CN113905370B - 一种面向离散式5g网络边界设备的安全启动方法 - Google Patents

一种面向离散式5g网络边界设备的安全启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，包括如下步骤：步骤S1、预启动阶段：建立离散式5G网络边界设备与远程启动服务器之间的信任链，配置网络接口协议文件；安全保险丝处理器响应对应网络传输信道的传输任务；步骤S2、内部安全启动阶段：CPU从网卡启动芯片的硬接线位置执行逻辑指令，获取5G网络边界设备的网络需求信息；步骤S3、外部安全启动阶段：对网络响应信息进行验证，验证成功后通过信任链上对应的网络专属信道传输至网络边界设备；步骤S4、网络边界设备通过解码单元对接收的网络响应信息进行解码读取。通过网络响应时间差作为安全保险丝处理器疏通相应专属信道的决定因素，实现信息的定向传输和接收。

Description

一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法
技术领域
本发明设计网络通信安全技术领域，具体的，涉及一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法。
背景技术
随着通信技术的迅速发展,第五代通信系统逐渐进入实际部署阶段。5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验，更要解决人与物、物与物通信问题，满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终，5G将渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。
在电力系统中，电力设备离散分布在电网线路上的各个角落，如果使得电力设备互相连通实现信息的交互则可以大大的提高电网集中管控的效率，然而，万物互联时代,用户和设备本身身份未知,如何通过远程的集控终端对离散分布的电力网关设备进行精准控制，是电力互联网领域面临的关键技术难题。
发明内容
本发明的目的是解决远程的集控终端对离散分布的电力网关设备进行精准控制困难的问题，提出了一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，通过网络连接响应时间差作为安全保险丝处理器疏通相应专属信道的决定因素，实现信息的定向传输和接收，保证了信息传输的安全。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，包括如下步骤：
步骤S1、预启动阶段：建立离散式5G网络边界设备与远程启动服务器之间的信任链，配置网络接口协议文件；安全保险丝处理器根据网络安全验证模块的验证结果，响应对应网络传输信道的传输任务；
步骤S2、内部安全启动阶段：在硬件程序加载和外部主机被阻塞的情况下，CPU从网卡启动芯片的硬接线位置执行逻辑指令，获取5G网络边界设备的网络需求信息，主动发出网络响应信息；
步骤S3、外部安全启动阶段：对网络响应信息进行验证，验证成功后通过信任链上对应的网络专属信道传输至5G网络边界设备；
步骤S4、5G网络边界设备通过解码单元对接收的网络响应信息进行解码读取。
作为优选，信任链的建立包括如下步骤：
微序列器中按逻辑位存储有多种5G网络边界设备的网口协议文件；指针寄存器与微序列器建立地址位的映射关系；
当5G网络边界设备向远程启动服务器发送请求信息时，根据请求信息的头文件的配置字找到对应的指针寄存器，指针寄存器映射到对应微序列器的地址存储位，获取对应的网口协议文件进行接口程序配置，接口程序配置完成后实现了与对应5G网络边界设备建立网络连接，远程启动服务器端记录网络连接的起始时间t1，5G网络边界设备记录网络连接的起始时间t2。
作为优选，步骤S2包括如下步骤：
CPU读取ID寄存器，找到除物理CPU以外的任何值即进入循环搜索模式，依次对5G网络边界设备进行身份鉴定；
指针寄存器与ID寄存器建立地址位的映射，指针寄存器根据设备请求信息的头文件的配置字找到对应的ID寄存器的地址位，获取对应的5G网络边界设备的公钥信息，网络安全验证模块通过获取公钥信息对设备请求信息的签名进行验证，确定身份的可靠性；
如果身份可靠，则解码请求信息，根据请求信息生成对应的应答信息和伪应答信息；
如果身份识别不可靠，远程启动服务器向5G网络边界设备发送ID获取请求，将获取的ID转换成哈希值存储在ID寄存器新的地址位中，指针寄存器分别建立与请求信息的头文件的配置字以及新的地址位的映射关系。
