[發(fā)明專利]一種工業(yè)終端主機(jī)維護(hù)方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211314524.9
• 申請(qǐng)日: 2022-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115694945B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭浩波;孔令武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京珞安科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04L9/40
• 分類號(hào): H04L9/40;H04L9/08;H04L9/32
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 郭大為

1.一種工業(yè)終端主機(jī)維護(hù)方法，其特征在于，包括：

建立傳輸層中的傳輸通道與安全通道；將終端主機(jī)和上位機(jī)分別與其匹配的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備建立獨(dú)立的傳輸通道、并建立屬于終端主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和上位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的獨(dú)立安全通道；

控制層中控制器對(duì)所述安全通道進(jìn)行協(xié)商初始化；利用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中的網(wǎng)關(guān)通過(guò)通道協(xié)商請(qǐng)求、應(yīng)答報(bào)文，應(yīng)用密鑰協(xié)商協(xié)議生成會(huì)話密鑰，實(shí)現(xiàn)終端主機(jī)和上位機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中的網(wǎng)關(guān)之間共享會(huì)話密鑰，為數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程提供安全支撐；在協(xié)議開(kāi)始前，終端主機(jī)和上位機(jī)各自選取隨機(jī)數(shù)生成終端主機(jī)和上位機(jī)的臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰、生成過(guò)程如下：

；

；

其中，、表示終端主機(jī)和上位機(jī)各自選取隨機(jī)數(shù)，是基于選定的公開(kāi)大素?cái)?shù)，是有限域中的本原元，表示通道協(xié)商初始化過(guò)程中密鑰協(xié)商協(xié)議的發(fā)起端即終端主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，表示為通道協(xié)商初始化過(guò)程中密鑰協(xié)商協(xié)議的接收端即上位機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備；

進(jìn)行傳輸通道與安全通道中的數(shù)據(jù)交互；所述數(shù)據(jù)交互包括：

傳輸通道數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)終端主機(jī)和上位機(jī)與其匹配的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備形成的傳輸通道中的數(shù)據(jù)的收發(fā)工作；

安全通道數(shù)據(jù)傳輸，即數(shù)據(jù)在安全通道中的交互工作，實(shí)現(xiàn)通道報(bào)文的封裝和解封；

所述傳輸通道數(shù)據(jù)傳輸包括：

匹配轉(zhuǎn)發(fā)，包括傳輸通道和安全通道兩種工作；傳輸通道匹配轉(zhuǎn)發(fā)根據(jù)收到的控制器下發(fā)的流規(guī)則匹配密碼標(biāo)識(shí)中的網(wǎng)關(guān)標(biāo)識(shí)字段，從而實(shí)現(xiàn)基于通道網(wǎng)關(guān)標(biāo)識(shí)的報(bào)文匹配轉(zhuǎn)發(fā)，安全通道匹配轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)來(lái)自終端主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)文經(jīng)安全處理模塊報(bào)文加密、生成報(bào)文驗(yàn)證字段后，添加密碼標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給安全通道；對(duì)來(lái)自安全通道的數(shù)據(jù)報(bào)文經(jīng)安全處理模塊驗(yàn)證報(bào)文、報(bào)文解密后，去除密碼標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)；

安全處理，為數(shù)據(jù)報(bào)文提供安全服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行加解密處理和簽名認(rèn)證，驗(yàn)證數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)密性保護(hù)，確保轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)安全。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)終端主機(jī)維護(hù)方法，其特征在于，在協(xié)議開(kāi)始前需要生成公鑰和相應(yīng)的私鑰，和都具有公鑰和相應(yīng)的私鑰，控制層中控制器也具有公鑰和相應(yīng)的私鑰；基于選定的公開(kāi)大素?cái)?shù)和有限域中的本原元生成的公開(kāi)密鑰和相應(yīng)的私鑰，具體生成過(guò)程如下：

；

；

其中，和分別表示和的公鑰，和分別表示和的公鑰相應(yīng)的私鑰，其中和分別表示控制器的公開(kāi)密鑰和相應(yīng)的私鑰。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工業(yè)終端主機(jī)維護(hù)方法，其特征在于，對(duì)所述安全通道進(jìn)行協(xié)商初始化的具體步驟如下：

步驟1、發(fā)起端獲取接收端的公鑰；傳輸通道中發(fā)起者將欲建立安全通道的發(fā)起端身份標(biāo)識(shí)、接收端身份標(biāo)識(shí)和自身生成的臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰發(fā)送給控制器，控制器收到密鑰協(xié)商協(xié)議發(fā)起請(qǐng)求后，將該臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰、接收端的公鑰的及其身份標(biāo)識(shí)使用控制器自身公鑰進(jìn)行簽名，生成報(bào)文消息，并通過(guò)控制器發(fā)送至發(fā)起端；

步驟2、發(fā)起端接收并驗(yàn)證報(bào)文消息真實(shí)性和完整性；

步驟3、接收端獲得發(fā)起端的公鑰和臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰，并計(jì)算生成協(xié)商會(huì)話密鑰；接收端將接收端身份標(biāo)識(shí)、發(fā)起端身份標(biāo)識(shí)和接收端生成的臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰發(fā)送給控制器，控制器查找發(fā)起端公鑰及其臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰，將臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰、和發(fā)起端的公鑰、以及控制器的私鑰進(jìn)行簽名，生成報(bào)文消息，并通過(guò)控制器發(fā)送至接收端；

步驟4、接收端接收到通過(guò)控制器發(fā)送的報(bào)文消息后，使用控制器的公鑰驗(yàn)證簽名確定報(bào)文消息發(fā)送者控制器身份真實(shí)性和報(bào)文完整性，并計(jì)算生成協(xié)商會(huì)話密鑰：

；

步驟5、接收端接收到的控制器回復(fù)消息添加后，接收端使用自身私鑰簽名后發(fā)送給發(fā)起端，表示接收端使用生成的會(huì)話密鑰對(duì)生成隨機(jī)數(shù)和接收端身份標(biāo)識(shí)進(jìn)行加密的結(jié)果；發(fā)起端獲得通道接收端的臨時(shí)公開(kāi)協(xié)商密鑰，并計(jì)算生成協(xié)商會(huì)話密鑰：

；

同時(shí)驗(yàn)證步驟2中收到的接收端的公鑰的真實(shí)性，發(fā)起端接收到的報(bào)文消息后，使用接收到的公鑰驗(yàn)證簽名后，計(jì)算生成報(bào)文消息，并將其發(fā)送給接收端完成通道密鑰協(xié)商過(guò)程；

步驟6、接收端接收?qǐng)?bào)文消息驗(yàn)證會(huì)話密鑰及其通道發(fā)起端公鑰真實(shí)性；

經(jīng)過(guò)上述方法，發(fā)起端獲得經(jīng)認(rèn)證的接收端公鑰協(xié)商會(huì)話密鑰；接收端獲得經(jīng)認(rèn)證的發(fā)起端公鑰協(xié)商會(huì)話密鑰。