控制器4识别第一加密模块2中的加密算法为单DES加密算法后，与第二加密模块5中存储的单DES加密算法比对，两者的加密算法类型信息数据相同，然后与另一个第二加密模块5中存储的RSA加密算法比对，两者的加密算法类型信息数据不相同，第二控制器4将RSA加密算法传输给第一控制器1，进而第一控制器1将单DES加密算法替换为RSA加密算法，并写入第一加密模块2中。
通过实施本发明实施例中的智能表具加密系统，通过算法更新装置3 识别和更新智能表具中的加密算法，实现多次安全加密，即使基表中的第一加密模块2被用户破解，也可以通过算法更新装置3将第一加密模块2 中的加密算法进行更替，从而能够解决智能卡基表中的加密算法被破解后导致基表失控和相关公司的利益受到损失的问题。
可选地，在本发明一些实施例中，如图2所示，上述实施例中的第一控制器1包括：算法备份模块101，用于储存至少一种第二加密算法；算法替换模块102，用于调用算法备份模块中的第二加密模块的第二加密算法替换第一加密模块中的第一加密算法；在实际应用中，当第一控制器1接收到第二控制器4传输的至少一种第二加密算法后，第一控制器1中的算法备份模块101储存第二加密算法，算法替换模块102调用算法备份模块101 中的第二加密算法替换第一加密模块2中第一加密算法。
可选地，在本发明一些实施例中，如图3所示，上述实施例中的第二控制器4包括：算法识别模块401：用于识别第一加密模块2中的加密算法类型信息数据；算法比对模块402：用于将算法识别模块401识别到的第一加密模块2中的加密算法信息数据和第二加密模块5中的加密算法信息数据进行比对；算法传输模块403：当第一加密模块2中的加密算法信息数据和第二加密模块5中的加密算法信息数据不一致时，将第二加密算法传输给第一控制器1，在实际应用中，算法更新装置3通过算法识别模块401识别基表中第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据，算法比对模块402根据第二加密模块5中的第二加密算法的加密算法类型信息数据，与第一加密模块2中的第一加密算法的加密算法类型信息数据进行比对，当第一加密模块2的加密算法类型信息数据与第二加密模块5的加密算法类型信息数据不一致时，所以算法传输模块403将第二加密模块5中的第二加密算法传输给第一控制器1。当第一加密模块2的加密算法信息数据与某一第二加密模块5的加密算法类型相同时，则同其他第二加密模块5的加密算法进行比对，直至找到和第一加密模块2的加密算法不同的第二加密模块5，进而将第二加密模块5中的第二加密算法传输给第一控制器1。
可选地，在本发明一些实施例中，如图4所示，基表还包括：识别装置6，识别装置6与第一控制器1连接，用于识别算法更新装置3，并与算法更新装置3建立通信连接，在实际应用中，算法更新装置3可以是仿智能卡的印制电路板装置(简称PCB装置)，识别装置用于识别算法更新装置，并与算法更新装置3建立通信连接。
可选地，在本发明一些实施例中，上述实施例中的算法更新装置3包括插接端子，识别装置6设置有可供插接端子插入的插接口，基表和算法更新装置通过插接口与插接端子连接建立通信连接。
可选地，在发明一些实施例中，智能表具加密系统还包括：计量模块7，用于采集目标对象的流量；在实际应用中，计量模块7以脉冲式对目标对象的流量进行采样和累加，计量用于使用目标对象的流量，该目标对象可以是燃气等流体，实现对用户使用燃气的流量统计功能。
可选地，在本发明一些实施例中，上述智能表具加密系统还包括：时间模块8，用于提供实时时间；阶梯计价模块9，用于根据目标对象的流量、实时时间以及预设的阶梯价格进行费用计算。在实际应用中，时间模块8 为日期时间模块，为阶梯计价模块9提供实时的时间和日期，阶梯计价模块9根据实时的时间和日期、计量模块7采集的燃气流量以及预设的阶梯价格计算用户使用燃气的费用，进而第一控制器1对用户充值的费用进行相应费用扣除，从而实现阶梯计价和延时调价功能。
