[发明专利]一种基于改进国密SM2加密算法的数据采集器加密方法

说明书

本发明提供一种基于改进国密SM2加密算法的数据采集器加密方法。国密SM2算法包含椭圆曲线加密算法、数字签名算法等内容，改进的国密SM2加密算法由椭圆曲线加密算法和MD5withRSA数字签名的融合算法完成对采集器的数据加密。具体步骤如下：步骤一：选定相关的公钥参数；步骤二：计算出报文发送方的签名参数；步骤三：生成密文；步骤四：报文解密时验证其合法性；步骤五：恢复报文，提出了改进国密SM2加密算法具体改进方案以及改进后的加密算法具体的加密流程，从而使得改进后的加密算法同时具有报文加密和数字签名的功能。而且改进国密SM2加密算法具有快速生成、易实现等优点，极大的满足了工程项目的需求。最后本发明专利的提出能够满足IAS中数据采集器的安全需求。

技术领域

本发明涉及电力采集系统信息加密领域，具体地说是基于改进国密SM2加密算法的数据采集器加密方法。

背景技术

在智能电网中智能采集系统(intelligent acquisition system,IAS)数据采集器是关键的通信报文传输设备，承担着国网计量中心和用户的双向通信任务。在IAS中数据采集器采用嵌入式系统，在计算机网络系统中存在的漏洞，同样也会在数据采集器中存在，须保证通信报文的安全性，包括报文不被蓄意篡改、泄密等，否则将对用户安全、可靠的用电需求和电力系统的安全稳定运行带来严重威胁，甚至可能引发灾难性的事故。

为了保障报文的安全性和有效实现IAS及智能电网系统功能，须在数据采集器中应用密码技术。密码技术主要有对称密码和公钥密码两种，对称密码的密钥只有一个，所以不能实现公开可验证的数字签名；公钥密码把密钥分为私钥和公钥两种，为实现数字签名提供了必要条件。在公钥密码技术中，椭圆曲线密码(elliptic curve cryptography,ECC))已成为国内外研究人员在信息安全技术领域研究的热点。在国外，有学者针对ECC的实现效率进行了大量的研究；在国内，已有关于ECC的安全性、ECC算法的软硬件实现方面的研究，如有学者通过仿真计算研究在数据采集器中应用MD5withRSA数字签名算法，保障数据采集器通信安全。在ECC的应用研究方面，尚未提出将椭圆曲线加密算法和MD5withRSA数字签名算法相结合应用于数据采集器通信，以满足数据采集器更广泛的通信安全需求。ECC具有较强的单位数据安全性，能够选取相对长度较小的密钥实现较强的加密安全性；并且ECC计算所基于的有限域运算很容易在计算机的硬件和软件上实现。

根据ECC的上述优点，结合数据采集器的安全需求，有必要探讨将ECC应用于数据采集器的可能性，对ECC满足数据采集器通信安全需求展开相关研究。在IAS中，数据采集器与数十或数百个用户的智能电表进行通信，须满足报文加密、认证和数字签名的安全需求。在数据采集器中，在确保ECC加密算法的安全性条件下，原则上可以同时使用ECC加密算法和数字签名算法，但ECC加密算法在抵抗来自攻击者的自适应选择密文攻击行为方面存在安全性不足问题。

发明内容

本发明的目的是提出基于改进国密SM2加密算法的数据采集器加密方法，旨在一站式解决在数据采集器中使用ECC加密算法将面临的问题，以满足数据采集器通信报文安全需求和提高IAS的信息安全水平。

本发明提出的技术方案

一种基于改进国密SM2加密算法的数据采集器加密方法，具体步骤如下：

步骤一：选定相关的公钥参数；

步骤二：计算出报文发送方的签名参数；

步骤三：生成密文；

步骤四：报文解密时验证其合法性；

步骤五：恢复报文。