作为优选，伪应答信息通过信任链发送至5G网络边界设备；记录伪应答信息的生成时间t3以及5G网络边界设备接收到伪应答信息的时间t4；
安全保险丝处理器根据时间差ΔT1熔断保险丝使得对应的信道疏通，作为发送应答信息专属信道；其中，ΔT1＝t3-t1；
专属信道建立后，通过对应5G网络边界设备的公钥信息对应答信息进行加密后，并将加密的应答信息通过专属信道发送至5G网络边界设备端。
作为优选，步骤S4包括如下步骤：
5G网络边界设备侧的安全保险丝处理器根据时间差ΔT2熔断保险丝使得对应的信道疏通，与远程启动服务器建立信任链上的专属信道连接；其中，ΔT2＝t4-t2；
5G网络边界设备接收到加密应答信息后，解码单元通过5G网络边界设备自身的私钥对加密的应答信息进行解密，得到应答信息执行相关指令。
本方案中，由于5G网络边界设备与远程启动服务器之间的物理距离和物理连接条件没有变化，因此，时间差ΔT2和ΔT1也是相同的(物理条件相同保证了每一个设备之间的连接时间差都是唯一的)，根据时间差与信号频段的对应关系，可以得到专属信道使用的是频段范围，其中，t1对应频段范围的下边界，t3对应频段范围的上边界，时间差与频段的换算因子
Figure BDA0003230403150000031
Ts为网络连接的最大允许时间差，如果网络连接时间差超过Ts，这认定网络连接收到阻碍，即放弃此次连接，fh为网络通讯允许的最高频段，fl为网络通讯允许的最低频段，因此，本方案中的专属信道的上边界频段为fh1＝fl+α*ΔT1。
本发明的有益效果：本发明提出一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，通过网络连接响应时间差作为安全保险丝处理器疏通相应专属信道的决定因素，时间差与信号频段的对应关系，可以得到专属信道使用的是频段范围，由于网络连接的物理条件相同保证了每一个设备之间的连接时间差都是唯一的，因此专属信道也仅在5G网络边界设备和远程启动服务器之间生成和建立，实现信息的定向传输和接收，保证了信息传输的安全。
附图说明
图1为本发明的一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例：如图1所示，一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法的流程图，包括如下步骤：
步骤S1、预启动阶段：建立离散式5G网络边界设备与远程启动服务器之间的信任链，配置网络接口协议文件；安全保险丝处理器根据网络安全验证模块的验证结果，响应对应网络传输信道的传输任务；
信任链的建立包括如下步骤：
微序列器中按逻辑位存储有多种5G网络边界设备的网口协议文件；指针寄存器与微序列器建立地址位的映射关系；
当5G网络边界设备向远程启动服务器发送请求信息时，根据请求信息的头文件的配置字找到对应的指针寄存器，指针寄存器映射到对应微序列器的地址存储位，获取对应的网口协议文件进行接口程序配置，接口程序配置完成后实现了与对应5G网络边界设备建立网络连接，远程启动服务器端记录网络连接的起始时间t1，5G网络边界设备记录网络连接的起始时间t2。
步骤S2、内部安全启动阶段：在硬件程序加载和外部主机被阻塞的情况下，CPU从网卡启动芯片的硬接线位置执行逻辑指令，获取5G网络边界设备的网络需求信息，主动发出网络响应信息；
步骤S2包括如下步骤：
CPU读取ID寄存器，找到除物理CPU以外的任何值即进入循环搜索模式，依次对5G网络边界设备进行身份鉴定；
指针寄存器与ID寄存器建立地址位的映射，指针寄存器根据设备请求信息的头文件的配置字找到对应的ID寄存器的地址位，获取对应的5G网络边界设备的公钥信息，网络安全验证模块通过获取公钥信息对设备请求信息的签名进行验证，确定身份的可靠性；
如果身份可靠，则解码请求信息，根据请求信息生成对应的应答信息和伪应答信息；
如果身份识别不可靠，远程启动服务器向5G网络边界设备发送ID获取请求，将获取的ID转换成哈希值存储在ID寄存器新的地址位中，指针寄存器分别建立与请求信息的头文件的配置字以及新的地址位的映射关系。
步骤S3、外部安全启动阶段：对网络响应信息进行验证，验证成功后通过信任链上对应的网络专属信道传输至网络边界设备；包括如下步骤：
伪应答信息通过信任链发送至5G网络边界设备；记录伪应答信息的生成时间t3以及5G网络边界设备接收到伪应答信息的时间t4；