可选地，在本发明一些实施例中，上述智能表具加密系统还包括：数据储存模块10，用于根据实时时间分别储存目标对象的流量。在实际应用中，数据储存模块可以根据时间模块8提供的日期按照日、月和年等时间对计量模块采集用户使用燃气的流量进行储存，并按照预设的时间间隔(预设的时间间隔可以是12个月)进行保存，从而实现燃气数据的月冻结或者日冻结功能。
可选地，在本发明一些实施例中，上述智能表具加密系统还包括：电源检测模块11，用于检测电源的电压值。在实际应用中，电源检测模块用于检测基表电源的电压值。
可选地，在本发明一些实施例中，上述智能表具加密系统还包括：第一控制器1与电源检测模块11连接，用于判断电源的电压值是否大于预设的第一阈值和/或是否小于预设的第二阈值；第一控制器1还分别与电源检测模块11、第一加密模块2、识别装置6、计量模块7、时间模块8、阶梯计价模块9和数据储存模块10连接，用于当电源的电压值大于预设的第一阈值时，分别控制第一加密模块2、识别装置6、计量模块7、时间模块8、阶梯计价模块9和数据储存模块10工作；当电源的电压值小于预设的第二阈值时，第一控制器还用于分别控制第一加密模块2、识别装置6、计量模块7、时间模块8、阶梯计价模块9和数据储存模块10停止工作。在实际应用中，第一控制器1获取电源检测模块11检测的基表电源的电压值，并判断电压值是否大于预设的第一阈值(在本实施例中，预设的第一电压值为4.8V)，当电压值大于4.8V时，第一控制器1控制第一加密模块2、识别装置6、计量模块7、时间模块8、阶梯计价模块9和数据储存模块10开始工作，各模块和装置执行对应的功能；同时判断电压值是否小于预设的第二阈值(在本实施例中，预设的第一电压值为4.5V)，当电源的电压值小于4.5V，第一控制器1控制第一加密模块2、识别装置6、计量模块7、时间模块8、阶梯计价模块9和数据储存模块10停止工作，并储存相应的数据，基表进行掉电处理。
可选地，在本发明实施例中，上述智能表具加密系统还包括：蜂鸣器 12，与第一控制器1连接，用于第一加密模块2和识别装置6的工作状态进行声音提。在实际应用中，当识别装置6识别算法更新装置后，第一控制器1控制蜂鸣器12按照预设的蜂鸣次数(可以是3次或者5次)发出声音提示相应人员，当第一加密模块2完成加密算法的更替后，第一控制器1控制蜂鸣器12按照预设的蜂鸣次数(可以是7次或者8次)发出声音提示相应人员。
本发明实施例还提供一种加密方法，该方法应用与上述实施例中所述的智能表具加密系统，包括以下步骤：
步骤S101：获取基表中第一加密模块中至少一种第一加密算法；在实际应用中，算法更新装置3在与基表建立通信连接后，获取基表中的第一加密模块2中的至少一种第一加密算法。
步骤S102：分别识别至少一种第一加密算法的加密算法类型信息数据；在实际应用中，算法更新装置3中的第二控制器4分别识别所述至少一种第一加密算法的加密算法类型信息数据。
步骤S103：分别判断第一加密算法与第二加密算法的加密算法类型信息数据是否一致；在实际应用中，第二控制器4分别判断第一加密算法与第二加密算法的加密算法类型信息数据是否一致；
步骤S104：如果第一加密算法与第二加密算法的加密算法类型信息数据不一致，将第二加密算法传输给基表。在实际应用中，第二控制器4判断第一加密算法与第二加密算法的加密算法类型信息数据不一致时，第二控制器4将至少一种第二加密算法传输给基表。
通过实施本发明实施例中的加密方法，通过算法更新装置3传输的加密算法来更替基表中原先的加密算法，实现多次安全加密，即使基表中的第一加密模块2被用户破解，也可以通过算法更新装置3将第一加密模块2 中的加密算法进行更替，从而能够解决智能卡基表中的加密算法被破解后导致基表失控和相关公司的利益受到损失的问题。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种智能表具加密系统，其特征在于，包括：
