CN115022102A - 输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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CN115022102A CN202210953543.XA CN202210953543A CN115022102A CN 115022102 A CN115022102 A CN 115022102A CN 202210953543 A CN202210953543 A CN 202210953543A CN 115022102 A CN115022102 A CN 115022102A
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Abstract

本申请涉及一种输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备和存储介质。通过基于输电线载波信号获取载波信号特征确定第一私钥和第二私钥，基于第一私钥加密待传输输电线监测报文数据，基于第二私钥和第一公钥对第一私钥进行加密，基于报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端，接收端基于解密的密钥加密数据解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据。相较于传统的基于公网进行数据传输，本方案通过基于载波信号特征确定私钥，并基于私钥和公钥加密报文和密钥，将加密后的报文、密钥和认证信息发送至接收端，提高了输电线监测数据传输的安全性。

Description

输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及电力监测技术领域，特别是涉及一种输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
目前网络攻击与网络渗透已经从传统互联网行业扩展到了工控领域。输电线路作为保障电力正常供给的设备，需要保障输电线路的在线监测网络与数据的安全。目前输电线路检测系统多分布于公共环境中，并基于公网进行数据传输，无法保证数据机密性，可能导致敏感信息泄露。
因此，目前的输电线检测数据传输存在传输安全性低的缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高传输安全性的输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种输电线监测数据传输方法，应用于发送端，所述方法包括：
响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；所述监测数据获取信息包括所述接收端的第一公钥；
获取待传输输电线监测报文数据，基于所述第一私钥对所述待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据；
基于所述第二私钥以及所述第一公钥对所述第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据；
基于第三代安全散列算法加密所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到认证消息，将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端。
在其中一个实施例中，所述获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，包括：
获取所述待监测输电线的输电线载波信号在预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息；
将所述预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息转换为二进制后拼接得到载波二进制序列，作为载波信号特征。
在其中一个实施例中，所述根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥，包括：
获取所述载波二进制序列中预设字节数的无符号整数作为密钥序列；
在所述密钥序列中获取所述第一私钥和所述第二私钥。
在其中一个实施例中，所述将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端，包括：
将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息合并为加密数据包并发送至接收端。
第二方面，本申请提供了一种输电线监测数据传输方法，所述接收端包括第一公钥，所述方法包括：
获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息；
根据第三代安全散列算法计算所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到计算认证消息；
若所述计算认证消息与所述认证消息匹配，根据所述接收端的第一公钥解密所述密钥加密数据；
根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
在其中一个实施例中，所述密钥加密数据包括所述发送端的第一私钥；所述根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据，包括：
