[发明专利]一种GOOSE报文认证方法及系统

权利要求书

1.一种GOOSE报文认证方法，其特征在于，所述GOOSE报文认证方法将可变的数据放在待运算数据末端，包括下列步骤：

创建GOOSE认证报文，判断当前GOOSE报文与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息是否一致，其中，所述非关键报文信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU除了顺序计数sqNum域以外的所有信息，若一致则直接引用前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息的对应认证码配合当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，其中，所述关键信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的顺序计数sqNum域，若不一致则首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，随后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码；将所述整体认证码作循环冗余校验后生成校验码填充于当前GOOSE报文的帧校验码域后完成GOOSE认证报文创建；

验证GOOSE认证报文，首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，然后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，将整体认证码做循环冗余检验生成校验码后与当前GOOSE报文帧校验码域内容进行对比，若二者一致则认证通过，否则认证失败；所述创建GOOSE认证报文的步骤具体为：

S11、提取当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息，生成第一关键信息报文段P2；

S12、删除所述当前GOOSE报文中的所述关键信息，生成第一非关键信息报文段P1；

S13、判断所述第一非关键信息报文段P1是否与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息一致，若一致则跳至S15，否则转入步骤S14；

S14、利用事先选定的密钥及哈希函数，对所述第一非关键信息报文段P1进行HMAC运算得到第一认证码C1，将所述第一关键信息报文段P2附加到所述第一认证码C1末端形成第二认证码C2，利用所述密钥及哈希函数对所述第二认证码C2进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至步骤S16；

S15、将所述第一关键信息报文段P2附加到前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息报文段进行HMAC运算所得第三认证码C3末端形成第四认证码C4，利用步骤S14中所述密钥及哈希函数对所述第四认证码C4进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至步骤S16；

S16、将所述第一整体认证码C01作循环冗余校验，并将所得校验码K01填充于所述GOOSE报文的帧校验码域，完成GOOSE认证报文的创建；所述验证GOOSE认证报文的步骤具体为:

S21、提取待验证的GOOSE认证报文中应用协议数据单元APDU的所述关键信息，生成第二关键信息报文段P4；

S22、删除所述待验证的GOOSE认证报文中的所述关键信息，生成第二非关键信息报文段P3；

S23、利用步骤S14中所述密钥及哈希函数，对所述第二非关键信息报文段P3进行HMAC运算得到第五认证码C5，将第二关键信息报文段P4附加到所述第五认证码C5末端形成第六认证码C6，利用步骤S14中所述密钥及哈希函数对所述第六认证码C6进行HMAC运算得到第二整体认证码C02；

S24、将所述第二整体认证码C02做循环冗余校验得校验码K02，校验码K02与所述待验证的GOOSE认证报文的帧校验码域进行对比，若二者一致则验证成功，否则验证失败。

2.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文认证方法，其特征在于，所述密钥是长度在16至128Byte之间的字符串。

3.根据权利要求1所述的一种GOOSE报文认证方法，其特征在于，所述哈希函数是MD2或MD4或MD5或SHA-1或SHA-224或SHA-256或SHA-384或SHA-512。

4.一种GOOSE报文认证系统，其特征在于，所述GOOSE报文认证系统将可变的数据放在待运算数据末端，包括下列模块：

创建GOOSE认证报文模块，该模块用于判断当前GOOSE报文与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息是否一致，其中，所述非关键报文信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU除了顺序计数sqNum域以外的所有信息，若一致则直接引用前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息的对应认证码配合当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，其中，所述关键信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的顺序计数sqNum域；若不一致则首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，随后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码；将所述整体认证码作循环冗余校验后生成校验码填充于当前GOOSE报文的帧校验码域后完成GOOSE认证报文创建；

验证GOOSE认证报文模块，该模块首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，然后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，将整体认证码做循环冗余检验生成校验码后与当前GOOSE报文帧校验码域内容进行对比，若二者一致则认证通过，否则认证失败；

所述创建GOOSE认证报文模块包括：

第一关键信息报文段生成单元，该单元用于提取当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息，生成第一关键信息报文段P2；

第一非关键信息报文段生成单元，该单元用于删除所述当前GOOSE报文中的所述关键信息，生成第一非关键信息报文段P1；

第一判断单元，该单元用于判断所述第一非关键信息报文段P1是否与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息一致，若一致则跳至整体认证码第二生成单元，否则转入整体认证码第一生成单元；

整体认证码第一生成单元，该单元利用事先选定的密钥及哈希函数，对所述第一非关键信息报文段P1进行HMAC运算得到第一认证码C1，将所述第一关键信息报文段P2附加到所述第一认证码C1末端形成第二认证码C2，利用所述密钥及哈希函数对所述第二认证码C2进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至校验码填充单元；

整体认证码第二生成单元，该单元用于将所述第一关键信息报文段P2附加到前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息报文段进行HMAC运算所得第三认证码C3末端形成第四认证码C4，利用所述密钥及哈希函数对所述第四认证码C4进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至校验码填充单元；

校验码填充单元，该单元用于将所述第一整体认证码C01作循环冗余校验，并将所得校验码K01填充于所述GOOSE报文的帧校验码域，完成GOOSE认证报文的创建；

所述验证GOOSE认证报文模块包括:

第二关键信息报文段生成单元，该单元用于提取待验证的GOOSE认证报文中应用协议数据单元APDU的所述关键信息，生成第二关键信息报文段P4；

第二非关键信息报文段生成单元，该单元用于删除所述待验证的GOOSE认证报文中的所述关键信息，生成第二非关键信息报文段P3；

整体认证码第三生成单元，该单元利用所述密钥及哈希函数，对所述第二非关键信息报文段P3进行HMAC运算得到第五认证码C5，将第二关键信息报文段P4附加到所述第五认证码C5末端形成第六认证码C6，利用中所述密钥及哈希函数对所述第六认证码C6进行HMAC运算得到第二整体认证码C02，

第二判断单元，该单元用于将所述第二整体认证码C02做循环冗余校验得校验码K02，校验码K02与所述待验证的GOOSE认证报文的帧校验码域进行对比，若二者一致则验证成功，否则验证失败。