[发明专利]一种电力载波数据的加密传输方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种电力载波数据的加密传输方法。

背景技术

智能电网是使用健全的双路通信、高级的传感器和分布式计算的电力传输与分配网络，其目的是改善电力传送和使用的效率，提高电网的可靠性和安全性。建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础。目前，配电通信网的主要传输手段有：光纤、公共无线网络、自建专用无线网络、电力线载波通信、电力线工频通信等方式。

电力线工频通信通过在电压、电流上叠加微小的畸变信号实现数据传输，由于低频工频畸变信号可穿越变压器，电力线工频通信技术具有能够跨越配电变压器远距离通信的独特优势，如果通过相关技术手段提升通信速率，该技术能够在智能配电网建设中发挥重要作用。

电力线通信技术可直接利用现有的电力线进行数据传输，无须重新布网，成本低廉，信息传输安全有充分的保障。近年来，宽带电力线载波通信(BPLC：Broadband Power Line Carrier)技术得到了广泛应用，尤其大量应用于智能电网抄表系统、能源互联网、智能家居和工业数据采集等场景。

在利用电力线进行数据传输时，同样面临数据安全的问题。在电力载波通信中引入数据加密机制，具有重大意义。数据加密又称密码学，指通过加密算法和加密密钥将明文转换成密文，而解密则是反向的通过解密算法和解密密钥将密文还原成原文。数据加密利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，保护信息安全。

随着加密算法的演进，分组加密算法对数据进行分组加密，增加了数据解密难度，然而，采取固定的加密算法和密钥进行加密，在确定加密算法和密钥后，明文和密码形成对应关系，可以采用穷举法等暴力方式破解，安全度有待提高。

发明内容

本发明提供一种电力载波数据的加密传输方法，该方法可以利用电力线，实现高安全性和高可靠性的数据传输。

为了实现上述目的，本发明提供一种电力载波数据的加密传输方法，该方法具体包括如下步骤：

S1.生成用户密钥；

S2.将数字信号分段，并利用用户密钥和加密算法对分段数字信号进行加密；

S3.将分段数字信号打包后，由载波通信传输装置发送给载波通信数据接收端；

S4.由载波通信数据接收端进行解密，得到原分段数字信号，将原分段数字信号组合后，得到原数字信号。

优选的，所述步骤S3包括如下子步骤：

步骤S31：初始化发送帧长，采用默认值或先验值作为初始发送帧长L；

步骤S32：以帧长L发送IP数据包，当发送成功时则以相同的发送帧长再次发送，当发送失败时则以相同的发送帧长重新发送；

步骤S33：当连续两次发送成功时，则将发送帧长L加倍并执行步骤S32；当连续两次发送失败时，则将发送帧长L减半并执行步骤S32；

步骤S34：当经过i次帧长加倍或减半后，以L_i作为帧长连续两次发送成功且以2L_i作为帧长连续两次发送失败时，则将帧长L的取值范围确定为[L_i，2L_i]。

优选的，在步骤S1中，其具体包括如下子步骤包括：

S11：获取用户的生物特征数据；

S12：根据所述生物特征数据，生成特征向量；

S13：根据所述预定算法对所述特征向量进行序列化处理，得到序列化后的特征向量；

S14：根据所述预定算法从所述序列化后的特征向量中，提取出符合均匀分布的序列数据作为与所述用户对应的用户密钥。

优选的，判断所述随机序列是否符合均匀分布可具体包括：

在所述随机序列中提取多个随机均匀分布子序列；

判断多个所述随机均匀分布子序列之间的距离值是否处于预设范围内；

若多个所述随机子序列之间的距离值处于所述预设范围内，则判断出所述随机序列符合均匀分布，否则，不符合均匀分布。

优选的，在所述S2中，具体包括如下子步骤：

S21：根据分段数字信号、用户密钥和第一随机数字信号进行位运算，得到第一密文数字信号；

S22：根据用户密钥和第一随机数字信号进行位运算，得到第二随机数字信号；

S23：将第二随机数字信号插入到第一密文数字信号中，得到第二密文数字信号。

S24：对第二密文数字信号进行反转比特位操作，得到最终加密后的分段数字信号。