[發明專利]安全通信方法和系統

有效

• 申請號: 201710862474.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107872450B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: D·塔扎里;F·韋爾尼阿;L·拉莫格里
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曹瑾

本公開的一個方面涉及安全通信方法和系統。具體公開的方法包括以下步驟：在第一設備與第二設備之間建立安全通信信道；通過安全通信信道在安全傳送條件下從第一設備向第二設備傳送一組對稱加密密鑰并且在第一設備和第二設備處將一組對稱加密密鑰存儲于相應的被保護的存儲器區域中；當要求第二設備向第一設備傳送數據時，執行以下步驟：在第二設備處選擇所述對稱加密密鑰中的一個；在第二設備處產生數據束并且用選擇的對稱加密密鑰將數據束加密；從第二設備向第一設備傳送加密的數據束；使用選擇的對稱加密密鑰在第一設備處將加密數據束解密。

技術領域

這里公開的是用于在設備之間安全傳送數據的方法。這里公開的實施例涉及諸如多個客戶機的電子設備與服務器之間的安全數據傳送。

背景技術

在幾個應用中，例如，為了經由因特網從服務器入口到管理員或用戶使得數據可用，必須從大量的客戶機設備傳送數據。出現這種數據傳送需要的典型的應用包括在現場監視電子設備以獲取關于設備的動作的數據并且在服務器中收集它們。電子設備可例如為光伏面板、風渦輪或其它可再生能量資源的控制單元。必須通過入口使得關于動作參數和由設備產生的能量等的數據可用，這允許訪問在其中收集和存儲數據的服務器。

這里公開的發明的應用不限于可再生能量資源的領域。而是，電子設備可包括自動販賣機、照明設備和裝備，例如，街道照明設備、交通控制設備、視頻照相機、入侵檢測系統，并且一般包括可從與遠程服務器或其它中心單元的數據連接受益的任何設備。

這種性質的數據常常是敏感數據和/或秘密數據，并且它們應在安全條件下被傳送。一般地，安全數據傳送條件下的客戶機-服務器數據通信需要建立安全傳送信道的預先步驟。這允許在安全條件下傳送數據，從而防止“窺視的眼睛”獲取或修改包含于數據流中的信息。這種傳送需要基于SSL(安全套接層)或TLS(輸送層安全)的傳送信道。

建立SSL/TLS傳送信道從使用例如不對稱加密密鑰的協商處理開始。一旦建立安全傳送信道，就從第一設備(例如，服務器)向第二設備(例如，客戶機)提供對稱密鑰，并且，所述對稱加密密鑰用于對從第二設備交換到第一設備的數據加密，反之亦然。一旦傳送會話結束，對稱加密密鑰就被舍棄。如果需要新的數據傳送會話，必須通過SSL握手處理重新建立安全傳送信道。

建立SSL/TLS安全傳送信道在時間和數據流量的角度上均是繁重的過程。在一些情況下，一旦建立了安全傳送信道，建立安全的SSL/TLS通信信道所需要的數據就超過在兩個設備之間交換的實際有用數據。建立安全傳送信道的過程在例如為遠程單元與服務器的兩個設備之間的每個新連接處必須重新開始。

SSL握手過程一般需要約5kB每連接，這在ADSL連接可用的情況下可忽略不計，但是，當必須基于數據量支付這種流量時，這可能是相當大的數據流量。

如果客戶機設備對于多個動作(k)(例如，三個動作(k＝3))，諸如數據傳送、配置和軟件升級)需要若干連接(例如，n＝10個連接)每天，則僅僅SSL握手所需要的數據傳送的量將為：

數據量＝n*k*5kB＝3*10*5kB＝150kB

在一個月中，SSL握手所需要的數據流量變為

30*150kB＝4500kB＝4,5MB

當與我們在瀏覽因特網時使用的數據流量相比時，該量較小。但是，在僅傳送很少的數據并且配置和升級基本上僅是檢查(其中什么也不改變)的M2M(機器對機器)世界中，這會意味著SSL握手所需要的數據流量遠大于實際傳送的信息自身。在M2M應用中，常常通過衛星或蜂窩連接傳送數據，在這種情況下，數據流量涉及高的成本。

因此，需要允許安全數據傳送但是需要很少的數據流量用于建立安全傳送信道的方法。

發明內容