CN113190878A - 一种国密加密算法与水务物联采集系统 - Google Patents

一种国密加密算法与水务物联采集系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种国密加密算法与水务物联采集系统，包括数据采集上传交互模块、云服务模块、数据存储库、总控制模块和显示模块，所述数据采集交互模块由地图汇总、数据监测、设备数据汇总和自然数据汇总组成，所述数据采集交互模块与云服务模块、数据存储库之间的数据传输通过国密数据进行数据加密处理，所述数据存储库与总控制模块、显示模块之间的数据传输通过国密数据进行数据解密处理。本发明国密加密算法与水务物联采集系统的加脱密速度和所消耗的资源和成本较低,能满足具体应用范围的需要，实现起来比较简单,知道密钥时加密和脱密都十分容易,适合国密加密算法与水务物联采集系统和软件实现。

Description

一种国密加密算法与水务物联采集系统
技术领域
本发明涉及水务物联采集技术领域，具体地说，涉及一种国密加密算法与水务物联采集系统。
背景技术
水务物联网顾名思义就是将物联网技术应用于水资源管理，实现水质在线监测、山洪监测预警、饮水安全自动在线监测、重金属含量自动监测、毒性综合自动监测等；
随着信息化技术的发展，和国家对商业数据的重视，商业数据已经成为国家机密的一部分，尤其我们通过智能终端采取的城市供排水管网和用水数据，以及具体的管网定位信息，结合大数据平台，可以分析出很多有价值的国家机密信息这些信息一旦泛滥，流传到一些不发分子的手中，严重影响城市供水安全，可以直接使城市功能瘫痪，产生不可估量的危害，为此现提出一种国密加密算法与水务物联采集系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种国密加密算法与水务物联采集系统，其能实现国密加密算法与水务物联采集系统的加脱密速度和所消耗的资源和成本较低,能满足具体应用范围的需要。
本发明公开的一种国密加密算法与水务物联采集系统所采用的技术方案是:作为优选方案包括数据采集上传交互模块、云服务模块、数据存储库、总控制模块和显示模块，所述数据采集交互模块由地图汇总、数据监测、设备数据汇总和自然数据汇总组成，所述数据采集交互模块与云服务模块、数据存储库之间的数据传输通过国密数据进行数据加密处理，所述数据存储库与总控制模块、显示模块之间的数据传输通过国密数据进行数据解密处理。
作为优选方案，还包括：由总控制模块衍生的次级控制模块、次级控制模块包括用户管理、各单位管理、部门管理；
作为优选方案，所述地图汇总包括矢量水源图测绘、水路地图测绘、地下水总量汇总；
所述数据监测包括水位实时监控、水路流量监控、水质实时监测；
所述设备数据汇总包括用水量统计、远程设备控制、工业用水控制；
所述自然数据汇总包括气象监测、雨量累积数据、日均蒸发量统计。
作为优选方案，所述地图汇总能通过矢量地图进行展示水源、水路与地下水的测点位置和经纬度；
所述数据监测能实时的显示流量、水位、水质极其近段时间变化量之间的曲线关系；
所述设备数据汇总包括设备状态、通讯状态、安防状态极其个人用水、即工业用水变化量之间的关系；
所述自然数据汇总其与物联网上气候变化信息交互，能实时的反应雨量累积与蒸发的变数。
作为优选方案，所述国密数据算法系统运行包括以下步骤：
S1、在国密数据库内随机选取区块数据、利用QRNG选取区块内数据生成的随机数作为主密钥；
S2、通过密钥扩展算法将选中的主密钥进行密钥扩展，形成对称密钥，对称密钥包括SM1、SM2、SM3、SM4中的加密的一种或多种和SM1、SM2、SM3、SM4中的解密的一种或多种；
S3、将采集到数据采集上传交互模块内的明文数据通过对称密钥进行加密处理，加密处理后的数据通过暗文的方式传递到云服务模块进行公布，同时传递到数据存储库内进行储存；
S4、通过对称密钥将数据存储库内的数据有旋转的进行筛选、采集、通过对称密钥进行解密处理，传递到总控制模块和显示模块中。
作为优选方案，所述用户管理、各单位管理、部门管理均能通过显示模块进行查询数据；
所述用户管理、各单位管理、部门管理通过与云服务模块进行预交费、充值、反馈；
所述用户管理、各单位管理、部门管理通过次级控制模块与总控制模块进行联系，从而实现修改密码；添加、删除用户及分配权限。
本发明公开的一种国密加密算法与水务物联采集系统的有益效果是：
1、实现起来比较简单,知道密钥时加密和脱密都十分容易,适合国密加密算法与水务物联采集系统和软件实现。
2、国密加密算法与水务物联采集系统的加脱密速度和所消耗的资源和成本较低,能满足具体应用范围的需要。
3、国密加密算法与水务物联采集系统分组密码的设计基本遵循混淆原则和扩散原则。
附图说明
图1为本发明水务物联采集系统原料示意图一；
图2为本发明水务物联采集系统原料示意图二。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
请参考图1-2，本发明包括数据采集上传交互模块、云服务模块、数据存储库、总控制模块和显示模块，其中采集上传交互模块通过各个通讯设备将数据进行传输，采集上传交互模块是本系统的核心处理单元之一，采用32位ARM微控制器，其能实现但不局限于信息的交互与对设备的控制，其中云服务模块基于现有的物联网进行构件，为避免受到数据泄露故而将其数据全用暗文进行传输，数据采集交互模块由地图汇总、数据监测、设备数据汇总和自然数据汇总组成，地图汇总包括矢量水源图测绘、水路地图测绘、地下水总量汇总；数据监测包括水位实时监控、水路流量监控、水质实时监测；设备数据汇总包括用水量统计、远程设备控制、工业用水控制，设备数据汇总也能实现远程控制设备，远程维护设备的功能；自然数据汇总包括气象监测、雨量累积数据、日均蒸发量统计，其设备包括各路传感器与其传输单元，实现数据的实时传输，从而能实现时候的改变采集到的水务数据；
