[發明專利]一種數控系統移動設備無線安全聯網技術

在審

• 申請號: 202010622720.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111818527A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 湯學明;聞昊哲;路松峰;崔永泉;駱婷
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04W12/06
• 分類號: H04W12/06;H04W12/12;H04L29/06;H04W12/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，所述數控系統移動設備無線安全通信方法包括：

步驟一，發起端向響應端發送包括發起端和響應端的主機標識HIT的報文I1；響應端向發起端發送報文R1；

步驟二，發起端收到報文后，通過數字簽名和數字證書對響應端身份進行認證；發送端向響應端發送報文I2；

步驟三，響應端向發起端發送報文R2；R2中包含發送端和響應端的HIT，響應端的數字簽名，用來通知發送端收到全部信息；

步驟四，發起端和響應端建立安全連接通道，并通過步驟一至步驟三的Diffie-Hellman密鑰交換計算工作密鑰。

2.如權利要求1所述數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，所述步驟一具體包括：發起端和響應端共同約定素數p和整數g，發起端向響應端發送包括發起端和響應端的主機標識HIT的報文I1；響應端收到發起端的連接請求后，選取大的隨機數a，并計算X＝g^a(mod p)形成Diffie-Hellman參數；構建puzzle謎題，Diffie-Hellman參數，與數字簽名，發送端和響應端的HIT相結合形成報文R1，報文生成后向發起端發送報文R1。

3.如權利要求1所述數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，所述步驟一中，HIT為設備自身HI公鑰經過hash處理后的128bit值；

所述報文R1內容包括：發起端和響應端的HIT、Puzzle謎題、Diffie-Hellman密鑰交換參數、對整體數據的簽名以及響應端的簽名證書。

所述Puzzle謎題包括：響應端提供難度系數K，隨機數I，使用的hash算法為sha-1，發起端通過將I，發起端HIT，隨機數J連成數G，并對G進行hash運算，最后K比特都是0得到謎題解答J。

4.如權利要求1所述數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：發起端收到報文后，通過數字簽名和數字證書對響應端身份進行認證；解答響應端生成的的puzzle謎題，選取大的隨機數b，并計算Y＝g^b(mod p)形成Diffie-Hellman參數。并將謎題解答，發送端和響應端的HIT，Diffie-Hellman參數，和數字簽名相結合生成報文I2，報文生成后向響應端發送報文I2；

所述報文I2內容包括發送端和響應端的HIT、Puzzle謎題的解答、Diffie-Hellman密鑰交換參數、對整體數據的簽名以及發送端的簽名證書。

5.如權利要求1所述數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，

步驟三中，所述報文R2內容包括發起端和響應端的HIT、對整體數據的簽名以及響應端的簽名證書；所述數字簽名證書在設備聯網注冊時由數控機床網絡化平臺頒發，并配置設備自己的公鑰和私鑰。

6.如權利要求1所述數控系統移動設備無線安全通信方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：發起端和響應端建立安全連接通道，并通過步驟一至步驟三的Diffie-Hellman密鑰交換計算工作密鑰。Diffie-Hellman密鑰交換計算如下：對于發起端，利用步驟二中的Diffie-Hellman參數Y，計算k1＝Y^a(mod P)得到工作密鑰k1；對于響應端，利用步驟一中的Diffie-Hellman參數X，計算k2＝Y^b(mod P)得到工作密鑰k2；根據Diffie-Hellman密鑰交換算法的性質，k1與k2相等；

所述安全通道建立方法包括：使用Ipsec協議中的ESP包封裝技術，配置發起端和接收端的密鑰參數和安全索引參數SPI進行運行。