[發明專利]基于NB-IoT的智能表安全接入系統

有效

• 申請號: 201911068100.7
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110753344B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 張云;趙學智;林亮成;王學鵬
• 申請（專利權）人: 信聯科技（南京）有限公司
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W12/0471;H04W12/06;H04W12/08
• 代理公司: 西安恒聯知識產權代理有限公司 61251
• 代理人: 何銳

1.基于NB-IoT的智能表安全接入系統，其特征在于：包含安全接入終端、安全通道、安全接入平臺和企業內網；

安全接入終端是經過安全加固的智能表終端；

安全通道為采用虛擬專網技術在NB-IoT網絡之上建立的加密隧道，用于安全接入終端與安全接入平臺之間的數據安全傳輸；

安全接入平臺是智能表終端接入企業內網應用并進行數據交換和授權訪問的基礎平臺；

還包含統一密鑰管理系統，統一密鑰管理系統為安全接入終端發放密鑰且對安全接入平臺進行密鑰驗證；

所述安全接入終端內設置有接入終端安全防護模塊；

所述安全通道內設置有網絡環境安全防護模塊；

所述安全接入平臺內設置有邊界安全防護模塊；

所述企業內網設置有應用安全防護模塊；

所述安全接入終端內的經過安全加固的智能表終端為通過軟件安全模塊或者硬件加密模塊進行安全加固的智能表終端；

所述安全通道的承載網絡采用專線方式，所述專線方式為無線方式的APN專線；所述安全通道的通訊方式采用基于SSL裁剪后的安全通訊協議，在專線上建立加密隧道，對傳輸的數據進行加密保護；

所述安全接入平臺包含負責建立安全通道和對智能表終端進行訪問控制的安全接入網關；安全接入網關在對智能表終端進行身份認證，保證智能表終端可信性的同時，利用安全通信協議與安全接入終端建立安全通道，對傳送的數據進行加密，防止數據在傳送的過程中被截獲、篡改和破壞；

所述接入終端安全防護通過對接入終端進行安全加固，確保接入終端的安全；所述網絡環境安全防護對網絡傳輸的業務信息流進行安全防護，一方面承載網絡采用邏輯專線方式，另一方面，采用虛擬專網技術在邏輯專線上建立安全通道，對通信雙方進行身份認證，對傳輸的數據進行加密，實現端到端的安全傳輸要求；所述邊界安全防護通過安全接入網關隔離外部接入終端和內部應用，采取身份認證、訪問控制以及終端安全檢查，實現細粒度的訪問控制策略下，合法接入終端以及合法用戶對網絡和應用系統的合法訪問；所述應用安全防護包含對應用系統本身的防護，對于接入終端數據訪問的安全防護，采取權限管理、數據校驗措施；

所述智能表終端的硬件主板或NB-IoT通信主板上嵌入用于實現SM1、SM2、SM3及SM4加密算法的低功耗國密安全芯片，利用ISO7816接口或SPI接口與主板進行交互，實現智能表本地數據的加密存儲及數據傳輸過程中的安全加密；

還包含對智能表終端在上線之前進行額外的系統初始化工作流程以及對應用程序的改造流程：

所述系統初始化工作流程包含如下步驟：

(1)初始化安全芯片，生成密鑰對；

(2)生成安全芯片的證書請求，把證書請求提交證書簽發機構進行簽發，簽發出來的證書供遠端使用；

(3)導入遠端的證書；

所述應用程序的改造流程包含如下步驟：

(Ⅰ)應用程序在和遠端進行連接之后，數據交互之前，需要進行雙向的身份認證，只有通過身份認證，才能進行后續的數據通信；

(Ⅱ)應用程序在與遠端進行正常數據通信的時候，需要對通信的數據進行加解密操作。

2.如權利要求1所述的基于NB-IoT的智能表安全接入系統，其特征在于：所述系統初始化工作流程還包含密鑰協商的步驟，所述密鑰協商的步驟具體如下：

應用程序在建立完TCP連接之后，需要立即與遠端進行會話密鑰協商，只有協商好會話密鑰之后，才能進行后續的數據通信；

密鑰協商由TCP連接的發起端發起，密鑰協商過程的具體步驟如下：

S1、裝置1產生隨機數r1，做：

A＝ECert2(r1)‖ESkey1(H(r1))，將A發送到裝置2；

S2、裝置2對A解密并驗證裝置1的簽名，產生隨機數r2，做：

B＝ECert1(r2)‖ESkey2(H(r2))，將B發送到裝置1；

合成會話密鑰：

S3、裝置1對B解密并驗證裝置2的簽名，做：

合成會話密鑰：

將C發送到裝置2；

裝置2做并比較C與D是否相同；

若相同，則此時雙方已經驗證了對方身份，并持有會話密鑰：若不同，則裝置2給出協商失敗告警信息，通知裝置1，由裝置1重新發起密鑰協商。