进一步地，地图汇总能通过矢量地图进行展示水源、水路与地下水的测点位置和经纬度；数据监测能实时的显示流量、水位、水质极其近段时间变化量之间的曲线关系，从而得出近段时间水量的变化，当变化异常时，及时产生报警；设备数据汇总包括设备状态、通讯状态、安防状态极其个人用水、即工业用水变化量之间的关系；自然数据汇总其与物联网上气候变化信息交互，能实时的反应雨量累积与蒸发的变数，从而能规划、与计算出未来几周乃至几月间水量库存曲线图。
数据采集交互模块与云服务模块、数据存储库之间的数据传输通过国密数据进行数据加密处理，数据存储库与总控制模块、显示模块之间的数据传输通过国密数据进行数据解密处理。
还包括：由总控制模块衍生的次级控制模块、次级控制模块包括用户管理、各单位管理、部门管理，次级控制模块只能实现部位功能的控制，如用户能实现实现修改密码；添加、删除用户及分配权限；
用户管理、各单位管理、部门管理均能通过显示模块进行查询数据；用户管理、各单位管理、部门管理通过与云服务模块进行预交费、充值、反馈；用户管理、各单位管理、部门管理通过次级控制模块与总控制模块进行联系，总控制模块赋予次级控制模块的控制权限，受到总控制模块的干预，极端情况下能断开次级控制模块与各用户管理、各单位管理、部门管理之间的联系。
国密数据又称主密钥，国密数据算法系统运行包括以下步骤：
S1、在国密数据库内随机选取区块数据、利用QRNG选取区块内数据生成的随机数作为主密钥；
S2、通过密钥扩展算法将选中的主密钥进行密钥扩展，形成对称密钥，对称密钥包括SM1、SM2、SM3、SM4中的加密的一种或多种和SM1、SM2、SM3、SM4中的解密的一种或多种；
S3、将采集到数据采集上传交互模块内的明文数据通过对称密钥进行加密处理，加密处理后的数据通过暗文的方式传递到云服务模块进行公布，同时传递到数据存储库内进行储存；
S4、通过对称密钥将数据存储库内的数据有旋转的进行筛选、采集、通过对称密钥进行解密处理，传递到总控制模块和显示模块中。
加密过程中，SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法的密钥具有定期更新机制，其在国密数据库内随机选取区块数据，使用单位可以根据数据的需求进行定期更新的周期，如每天更新、每周更新、每月更新；极端情况可以考虑改变自行构件密钥，使得密钥与数据库内的数据都不相同。
值得注意的时：国密数据算法可采用密钥扩展算法，但不局限与此，可采用对称加密算法，椭圆曲线非对称加密算法，杂凑算法，具体包括SM1,SM2,SM3等。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：包括数据采集上传交互模块、云服务模块、数据存储库、总控制模块和显示模块，所述数据采集交互模块由地图汇总、数据监测、设备数据汇总和自然数据汇总组成，所述数据采集交互模块与云服务模块、数据存储库之间的数据传输通过国密数据进行数据加密处理，所述数据存储库与总控制模块、显示模块之间的数据传输通过国密数据进行数据解密处理。
2.根据权利要求1所述的一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：还包括：由总控制模块衍生的次级控制模块、次级控制模块包括用户管理、各单位管理、部门管理。
3.根据权利要求1所述的一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：所述地图汇总包括矢量水源图测绘、水路地图测绘、地下水总量汇总；所述数据监测包括水位实时监控、水路流量监控、水质实时监测；所述设备数据汇总包括用水量统计、远程设备控制、工业用水控制；所述自然数据汇总包括气象监测、雨量累积数据、日均蒸发量统计。
4.根据权利要求1所述的一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：所述地图汇总能通过矢量地图进行展示水源、水路与地下水的测点位置和经纬度；所述数据监测能实时的显示流量、水位、水质极其近段时间变化量之间的曲线关系；所述设备数据汇总包括设备状态、通讯状态、安防状态极其个人用水、即工业用水变化量之间的关系；所述自然数据汇总其与物联网上气候变化信息交互，能实时的反应雨量累积与蒸发的变数。
5.根据权利要求1所述的一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：所述国密数据算法系统运行包括以下步骤：
S1、在国密数据库内随机选取区块数据、利用QRNG选取区块内数据生成的随机数作为主密钥；
S2、通过密钥扩展算法将选中的主密钥进行密钥扩展，形成对称密钥，对称密钥包括SM1、SM2、SM3、SM4中的加密的一种或多种和SM1、SM2、SM3、SM4中的解密的一种或多种；
S3、将采集到数据采集上传交互模块内的明文数据通过对称密钥进行加密处理，加密处理后的数据通过暗文的方式传递到云服务模块进行公布，同时传递到数据存储库内进行储存；
S4、通过对称密钥将数据存储库内的数据有旋转的进行筛选、采集、通过对称密钥进行解密处理，传递到总控制模块和显示模块中。
6.根据权利要求2所述的一种国密加密算法与水务物联采集系统，其特征在于：所述用户管理、各单位管理、部门管理均能通过显示模块进行查询数据；所述用户管理、各单位管理、部门管理通过与云服务模块进行预交费、充值、反馈；所述用户管理、各单位管理、部门管理通过次级控制模块与总控制模块进行联系，从而实现修改密码；添加、删除用户及分配权限。
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