获取所述解密后的密钥加密数据中的第一私钥，根据所述第一私钥解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
第三方面，本申请提供了一种输电线监测数据传输装置，应用于发送端，所述装置包括：
第一获取模块，用于响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；所述监测数据获取信息包括所述接收端的第一公钥；
第二获取模块，用于获取待传输输电线监测报文数据，基于所述第一私钥对所述待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据；
加密模块，用于基于所述第二私钥以及所述第一公钥对所述第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据；
发送模块，用于基于第三代安全散列算法加密所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到认证消息，将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端。
第四方面，本申请提供了一种输电线监测数据传输装置，所述接收端包括第一公钥，所述装置包括：
第三获取模块，用于获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息；
计算模块，用于根据第三代安全散列算法计算所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到计算认证消息；
第一解密模块，用于若所述计算认证消息与所述认证消息匹配，根据所述接收端的第一公钥解密所述密钥加密数据；
第二解密模块，用于根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
第五方面，本申请提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
第六方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
第七方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述输电线监测数据传输方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过接收监测数据获取信息后，基于输电线载波信号获取载波信号特征，并确定第一私钥和第二私钥，基于第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据，基于第二私钥和第一公钥对第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据，基于报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端，接收端在基于第三代安全散列算法计算出与认证消息匹配的计算认证消息后解密密钥加密数据，基于解密的密钥加密数据解密报文加密数据，得到待传输输电线监测报文数据。相较于传统的基于公网进行数据传输，本方案通过基于载波信号特征确定私钥，并基于私钥和公钥加密报文和密钥，将加密后的报文、密钥和认证信息发送至接收端，提高了输电线监测数据传输的安全性。
附图说明
图1为一个实施例中输电线监测数据传输方法的应用环境图；
图2为一个实施例中输电线监测数据传输方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中输电线监测数据传输方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中输电线监测数据传输方法的流程示意图；
图5为一个实施例中输电监测数据传输系统的结构示意图；
图6为一个实施例中输电线监测数据传输装置的结构框图；
图7为另一个实施例中输电线监测数据传输装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的输电线监测数据传输方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，发送端102通过网络与接收端104进行通信。发送端102可以接收上述接收端104发送的监测数据获取信息，并基于该信息获取待传输输电线监测报文数据，基于输电线载波信号的特征加密待传输输电线监测报文数据，并将加密的数据和加密的密钥发送至接收端104，接收端可以对加密的数据和密钥进行解密后，得到输电线监测报文数据。其中，发送端102和接收端104分别可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑和物联网设备，物联网设备可为输电线的监测设备等。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种输电线监测数据传输方法，以该方法应用于图1中的发送端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S202，响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；监测数据获取信息包括接收端的第一公钥。
