[發明專利]一種基于IEC61850標準的SV報文加密及解密方法在審

申請號：	201811067787.8	申請日：	2018-09-13
公開（公告）號：	CN109040120A	公開（公告）日：	2018-12-18
發明（設計）人：	蔣程然;王青云;周喜章;陳興	申請（專利權）人：	南京工程學院
主分類號：	H04L29/06	分類號：	H04L29/06;H04L9/32;H04L9/30;H04L9/08;H04L1/00
代理公司：	蘇州集律知識產權代理事務所(普通合伙) 32269	代理人：	安紀平
地址：	211167 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
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【說明書】：

本發明公開了一種基于IEC61850標準的SV報文加密及解密方法，步驟1、密鑰管理中心向報文發送方和報文接收方發送密鑰信息；步驟2、約定迭代次數；步驟3、報文發送方計算加密密鑰；步驟4、提取IEC 61850 SV報文instMag部分信息數據；步驟5、進行加密迭代運算；步驟6、將加密結果填充至IEC 61850 SV報文中；步驟7、校驗通過后發送報文；步驟8、報文接收方計算解密密鑰；步驟9、提取IEC 61850 SV報文中instMag部分信息數據；步驟10、進行解密迭代運算；步驟11、解密后進行報文合并，得到相應電氣量。在滿足電力系統通信實時性的前提下，保證SV采樣值報文的安全性，所需運算資源少，速度快。

技術領域

本發明涉及一種基于IEC61850標準的SV報文加密及解密方法。

背景技術

隨著IEC 61850標準在我國的發展及大規模應用，以及大量數字化變電站的投入運行，使得電力采樣數據的大范圍共享成為了可能，通過采樣數據的實時通信，可以為電力系統廣域保護等新型繼電保護方案提供數據支持，避免信息孤島的出現。但是隨著電力通信網絡的迅速擴張，伴隨而來的是電力通信網絡的安全問題，采樣數據報文將面臨受到篡改、泄露的風險，這對電力系統來說是不容忽視的重要問題。而傳統的采樣報文加密算法由于運算耗時大，不能滿足IEC 61850標準的實時性要求，在工程實踐中難以應用。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于IEC61850標準的SV報文加密及解密方法，在滿足電力系統通信實時性的前提下，保證SV采樣值報文的安全性，使用加密算法僅對報文電氣量instMag的部分信息進行加密，所需運算資源少，速度快，并且針對算法密鑰分發、保密困難的問題，引入了密鑰管理協議進行密鑰加密管理，維護了密鑰的安全性且不會增加各通信節點的計算負擔。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于IEC61850標準的SV報文加密及解密方法，包括如下步驟：

步驟1、密鑰管理中心向報文發送方和報文接收方發送密鑰信息；

步驟2、報文發送方和報文接收方根據通信網絡環境及設備運算能力約定迭代次數；

步驟3、報文發送方根據密鑰管理中心發送的密鑰信息結合私鑰計算加密密鑰，并將加密密鑰分為k(0)、k(1)、k(2)、k(3)四個部分，各32位；

步驟4、提取IEC 61850 SV報文instMag部分信息數據，并將其分組為64bit的待加密報文，每組待加密報文數據分為v(0)、v(1)兩個部分，各32位；

步驟5、進行加密迭代運算：

S＝S+De；

其中，S為加密迭代次數，初始取值為0；De值為0x9e3779b9，為黃金分割數；t₁初始為v(0)，t₂初始為v(1)；a為k(0)，b為k(1)，c為k(2)，d為k(3)；“<<”表示向左位移，“>>”表示向右位移，表示異或運算；

步驟6、運算結束后合并加密結果，并將加密結果填充至IEC 61850 SV報文中；

步驟7、對IEC 61850 SV報文進行CRC完整性校驗，校驗通過后發送報文；

步驟8、報文接收方收到報文后，進行CRC校驗，校驗無誤后，報文接收方根據密鑰管理中心發送的密鑰信息結合私鑰計算解密密鑰，并將解密密鑰分為k(0)、k(1)、k(2)、k(3)四個部分，各32位；