基表，包括第一控制器和连接所述第一控制器的第一加密模块，所述第一加密模块储存至少一种第一加密算法；
算法更新装置，包括第二控制器和连接所述第二控制器的至少一个第二加密模块，所述第二加密模块储存至少一种第二加密算法；
所述第二控制器用于识别所述第一加密模块中的加密算法类型信息数据，当所述第二加密模块的加密算法类型信息数据与所述第一加密模块的加密算法类型信息数据不一致时，所述第一控制器将所述第一加密模块中的第一加密算法替换为所述第二加密模块中的第二加密算法。
2.根据权利要求1所述的智能表具加密系统，其特征在于，所述第一控制器包括：
算法备份模块，用于储存所述至少一种第二加密算法；
算法替换模块，用于调用所述算法备份模块中的第二加密算法替换所述第一加密模块中的第一加密算法。
3.根据权利要求1所述智能表具加密系统，其特征在于，所述第二控制器包括：
算法识别模块：用于识别第一加密模块中的加密算法类型信息数据；
算法比对模块：用于将所述算法识别模块识别到的第一加密模块中的加密算法类型信息数据和所述第二加密模块中的加密算法类型信息数据进行比对；
算法传输模块：当所述第一加密模块中的加密算法类型信息数据和所述第二加密模块中的加密算法类型信息数据不一致时，将所述第二加密算法传输给所述第一控制器。
4.根据权利要求1所述的智能表具加密系统，其特征在于，所述基表还包括：
识别装置，所述识别装置与所述第一控制器连接，用于识别所述算法更新装置，并与所述算法更新装置建立通信连接。
5.根据权利要求4所述的智能表具加密系统，其特征在于，所述算法更新装置包括插接端子，所述识别装置设置有可供所述插接端子插入的插接口，所述基表和算法更新装置通过所述插接口与所述插接端子连接建立通信连接。
6.根据权利要求5所述的智能表具加密系统，其特征在于，还包括：
计量模块，用于采集目标对象的流量；
时间模块，用于提供实时时间；
阶梯计价模块，用于根据所述目标对象的流量、实时时间以及预设的阶梯价格进行费用计算；
数据储存模块，用于存储所述目标对象的流量；
电源检测模块，用于检测电源的电压值。
7.根据权利要求6所述的智能表具加密系统，其特征在于，所述第一控制器与所述电源检测模块连接，用于判断所述电源的电压值是否大于预设的第一阈值和/或是否小于预设的第二阈值；
所述第一控制器还分别与所述电源检测模块、第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块连接，用于当所述电源的电压值大于预设的第一阈值时，分别控制所述第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块工作；
当所述电源的电压值小于预设的第二阈值时，所述第一控制器还用于分别控制所述第一加密模块、识别装置、计量模块、时间模块、阶梯计价模块和数据储存模块停止工作。
8.根据权利要求7所述的智能表具加密系统，其特征在于，还包括：蜂鸣器，与所述第一控制器连接，用于根据所述第一加密模块和识别装置的工作状态进行声音提示。
9.一种加密方法，应用于如权利要求1-8任意一项所述的智能表具加密系统，其特征在于，包括：
获取基表中第一加密模块中至少一种第一加密算法；
分别识别所述至少一种第一加密算法的加密算法类型信息数据；
分别判断所述第一加密算法与所述第二加密算法的加密算法类型信息数据是否一致；
如果所述第一加密算法与所述第二加密算法的加密算法类型信息数据不一致，将所述第二加密算法传输给基表。
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