其中，接收端可以是需要获取输电线的监测数据的终端，接收端可以基于输电线的监测数据对输电线进行管理和维护。接收端可以将包含接收端的第一公钥的监测数据获取信息发送至发送端，发送端可以接收来自接收端发送的监测数据获取信息，并获取其中的第一公钥。发送端还可以基于该监测数据获取信息获取待监测输电线的输电线载波信号以及输电线载波信号对应的载波信号特征。其中，待监测输电线可以是需要监测运行状态的输电线，发送端可以与输电线进行通信连接，从而可以获取上述输电线载波特征，发送端可以获取待监测输电线的输电线载波信号中的载波信号特征，例如输电线载波信号中某些时间点的信号等。发送端还可以根据上述载波信号特征，确定第一私钥和第二私钥，例如，发送端可以将载波信号特征进行一定程度的转化，形成序列，从而发送端从序列中确定第一私钥和第二私钥。
其中，电力载波是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。电力线在电力载波领域一般分为高中低3类，通常高压电力线指35kV及以上电压等级、中压电力线指10kV电压等级、低压配电线指380/220V用户线。上述载波或者载波频率是一个物理概念，是一个特定频率的无线电波，单位Hz，是一种在频率、幅度或相位方面被调制以传输语言、音频、图像或其它信号的电磁波。未受调制的周期性振荡信号称为载波，载波可以是正弦波，也可以是非正弦波，如周期性脉冲序列，载波受调制后称为已调信号，它含有调制信号的全波特征。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。
对于一般的加密方案，通常由SPI (Serial Peripheral Interface，同步串行接口)数据流驱动层、主设备应用程序组成，SPI数据流驱动层负责SPI通信接口的驱动，为主设备的应用程序制订标准接口，提供安全算法、权限管理、身份认证、文件操作等功能。主设备应用程序主要是通过中间件提供的接口实现安全应用。产品的整体应用由主设备软件发起，将具体的各种应用指令通过SPI数据流发给安全芯片的通讯层。安全芯片的通讯层可接收来自SPI接口的数据。通讯模块接收到应用层发送过来的数据后，会将数据传送给命令解析与分发模块，由命令解析与分发模块进行具体命令以及命令参数的检查和比对，经过检查后，命令解析与分发模块将合法指令进一步传送给各个命令处理单元进行相应指令的处理。待命令处理结束后，按照之前的顺序，反方向将处理结果一层一层再返回给上层应用层。即完成了整条指令的处理过程。安全芯片使用时，处于整个业务应用流程的最底层，也是最核心、最重要的一层。主设备需要进行认证或者数据加密等应用时，需要经过应用程序、接口数据流和安全芯片COS（Chip Operating System，片内操作系统）层等三个软件层，最终将核心的操作如SM2公钥密码算法，SM3密码杂凑算法，SM1对称算法等核心算法计算均在最下层的设备层进行运算并将运算结果返回给上层应用层。其中的核心密码运算都在芯片中完成，不受外界的控制。另外处于最底层的硬件设备在业务流程上采用单线程机制，在指令处理的过程中不会接收和处理其他业务指令，保证了整个流程的逻辑完整性。
本实施例中主要是对于设备数据执行传输的时候执行的这种加密传输的设计。具体地，发送端可以实时采集输电线载波信号，并分析获取载波信号特征，发送端可以预先对获取的载波信号进行预处理，例如去噪处理。发送端可以采用小波变换执行去噪。小波变换是一种基于多分辨率理论的时域局部化分析方法，是信号细节处理的利器，弥补了傅里叶变换时域分析的不足，是对信号进行时频域分析的重要手段。上述监测数据获取信息中包括接收端的第一公钥，其中第一公钥可以记为Q，接收端可以采集输电线载波信号，并获取待监测输电线的输电线载波信号中的特征，提取出载波信号特征，并产生ECC（Ellipticcurve cryptography，椭圆加密算法）私钥K，并基于ECC私钥K生成第一公钥Q，并连同监测数据获取信息发送至发送端，因此，在输电线监测数据开始传输前，需要接收端接收到一段时间的载波信号后，才能生成第一公钥，即在输电线载波信号传输一段时间后再开始数据的加密传输。
步骤S204，获取待传输输电线监测报文数据，基于第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据。
其中，待传输输电线监测报文数据可以是发送端根据输电线的监测数据生成的报文，发送端可以将该待传输输电线监测报文数据发送至接收端，例如通过加密方式进行传输，使得接收端可以基于该输电线监测报文数据对输电线的状态进行监测。其中，上述发送端可以基于载波信号特征确定第一私钥和第二私钥，其中第一私钥可以记为K1，第二私钥可以记为K2。则发送端获取待传输输电线监测报文数据后，可以基于上述第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）加密，得到加密的待传输输电线监测报文数据，作为报文加密数据。
步骤S206，基于第二私钥以及第一公钥对第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据。
其中，第二私钥可以是发送端基于上述载波信号特征确定的私钥。第一公钥可以是接收端发送至发送端的公钥。发送端可以获取上述第二私钥，并基于第二私钥以及第一公钥，对上述第一私钥进行上述ECC加密，即发送端对第一私钥进行基于椭圆加密算法的加密，得到加密的第一私钥，作为密钥加密数据。其中，密钥加密数据可以是一种加密的密钥数据，从而接收端接收到密钥加密数据后，可以通过对密钥加密数据进行解密，得到其中的第一私钥K1。
步骤S208，基于第三代安全散列算法加密报文加密数据和密钥加密数据，得到认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端。
