[發明專利]一種智能電表用電信息安全上載方法

在審

• 申請號: 202210186517.9
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114499856A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 黃鑫;孫曉欣;黃佳佳;李建爽;尹昊天;張鑫;郭慧娟
• 申請（專利權）人: 太原理工大學;蘇州博勞科斯信息技術有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/30;H04L9/32;H04W4/38;H04W12/03;H04W12/0431
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔浩;冷錦超

本發明一種智能電表用電信息安全上載方法，屬于智能電表通信協議技術領域；將服務器端視為計算能力較弱的一端，大量的用戶計算量轉移就會使得服務器端的負擔減小很多，從而解決了服務器端計算負擔過大的問題；服務器S產生當前時間戳，并使用普通信道把發送給智能電表C；智能電表C收到由普通信道發來的,ID，產生當前時間戳，如果超過1秒，則終止協議，等待下一次消息；否則繼續接收數據；智能電表C獲取當前智能電表的唯一識別碼，型號，智能電表的相關參數使用普通信道把發送給服務器S；服務器S收到由普通信道發來的；服務器S驗證發送來的是否與其保存的相同，如果相同則繼續；否則終止協議；本發明應用于智能電表。

技術領域

本發明一種智能電表用電信息安全上載方法，屬于智能電表通信協議技術領域。

背景技術

電是目前社會不可缺少的資源，每家每戶都需要用電。電表的采集工作直接關系到電力公司和用電用戶的利益，所以電表也在不斷的更新換代。智能電表的產生和應用，使得用戶和用電公司越來越注重其信息傳輸的安全性。

在中國，智能電表系統主要采用DL/T645通信協議。在設計之初，協議只考慮了功能的完整性和傳輸的可靠性，數據以明文形式傳輸，忽略了安全性。并且，由于用戶量大，集中式的管理方式使得服務器端承受著較大的負載，從而導致了延遲大，甚至導致信息上傳出現丟失的情況。

張杰等人提出了一種IEEE802.15.6的改進協議，它在修正了IEEE802.15.6的漏洞的基礎上還將無線通訊雙方的計算量進行了轉移，將計算能力更弱設備（傳感器等物聯網設備）的計算量轉移到了計算能力更強的一方（計算機、服務器等設備）。本發明基于此協議設計了一種智能電表信息上載的方案，將服務器端的計算量轉移到用戶電表上。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種智能電表用電信息安全上載方法的改進。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種智能電表用電信息安全上載方法，包括如下步驟：

S1：服務器S端產生隨機數和時間戳，并將服務器S的初始數據和通過隨機數計算的混合私鑰、加密公鑰、通信雙方身份和智能電表的ID發送至給智能電表C；

S2：智能電表C接收服務器S發送的數據并判斷，同時產生隨機數，并將智能電表C的初始數據及通過隨機數計算的混合私鑰、混合公鑰、通信雙方身份和智能電表的參數發送給服務器S；

S3：服務器S接收智能電表C發送的數據并驗證該智能電表，驗證成功后計算共享秘密；

S4：智能電表C計算服務器S的公鑰、共享秘密、消息驗證碼，并將上述計算的數據及智能電表C的驗證數據發送至服務器S；

S5：服務器S接收智能電表C發送的數據，服務器S端計算消息驗證碼并與智能電表C端的消息驗證碼進行比較判斷，并將上述數據發送至智能電表C，然后計算共享密鑰；

S6：智能電表C接收服務器S發送的數據，計算智能電表的消息驗證碼，計算共享密鑰。

所述服務器S的初始數據包括橢圓曲線系統參數，SK_S，PK_S，N_S，PW，S，C；

所述智能電表C的初始數據包括橢圓曲線系統參數，SK_C，PK_C，N_C，PW，S，C；

其中：橢圓曲線系統參數包括F_q，a，b，G，其中Fq是包含q個元素的有限域，a，b是F_q中的元素，它們定義F_q上的一條橢圓曲線E：y²=x³+ax+b，G是橢圓曲線的一個基點，其階n為素數；

PK_S是服務器S的公鑰，PK_S =SK_S×G，SK_S是服務器S的私鑰；