安全保险丝处理器根据时间差ΔT1熔断保险丝使得对应的信道疏通，作为发送应答信息专属信道；其中，ΔT1＝t3-t1；
专属信道建立后，通过对应5G网络边界设备的公钥信息对应答信息进行加密后，并将加密的应答信息通过专属信道发送至5G网络边界设备端。
步骤S4、网络边界设备通过解码单元对接收的网络响应信息进行解码读取；包括如下步骤：
5G网络边界设备侧的安全保险丝处理器根据时间差ΔT2熔断保险丝使得对应的信道疏通，与远程启动服务器建立信任链上的专属信道连接；其中，ΔT2＝t4-t2；
5G网络边界设备接收到加密应答信息后，解码单元通过5G网络边界设备自身的私钥对加密的应答信息进行解密，得到应答信息执行相关指令。
本方实施例中，由于5G网络边界设备与远程启动服务器之间的物理距离和物理连接条件没有变化，因此，时间差ΔT2和ΔT1也是相同的(物理条件相同保证了每一个设备之间的连接时间差都是唯一的)，根据时间差与信号频段的对应关系，可以得到专属信道使用的是频段范围，其中，t1对应频段范围的下边界，t3对应频段范围的上边界，时间差与频段的换算因子
Figure BDA0003230403150000051
Ts为网络连接的最大允许时间差，如果网络连接时间差超过Ts，这认定网络连接收到阻碍，即放弃此次连接，fh为网络通讯允许的最高频段，fl为网络通讯允许的最低频段，因此，本实施例中的专属信道的上边界频段为fh1＝fl+α*ΔT1。
以上所述之具体实施方式为本发明一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、预启动阶段：建立离散式5G网络边界设备与远程启动服务器之间的信任链，配置网络接口协议文件；安全保险丝处理器根据网络安全验证模块的验证结果，响应对应网络传输信道的传输任务；
步骤S2、内部安全启动阶段：在硬件程序加载和外部主机被阻塞的情况下，CPU从网卡启动芯片的硬接线位置执行逻辑指令，获取5G网络边界设备的网络需求信息，主动发出网络响应信息；
步骤S3、外部安全启动阶段：对网络响应信息进行验证，验证成功后通过信任链上对应的网络专属信道传输至5G网络边界设备；
步骤S4、5G网络边界设备通过解码单元对接收的网络响应信息进行解码读取；
信任链的建立包括如下步骤：
微序列器中按逻辑位存储有多种5G网络边界设备的网口协议文件；指针寄存器与微序列器建立地址位的映射关系；
当5G网络边界设备向远程启动服务器发送请求信息时，根据请求信息的头文件的配置字找到对应的指针寄存器，指针寄存器映射到对应微序列器的地址存储位，获取对应的网口协议文件进行接口程序配置，接口程序配置完成后实现了与对应5G网络边界设备建立网络连接，远程启动服务器端记录网络连接的起始时间t1，5G网络边界设备记录网络连接的起始时间t2；
步骤S3包括如下步骤：
伪应答信息通过信任链发送至5G网络边界设备；记录伪应答信息的生成时间t3以及5G网络边界设备接收到伪应答信息的时间t4；
安全保险丝处理器根据时间差△T1熔断保险丝使得对应的信道疏通，作为发送应答信息专属信道；其中，△T1=t3-t1；
专属信道建立后，通过对应5G网络边界设备的公钥信息对应答信息进行加密后，并将加密的应答信息通过专属信道发送至5G网络边界设备端；
步骤S4包括如下步骤：
5G网络边界设备侧的安全保险丝处理器根据时间差△T2熔断保险丝使得对应的信道疏通，与远程启动服务器建立信任链上的专属信道连接；其中，△T2=t4-t2；
5G网络边界设备接收到加密应答信息后，解码单元通过5G网络边界设备自身的私钥对加密的应答信息进行解密，得到应答信息执行相关指令。
2.根据权利要求1所述的一种面向离散式5G网络边界设备的安全启动方法，其特征在于：
步骤S2包括如下步骤：
CPU读取ID寄存器，找到除物理CPU 以外的任何值即进入循环搜索模式，依次对5G网络边界设备进行身份鉴定；
指针寄存器与ID寄存器建立地址位的映射，指针寄存器根据设备请求信息的头文件的配置字找到对应的ID寄存器的地址位，获取对应的5G网络边界设备的公钥信息，网络安全验证模块通过获取公钥信息对设备请求信息的签名进行验证，确定身份的可靠性；
如果身份可靠，则解码请求信息，根据请求信息生成对应的应答信息和伪应答信息；
如果身份识别不可靠，远程启动服务器向5G网络边界设备发送ID获取请求，将获取的ID转换成哈希值存储在ID寄存器新的地址位中，指针寄存器分别建立与请求信息的头文件的配置字以及新的地址位的映射关系。
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