其中，报文加密数据可以是发送端将上述待传输输电线监测报文数据进行AES加密后得到的加密数据，密钥加密数据可以是发送端将上述第一私钥进行椭圆加密算法加密后得到的加密数据。发送端可以基于上述报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，并将上述报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端中。其中，发送端可以通过将上述报文加密数据和密钥加密数据进行基于特定算法的加密，实现认证消息的生成，例如可以是基于SHA3 (Secure Hash Algorithm 3，第三代安全散列算法)加密。发送端可以将上述报文加密数据、密钥加密数据和认证消息合并为一个加密数据包，并发送至上述接收端中。从而接收端可以通过对加密数据包中的数据进行解密，从而获取上述各个加密数据中的实际数据，例如获取密钥加密数据中的第一私钥，以及获取报文加密数据中的输电线监测报文数据。从而接收端可以基于输电线监测报文数据对输电线的状态进行监测。
上述输电线监测数据传输方法中，通过接收监测数据获取信息后，基于输电线载波信号获取载波信号特征，并确定第一私钥和第二私钥，基于第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据，基于第二私钥和第一公钥对第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据，基于报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端，接收端在基于第三代安全散列算法计算出与认证消息匹配的计算认证消息后解密密钥加密数据，基于解密的密钥加密数据解密报文加密数据，得到待传输输电线监测报文数据。相较于传统的基于公网进行数据传输，本方案通过基于载波信号特征确定私钥，并基于私钥和公钥加密报文和密钥，将加密后的报文、密钥和认证信息发送至接收端，提高了输电线监测数据传输的安全性。
在一个实施例中，获取待监测输电线的输电线载波信号以及输电线载波信号对应的载波信号特征，包括：获取待监测输电线的输电线载波信号在预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息；将预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息转换为二进制后拼接得到载波二进制序列，作为载波信号特征。
本实施例中，输电线载波信号可以是待监测输电线的载波信号，发送端在提取输电线载波信号的特征时，可以通过提取输电线载波信号中预设时间点的信号作为特征。发送端可以获取上述待监测输电线的输电线载波信号，并获取输电线载波信号在预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息。其中，波峰可以是输电线载波信号中的极大值对应的信号，波峰值可以是每个波峰的信号值，时间戳可以是每个波峰在输电线载波信号中对应的时间点。发送端可以将上述预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的博峰值以及对应的时间戳信息分别转换为二进制后，进行拼接，从而得到载波二进制序列，发送端可以将该载波二进制序列作为载波信号特征。具体地，发送端可以将上述预设时间段内的波峰数量转换为二进制序列，将上述每个波峰对应的波峰值转换为二进制序列，并将上述各个波峰对应的时间戳信息转换为二进制序列，从而发送端可以将上述二进制转换后的波峰数量分别与每个二进制转换后的波峰值和每个二进制转换后的时间戳进行拼接，得到载波信号特征。
通过本实施例，发送端可以通过对输电线载波信号中预设位置的信号信息进行二进制处理，形成载波信号特征，从而可以基于载波信号特征确定私钥，提高了输电线监测数据传输的安全性。
在一个实施例中，根据载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥，包括：获取载波二进制序列中预设字节数的无符号整数作为密钥序列；在密钥序列中获取第一私钥和第二私钥。
本实施例中，载波二进制序列可以是发送端将上述载波信号特征中的特定参数进行二进制后拼接得到的序列。载波二进制序列中包含有多个字节。发送端可以从载波二进制序列中确定出第一私钥K1和第二私钥K2。例如，发送端可以获取上述载波二进制序列中预设字节数的无符号整数作为密钥序列，得到N个密钥序列，并且发送端可以从密钥序列中获取第一私钥和第二私钥。其中，无符号整数是计算机术语，计算机里的数是用二进制表示的，最左边的这一位一般用来表示这个数是正数还是负数，这样的话这个数就是有符号整数，无符号整数包括0和正数。发送端可以通过随机选择的方式获取上述预设字节数的无符号整数，以及发送端可以通过随机选择的方式从密钥序列中获取第一私钥和第二私钥。
通过本实施例，发送端可以基于载波二进制序列实现私钥的确定，从而发送端可以基于第一私钥和第二私钥进行输电线监测报文数据的传输，提高了输电线监测报文数据传输的安全性。
在一个实施例中，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端，包括：将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息合并为加密数据包并发送至接收端。
本实施例中，发送端可以将上述加密的数据发送至接收端，包括报文加密数据、密钥加密数据和认证消息等。其中，发送端可以基于报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，发送端可以根据SHA3 (Secure Hash Algorithm 3，第三代安全散列算法)算法加密上述报文加密数据和密钥加密数据，生成认证消息。从而发送端可以将上述报文加密数据、密钥加密数据和认证消息合并为一个加密数据包，将该加密数据包发送至接收端。接收端接收到加密数据包后，可以获取其中的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息，并对这些加密数据进行解密，最终得到输电线监测报文数据。
