[發(fā)明專利]一種安全高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010619955.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN111601288B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭江鴻;曾鏡源;楊洲;許良政;武堅(jiān)強(qiáng);李富;溫新勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉應(yīng)學(xué)院
• 主分類號(hào): H04W4/70
• 分類號(hào): H04W4/70;H04W12/03;H04W12/106;G08C17/02
• 代理公司: 廣州海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為;冼俊鵬

1.一種安全高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，包括：

區(qū)域數(shù)據(jù)中心獲取不同采集終端采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；

所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心根據(jù)測(cè)項(xiàng)掩碼對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)排序并加密得到加密數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的消息認(rèn)證碼并加入到第一認(rèn)證鏈中，對(duì)設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、所述加密數(shù)據(jù)、當(dāng)前的消息認(rèn)證碼封裝得到封裝數(shù)據(jù)并發(fā)送到服務(wù)器；

所述服務(wù)器對(duì)所述封裝數(shù)據(jù)計(jì)算新的消息認(rèn)證碼，若新的消息認(rèn)證碼與所述封裝數(shù)據(jù)內(nèi)的消息認(rèn)證碼一致，則將新的消息認(rèn)證碼加入到第二認(rèn)證鏈中，對(duì)所述封裝數(shù)據(jù)內(nèi)的加密數(shù)據(jù)解密得到測(cè)項(xiàng)數(shù)據(jù)；否則丟棄所述封裝數(shù)據(jù)；

所述服務(wù)器對(duì)所述第二認(rèn)證鏈中的消息認(rèn)證碼進(jìn)行順序計(jì)算以對(duì)所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心發(fā)送的所有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)真實(shí)性回溯；

所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器預(yù)協(xié)商數(shù)據(jù)測(cè)項(xiàng)、對(duì)應(yīng)掩碼及秘密信息，所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器根據(jù)所述數(shù)據(jù)測(cè)項(xiàng)、對(duì)應(yīng)掩碼及秘密信息計(jì)算得到通信密鑰及所述測(cè)項(xiàng)掩碼；

所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心根據(jù)所述通信密鑰對(duì)排序的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)加密得到所述加密數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)測(cè)項(xiàng)包括任務(wù)要求的所有參數(shù)及順序；

所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心根據(jù)所述設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)、通信密鑰及上一次的消息認(rèn)證碼計(jì)算當(dāng)前的消息認(rèn)證碼；

所述服務(wù)器提取所述封裝數(shù)據(jù)內(nèi)的設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)、消息認(rèn)證碼，并根據(jù)所述設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)及上一次的消息認(rèn)證碼計(jì)算所述新的消息認(rèn)證碼；

區(qū)域數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理流程為：1)區(qū)域數(shù)據(jù)中心周期性采集多個(gè)采集終端的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；2)根據(jù)測(cè)項(xiàng)掩碼中值為1的位對(duì)應(yīng)的測(cè)項(xiàng)依次存放對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)到字節(jié)數(shù)組B中；3)利用通信密鑰和AES對(duì)稱加密算法對(duì)測(cè)項(xiàng)掩碼及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，得到與明文等長(zhǎng)的密文；4)根據(jù)設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)、通信密鑰及上一次的消息認(rèn)證碼，計(jì)算得到當(dāng)前的消息認(rèn)證碼并加入到第一認(rèn)證鏈中；

服務(wù)器數(shù)據(jù)處理流程的步驟為：1)服務(wù)器接收來(lái)自區(qū)域數(shù)據(jù)中心的封裝數(shù)據(jù)；2)服務(wù)器提取封裝數(shù)據(jù)中的設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)及消息認(rèn)證碼MAC；3)服務(wù)器根據(jù)設(shè)備ID查找對(duì)應(yīng)的通信密鑰key以及該區(qū)域數(shù)據(jù)中心上一條發(fā)送的封裝數(shù)據(jù)的消息驗(yàn)證碼MAC_last；4)服務(wù)器根據(jù)設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)以及消息驗(yàn)證碼MAC_last重新計(jì)算當(dāng)前封裝數(shù)據(jù)新的消息認(rèn)證碼MAC1，新的消息認(rèn)證碼MAC1與當(dāng)前封裝數(shù)據(jù)中的消息認(rèn)證碼MAC進(jìn)行比對(duì)；5)若MAC1與MAC不一致，則丟棄所接收的封裝數(shù)據(jù)并返回錯(cuò)誤代碼；若MAC1與MAC一致則轉(zhuǎn)步驟6)；6)服務(wù)器發(fā)送回應(yīng)消息到區(qū)域數(shù)據(jù)中心，同時(shí)，服務(wù)器將封裝數(shù)據(jù)中的設(shè)備ID、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)編號(hào)、加密數(shù)據(jù)及消息認(rèn)證碼MAC保存在本地；7)服務(wù)器使用對(duì)應(yīng)的通信密鑰key對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，并按照測(cè)項(xiàng)掩碼中值為1的位依次解析得到測(cè)項(xiàng)數(shù)據(jù)，保存解析后的測(cè)項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心通過(guò)Zigbee或LoRa模塊獲取所述采集終端采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，所述區(qū)域數(shù)據(jù)中心通過(guò)WALN或4G或5G網(wǎng)絡(luò)將所述封裝數(shù)據(jù)發(fā)送到所述服務(wù)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，所述第一認(rèn)證鏈、第二認(rèn)證鏈均為單向哈希鏈。