[發(fā)明專利]一種基于哈希函數(shù)的混沌加密智能電表及其加密方法

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• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116418480A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙四海;李建煒;常興智;張軍;王再望;黨政軍;譚忠;王娜
• 申請（專利權(quán)）人: 張偉
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/06
• 代理公司: 北京京專專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11908
• 代理人: 黃嘉淇

1.一種基于哈希函數(shù)的混沌加密智能電表，其特征在于，包括電表模塊(1)，及與電表模塊(1)交互的后臺控制端(2)；

電表模塊(1)包括MCU模塊(101)、數(shù)據(jù)源模塊(102)、混沌加密模塊(103)和無線收發(fā)模塊(105)；

數(shù)據(jù)源模塊(102)將檢測的用電信息明文發(fā)送至MCU模塊(101)，MCU模塊(101)將明文發(fā)送至混沌加密模塊(103)進行加密，生成密文；并通過第一無線收發(fā)模塊(105)發(fā)送至后臺控制端(2)的第二無線收發(fā)模塊(202)；

后臺控制端(2)通過CPU模塊(201)將密文存儲至數(shù)據(jù)寄存器(203)，將密文發(fā)送到混沌解密模塊(203)進行解密，并將解密后的明文通過發(fā)送至第三無線收發(fā)模塊(206)傳遞至用戶交互端(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的智能電表，其特征在于：電表模塊(1)還包括第一哈希函數(shù)模塊(104)，后臺控制端(2)還包括第二哈希函數(shù)模塊(205)；

混沌加密模塊(103)將密文發(fā)送至第一哈希函數(shù)模塊(104)進行哈希處理后，再將密文通過第一無線收發(fā)模塊(105)發(fā)送并由數(shù)據(jù)寄存器(203)存儲；

混沌解密模塊(203)將信息解密后通過第二哈希函數(shù)模塊(205)再次哈希處理，將解密后的明文通過發(fā)送至第三無線收發(fā)模塊(206)傳遞至用戶交互端(4)。

異常檢測模塊(207)檢測數(shù)據(jù)寄存器(203)的異常變動并與之連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2的智能電表，其特征在于：第一哈希函數(shù)模塊(104)等同于第二哈希函數(shù)模塊(205)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項的智能電表，其特征在于：混沌加密模塊(103)包括用于生成隨機數(shù)序列的第一隨機數(shù)生成器(1031)、將隨機數(shù)序列作為種子生成混沌序列作為加密密鑰的第一混沌序列生成模塊(1032)，和使用生成的混沌序列對輸入數(shù)據(jù)進行加密生成密文輸出的加密器模塊(1033)；

第一隨機數(shù)生成器(1031)、第一混沌序列生成模塊(1032)和加密器模塊(1033)依次連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4任意一項的智能電表，其特征在于：混沌解密模塊(203)包括與第一隨機數(shù)生成器(1031)相同的第二隨機數(shù)生成器(2031)；

與第一混沌序列生成模塊(1032)相同的使用同一個隨機數(shù)序列作為種子，生成混沌序列的第二混沌序列生成模塊(2032)；

以及使用生成的混沌序列對輸入密文進行解密，生成明文輸出解密器模塊(2033)。

6.一種基于哈希函數(shù)的混沌加密智能電表的加密方法，其特征在于，使用包括如權(quán)利要求1～5任意一項所述的智能電表實施如下步驟：

S1、電表模塊(1)檢測用電信息的第一數(shù)據(jù)流進行混沌加密，生成第二數(shù)據(jù)流，發(fā)送至后臺控制端(2)；

S2、后臺控制端(2)將第二數(shù)據(jù)流存儲，并通過混沌解密生成為第一數(shù)據(jù)流發(fā)送至用戶交互端(4)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的加密方法，其特征在于：

在S1中，還包括：

S1.1、初始化：生成一個偽隨機初始向量，偽隨機初始向量包括混沌系統(tǒng)的初始狀態(tài)和哈希函數(shù)的種子；

S1.2、加密：將第一數(shù)據(jù)流的明文信息轉(zhuǎn)化為比特序列，將該比特序列和初始向量輸入到混沌系統(tǒng)中加密；

加密后的結(jié)果與初始向量經(jīng)過哈希函數(shù)生成另一個偽隨機向量，作為下一輪加密的初始向量；重復(fù)執(zhí)行加密操作，直到加密完整個信息

同時，生成管理員秘鑰1和超級管理員秘鑰2。

8.根據(jù)權(quán)利要求7的加密方法，其特征在于：

在S2中，還包括：

S2.1、解密：將第二數(shù)據(jù)流的密文信息轉(zhuǎn)化為比特序列，然后將該比特序列和初始向量輸入到混沌系統(tǒng)中進行解密；

解密后的結(jié)果與初始向量經(jīng)過哈希函數(shù)生成如S1.2中的偽隨機向量，作為下一輪解密的初始向量；重復(fù)執(zhí)行解密操作，直到解密完整個信息。