其中，上述发送端将加密数据包发出后，可以基于认证码的方式将加密数据包发送至正确的接收端中，发送端可以通过密钥控制或无密钥控制的认证编码器变换，加入认证码，将上述加密数据包连同认证码一起在公开的无扰信道进行传输，有密钥控制时发送端还需要将密钥通过一个安全信道传输至接收端。接收端在收到所有数据后，经由密钥控制或无密钥控制的认证译码器进行认证，判定消息是否完整。消息在整个过程中以明文形式或某种变形方式进行传输，但并不一定要求加密，也不一定要求内容对第三方保密。攻击者能够截获和分析信道中传送的消息内容，而且可能伪造消息送给接收者进行欺诈。攻击者不再像保密系统中的密码分析者那样始终处于消极被动地位，而是主动攻击者。
通过本实施例，发送端可以基于SHA3算法生成认证消息，并将包含认证消息的加密数据发送至接收端，接收端需要通过认证消息的匹配才能得到加密数据中的实际数据，从而提高了输电线监测报文数据的传输安全性。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种输电线监测数据传输方法，以该方法应用于图1中的接收端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S302，获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息。
其中，接收端可以通过获取输电线的监测报文数据，进行对输电线的运行状态监测。接收端可以首先给发送端发送包含接收端的第一公钥的输电线监测数据获取信息，使得发送端可以基该信息生成对应的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息并返回至接收端中。其中，第一公钥可以是基于输电线的载波信号得到的，接收端可以采集输电线载波信号，该输电线载波信号可以是发送端发送至接收端的，并且接收端可以获取待监测输电线的输电线载波信号中的特征，提取出载波信号特征，并产生ECC（Elliptic curvecryptography，椭圆加密算法）私钥K，并基于ECC私钥K生成第一公钥Q，并连同监测数据获取信息发送至发送端，因此，在输电线监测数据开始传输前，需要接收端接收到一段时间的载波信号后，才能生成第一公钥，即在输电线载波信号传输一段时间后再开始数据的加密传输。
步骤S304，根据第三代安全散列算法计算报文加密数据和密钥加密数据，得到计算认证消息。
其中，接收端接收到上述加密数据包后，可以从中获取报文加密数据和密钥加密数据，接收端需要对报文加密数据和密钥加密数据进行解密。例如，接收端可以基于自身计算的认证消息与接收到的认证消息的匹配，将报文加密数据和密钥加密数据进行解密。上述接收到的认证消息可以是发送端基于SHA3算法计算得到的。则接收端可以根据上述SHA3算法计算上述报文加密数据和密钥加密数据，得到计算认证消息。从而接收端可以基于计算认证消息和接收到的认证消息的匹配结果，确定是否能解密上述各个加密数据。
步骤S306，若计算认证消息与认证消息匹配，根据接收端的第一公钥解密密钥加密数据。
其中，计算认证消息可以是接收端基于SHA3算法计算上述报文加密数据和密钥加密数据得到的消息，接收端可以将该计算认证消息与发送端发送的认证消息进行匹配，若计算认证消息与上述认证消息匹配，则确定接收端可以解密上述密钥加密数据。其中，上述计算认证消息可以是一种恢复认证消息，接收端可以基于上述恢复认证消息解密上述密钥加密数据，具体地，由于密钥加密数据是基于接收端的第一公钥加密的，因此接收端可以基于接收端的第一公钥对密钥加密数据进行解密，从而接收端可以基于解密后的密钥加密数据对报文加密数据进行解密。
步骤S308，根据解密后的密钥加密数据解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
其中，接收端可以基于计算出的计算认证消息解密上述密钥加密数据。密钥加密数据中包含发送端的第一私钥。从而接收端可以从解密的密钥加密数据中获取发送端的第一私钥。接收端基于解密后的密钥加密数据对上述报文加密数据进行解密，从而得到报文加密数据中的输电线监测报文数据。接收端可以基于上述输电线监测报文数据，对输电线进行管理和监测。
上述输电线监测数据传输方法中，通过接收监测数据获取信息后，基于输电线载波信号获取载波信号特征，并确定第一私钥和第二私钥，基于第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据，基于第二私钥和第一公钥对第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据，基于报文加密数据和密钥加密数据生成认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端，接收端在基于第三代安全散列算法计算出与认证消息匹配的计算认证消息后解密密钥加密数据，基于解密的密钥加密数据解密报文加密数据，得到待传输输电线监测报文数据。相较于传统的基于公网进行数据传输，本方案通过基于载波信号特征确定私钥，并基于私钥和公钥加密报文和密钥，将加密后的报文、密钥和认证信息发送至接收端，提高了输电线监测数据传输的安全性。
