[發(fā)明專利]網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110454801.5
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113098897B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣宇辰;吳詩夢;羅浩;張九思;尹珅;李獻(xiàn)領(lǐng)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法及系統(tǒng)，它屬于數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法的抗竊聽攻擊的性能有限的問題。本發(fā)明通過設(shè)計加密密鑰和解密密鑰不同的加密方法，提高了竊取信息攻擊者破解加密信息的難度，提升了抗竊聽攻擊的性能，且擁有較大的密鑰空間。且通過自編碼器的壓縮，可以減少傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省１景l(fā)明可以應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)4.0時代的到來，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施開始配備監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的交互，使數(shù)據(jù)在數(shù)字控制器、傳感器和執(zhí)行器之間及時流動。然而，通信網(wǎng)絡(luò)的運用使信息物理系統(tǒng)容易受到潛在的網(wǎng)絡(luò)威脅。這些系統(tǒng)中的測量和控制數(shù)據(jù)通過不受保護(hù)的通信通道傳輸，使得系統(tǒng)容易受到通信網(wǎng)絡(luò)的攻擊，例如竊聽攻擊，目前，針對竊聽攻擊主要采取提高系統(tǒng)傳輸信號保密性的方式來預(yù)防，例如密碼學(xué)加密技術(shù)、隨機(jī)化方法等，雖然說現(xiàn)有方法在防竊聽攻擊的研究方面取得了一定的進(jìn)展，但是總體來說，現(xiàn)有方法的抗竊聽攻擊的性能仍然比較有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有方法的抗竊聽攻擊的性能有限的問題，而提出了一種網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

基于本發(fā)明的一個方面，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法，所述方法具體包括以下步驟：

步驟一、將自編碼器的編碼部分作為數(shù)據(jù)的加密模型，將自編碼器的解碼部分作為數(shù)據(jù)的解密模型，其中，自編碼器的編碼部分與解碼部分的層數(shù)相同，且自編碼器的編碼部分和解碼部分的節(jié)點數(shù)呈鏡像對稱；

步驟二、對歷史采集的原始傳感器數(shù)據(jù)中每一個維度內(nèi)的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行歸一化處理之后，利用歸一化處理后的數(shù)據(jù)對加密模型和解密模型進(jìn)行訓(xùn)練；

并存儲加密模型所提取出的每個特征在歷史傳感器數(shù)據(jù)中的最大值和最小值；

步驟三、對訓(xùn)練好的加密模型和解密模型進(jìn)行封裝，封裝之后的函數(shù)關(guān)系為：

加密模型：x^trans＝f(x^meas)

解密模型：

其中，x^meas為待加密的傳感器數(shù)據(jù)，x^trans為加密后的傳感器數(shù)據(jù)，為解密出的傳感器數(shù)據(jù)；

步驟四、在發(fā)送端，根據(jù)存儲的每個特征在歷史傳感器數(shù)據(jù)中的最大值和最小值，對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，獲得歸一化處理后的需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；

歸一化處理后的需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入封裝后的加密模型進(jìn)行加密處理，將加密處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；

步驟五、在接收端，將加密處理后的數(shù)據(jù)輸入封裝后的解密模型對加密處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密操作，再對解密獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行反歸一化操作，得到發(fā)送端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

基于本發(fā)明的另一個方面，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸系統(tǒng)，用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過設(shè)計加密密鑰和解密密鑰不同的加密方法，提高了竊取信息攻擊者破解加密信息的難度，提升了抗竊聽攻擊的性能，且擁有較大的密鑰空間。且通過自編碼器的壓縮，可以減少傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

附圖說明

圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)非對稱加密傳輸方法的流程圖。

具體實施方式