[发明专利]一种基于IEC61850标准的SV报文加密及解密方法

说明书

本发明公开了一种基于IEC61850标准的SV报文加密及解密方法，步骤1、密钥管理中心向报文发送方和报文接收方发送密钥信息；步骤2、约定迭代次数；步骤3、报文发送方计算加密密钥；步骤4、提取IEC 61850 SV报文instMag部分信息数据；步骤5、进行加密迭代运算；步骤6、将加密结果填充至IEC 61850 SV报文中；步骤7、校验通过后发送报文；步骤8、报文接收方计算解密密钥；步骤9、提取IEC 61850 SV报文中instMag部分信息数据；步骤10、进行解密迭代运算；步骤11、解密后进行报文合并，得到相应电气量。在满足电力系统通信实时性的前提下，保证SV采样值报文的安全性，所需运算资源少，速度快。

技术领域

本发明涉及一种基于IEC61850标准的SV报文加密及解密方法。

背景技术

随着IEC 61850标准在我国的发展及大规模应用，以及大量数字化变电站的投入运行，使得电力采样数据的大范围共享成为了可能，通过采样数据的实时通信，可以为电力系统广域保护等新型继电保护方案提供数据支持，避免信息孤岛的出现。但是随着电力通信网络的迅速扩张，伴随而来的是电力通信网络的安全问题，采样数据报文将面临受到篡改、泄露的风险，这对电力系统来说是不容忽视的重要问题。而传统的采样报文加密算法由于运算耗时大，不能满足IEC 61850标准的实时性要求，在工程实践中难以应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于IEC61850标准的SV报文加密及解密方法，在满足电力系统通信实时性的前提下，保证SV采样值报文的安全性，使用加密算法仅对报文电气量instMag的部分信息进行加密，所需运算资源少，速度快，并且针对算法密钥分发、保密困难的问题，引入了密钥管理协议进行密钥加密管理，维护了密钥的安全性且不会增加各通信节点的计算负担。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于IEC61850标准的SV报文加密及解密方法，包括如下步骤：

步骤1、密钥管理中心向报文发送方和报文接收方发送密钥信息；

步骤2、报文发送方和报文接收方根据通信网络环境及设备运算能力约定迭代次数；

步骤3、报文发送方根据密钥管理中心发送的密钥信息结合私钥计算加密密钥，并将加密密钥分为k(0)、k(1)、k(2)、k(3)四个部分，各32位；

步骤4、提取IEC 61850 SV报文instMag部分信息数据，并将其分组为64bit的待加密报文，每组待加密报文数据分为v(0)、v(1)两个部分，各32位；

步骤5、进行加密迭代运算：

S＝S+De；

其中，S为加密迭代次数，初始取值为0；De值为0x9e3779b9，为黄金分割数；t₁初始为v(0)，t₂初始为v(1)；a为k(0)，b为k(1)，c为k(2)，d为k(3)；“<<”表示向左位移，“>>”表示向右位移，表示异或运算；

步骤6、运算结束后合并加密结果，并将加密结果填充至IEC 61850 SV报文中；

步骤7、对IEC 61850 SV报文进行CRC完整性校验，校验通过后发送报文；

步骤8、报文接收方收到报文后，进行CRC校验，校验无误后，报文接收方根据密钥管理中心发送的密钥信息结合私钥计算解密密钥，并将解密密钥分为k(0)、k(1)、k(2)、k(3)四个部分，各32位；