在一个实施例中，根据解密后的密钥加密数据解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据，包括：获取解密后的密钥加密数据中的第一私钥，根据第一私钥解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
本实施例中，上述密钥加密数据包括发送端的第一私钥。接收端对密钥加密数据进行解密后，可以获取解密后的密钥加密数据中的第一私钥，由于报文加密数据是基于发送端的第一私钥进行加密的，因此接收端可以根据上述第一私钥解密上述报文加密数据，从而得到其中的输电线监测报文数据。
通过本实施例，接收端可以基于第一私钥解密上述报文加密数据，从而得到其中包含的输电线监测报文数据，提高了输电线监测报文传输的安全性。
在一个实施例中，如图4所示，图4为另一个实施例中输电线监测数据传输方法的流程示意图。本实施例中，发送端可以实时采集输电线载波信号，分析获取载波信号特征；根据载波信号特征，并基于载波信号获取第一私钥K1以及第二私钥K2；获取传输报文数据，将传输报文数据基于私钥K1进行AES加密，生成报文加密数据；获取接收端发送的第一公钥Q；基于第二私钥K2以及第一公钥Q对第一密钥K1执行ECC加密，生成密钥加密数据；基于报文加密数据、密钥加密数据，生成认证消息，并发送至接收端。该方法可以应用于如图5的系统中，图5为一个实施例中输电监测数据传输系统的结构示意图。该系统可以基于发送端进行构建，该系统包括采集与分析模块、加密模块和发送模块。其中，采集与分析模块，用于实时采集输电线载波信号，分析获取载波信号特征；加密模块，用于根据所述载波信号特征，并基于所述载波信号获取第一密钥K1以及第二私钥K2；获取所述传输报文数据，将所述传输报文数据基于密钥K1进行AES加密，生成报文加密数据；获取接收端发送的第一公钥Q；基于所述第二私钥K2以及第一公钥Q对所述第一密钥K1执行ECC加密，生成密钥加密数据；发送模块，用于基于所述报文加密数据、密钥加密数据，生成认证消息，并发送至接收端。
通过上述实施例，发送端可以通过基于载波信号特征确定私钥，并基于私钥和公钥加密报文和密钥，将加密后的报文、密钥和认证信息发送至接收端，提高了输电线监测数据传输的安全性。并且，通过基于实时采集的输电线载波信号特征执行传输报文的加密，实现了密钥随机性更好，并基于多重加密实现更佳效果的加密，保证了数据传输的可靠性。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的输电线监测数据传输方法的输电线监测数据传输装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个输电线监测数据传输装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于输电线监测数据传输方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种输电线监测数据传输装置，包括：第一获取模块500、第二获取模块502、加密模块504和发送模块506，其中：
第一获取模块500，用于响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；监测数据获取信息包括接收端的第一公钥。
第二获取模块502，用于获取待传输输电线监测报文数据，基于第一私钥对待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据。
加密模块504，用于基于第二私钥以及第一公钥对第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据。
发送模块506，用于基于第三代安全散列算法加密报文加密数据和密钥加密数据，得到认证消息，将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息发送至接收端。
在一个实施例中，上述第一获取模块500，具体用于获取待监测输电线的输电线载波信号在预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息；将预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息转换为二进制后拼接得到载波二进制序列，作为载波信号特征。
在一个实施例中，上述第一获取模块500，具体用于获取载波二进制序列中预设字节数的无符号整数作为密钥序列；在密钥序列中获取第一私钥和第二私钥。
在一个实施例中，上述发送模块506，具体用于将报文加密数据、密钥加密数据和认证消息合并为加密数据包并发送至接收端。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种输电线监测数据传输装置，包括：第三获取模块600、计算模块602、第一解密模块604和第二解密模块606，其中：
第三获取模块600，用于获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息。
计算模块602，用于根据第三代安全散列算法计算报文加密数据和密钥加密数据，得到计算认证消息。
第一解密模块604，用于若计算认证消息与认证消息匹配，根据接收端的第一公钥解密密钥加密数据。
第二解密模块606，用于根据解密后的密钥加密数据解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
在一个实施例中，上述第二解密模块606，具体用于获取解密后的密钥加密数据中的第一私钥，根据第一私钥解密报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
