[發明專利]基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統及方法

在審

• 申請號: 201810876477.4
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109039585A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉宗健;張振兵
• 申請（專利權）人: 羅孚電氣（廈門）有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L29/06;H04L29/08;G08C19/00;G08C23/04
• 代理公司: 北京皮皮云嘉知識產權代理有限公司 11678
• 代理人: 程凌軍

本發明提供基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統及方法，包括：主站、集中器、手抄器、采集器、電表，所述主站通過網絡和USB分別讀取集中器和手抄器的數據，所述集中器設置于臺變處，用于管理該臺變下的所有電表和采集器，采集器通過485總線采集電能表的相關數據，每個采集器下面最多可以設置32個電表。本發明的有益效果是加密解密速度較快、安全性能較高。

技術領域

本發明屬于電力能耗數據采集領域，尤其是涉及基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統及方法。

背景技術

目前電力行業的能耗遠程數據采集(遠程超標系統)，多數采用8位或者16位的單片機實現，該方式主要側重考慮數據傳輸的完整性及可靠性，所以在這些系統中所使用的通訊協議也往往是比較簡單的，大多數采用沒有加密的明文方式傳輸，其運算能力有限，數據安全性被忽視。

新的系統核心芯片雖然在不斷發展，不斷更新換代，使其計算能力和計算速度大幅提高，在硬件上可以滿足較為復雜的加密算法，進一步保護數據安全性但是目前合適的電能能耗數據傳輸加密方式依然欠缺。

發明內容

本發明的目的是為解決上述問題提供一種加密解密速度較快、安全性能較高的基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統及采集方法，尤其適合電力行業的電能能耗數據遠程獲取過程中使用。

本發明的技術方案是：基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統，包括：主站、集中器、手抄器、采集器、電表，所述主站通過網絡和USB分別讀取集中器和手抄器的數據，所述集中器設置于臺變處，用于管理該臺變下的所有電表和采集器，采集器通過485總線采集電能表的相關數據，每個采集器下面最多可以設置32個電表；

進一步的，所述集中器通過電力線載波的方式讀取采集器中的數據；

進一步的，所述手抄器通過紅外通訊的方式讀取采集器和集中器的數據；

一種使用基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統的采集方法，遠程加密電力能耗數據采集系統是數據的采集的過程中，用DES對稱加密算法在協議的數據鏈路層進行加密，DES算法以64位為分組對數據加密，64位的分組明文序列做為加密算法的輸入，經過16輪加密得到64位的密文序列，實際使用56位；

進一步的，為了進一步提高數據安全性，抵抗外界可能產生的攻擊，對于特殊的機密數據可以采用三重DES方法，也就是使用兩個56位密鑰對交換的信息進行三次加密，使其有效密鑰長度可以擴展到128位；

進一步的，為了方便通信處理，在進行加密處理時，對于地址域部分加密，僅對幀起始符和結束符之間的數據進行加密處理，由于其長度不固定，所以需要對待加密的數據中不足64位的分組部分進行隨機填充，形成若干個8字節的數據塊，然后再以8字節分組明文序列做為DES加密算法的輸入，經過16輪加密后，得到一串8字節的密文序列；

進一步的，要計算8字節的密文序列的長度，只需要將數據域長度(i)加3后除以8，得到的商(j)和余數(k)；如果能夠整除(k＝0)，則密文長度為i+3，如果不能夠整除，則密鑰長度為8×(j+1)，在發送幀數據前，先發送4個字節的16進制數FEH，然后是第一幀起始符、地址域、第二幀起始符、密文長度、密文、結束符，在接收端，通過地址域來判斷是否處理其后的數據，由于DES加密方法是對稱加密，所以，相應的解密過程可以參考加密的逆過程。

本發明具有的優點和積極效果是：DES對稱加密算法采用分組加密方法，將明文內容分成固定長度的組，用同一個密鑰分別對每一組加密，輸出固定長度的加密后的密文內容，該加密方法可以實現電力能耗數據傳輸過程中加密解密速度較快、安全性能較高，十分適合目前電力行業的電能能耗數據遠程獲取過程中，有效的保護相關數據的安全。

附圖說明

圖1是本發明的基于DES算法的遠程加密電力能耗數據采集系統的結構示意圖；