上述输电线监测数据传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是发送端或接收端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种输电线监测数据传输方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述的输电线监测数据传输方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的输电线监测数据传输方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的输电线监测数据传输方法。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种输电线监测数据传输方法，其特征在于，应用于发送端，所述方法包括：
响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；所述监测数据获取信息包括所述接收端的第一公钥；
获取待传输输电线监测报文数据，基于所述第一私钥对所述待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据；
基于所述第二私钥以及所述第一公钥对所述第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据；
基于第三代安全散列算法加密所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到认证消息，将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，包括：
获取所述待监测输电线的输电线载波信号在预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息；
将所述预设时间段内的波峰数量、每个波峰对应的波峰值以及对应的时间戳信息转换为二进制后拼接得到载波二进制序列，作为载波信号特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥，包括：
获取所述载波二进制序列中预设字节数的无符号整数作为密钥序列；
在所述密钥序列中获取所述第一私钥和所述第二私钥。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端，包括：
将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息合并为加密数据包并发送至接收端。
5.一种输电线监测数据传输方法，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括第一公钥，所述方法包括：
获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息；
根据第三代安全散列算法计算所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到计算认证消息；
若所述计算认证消息与所述认证消息匹配，根据所述接收端的第一公钥解密所述密钥加密数据；
根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述密钥加密数据包括所述发送端的第一私钥；所述根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据，包括：
获取所述解密后的密钥加密数据中的第一私钥，根据所述第一私钥解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
7.一种输电线监测数据传输装置，其特征在于，应用于发送端，所述装置包括：
第一获取模块，用于响应于接收端发送的监测数据获取信息，获取待监测输电线的输电线载波信号以及所述输电线载波信号对应的载波信号特征，并根据所述载波信号特征，确定第一私钥以及第二私钥；所述监测数据获取信息包括所述接收端的第一公钥；
第二获取模块，用于获取待传输输电线监测报文数据，基于所述第一私钥对所述待传输输电线监测报文数据进行高级加密标准算法加密，得到报文加密数据；
加密模块，用于基于所述第二私钥以及所述第一公钥对所述第一私钥进行椭圆加密算法加密，得到密钥加密数据；
发送模块，用于基于第三代安全散列算法加密所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到认证消息，将所述报文加密数据、所述密钥加密数据和所述认证消息发送至接收端。
8.一种输电线监测数据传输装置，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括第一公钥，所述装置包括：
第三获取模块，用于获取发送端发送的报文加密数据、密钥加密数据和认证消息；
计算模块，用于根据第三代安全散列算法计算所述报文加密数据和所述密钥加密数据，得到计算认证消息；
第一解密模块，用于若所述计算认证消息与所述认证消息匹配，根据所述接收端的第一公钥解密所述密钥加密数据；
第二解密模块，用于根据解密后的密钥加密数据解密所述报文加密数据，得到输电线监测报文数据。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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