[发明专利]智能电网中的轻量级主动式跨层认证方法有效

专利信息
申请号: 202011398339.3 申请日: 2020-12-03
公开(公告)号: CN112564918B 公开(公告)日: 2022-08-12
发明(设计)人: 谢宁;李卓远;黄磊 申请(专利权)人: 深圳大学
主分类号: H04L9/32 分类号: H04L9/32;H04L9/08;H04L67/12
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 潘登
地址: 518000 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 智能 电网 中的 轻量级 主动 式跨层 认证 方法
【权利要求书】:

1.一种智能电网中的轻量级主动式跨层认证方法,其特征在于,该轻量级主动式跨层认证方法是多级网络中的任意相邻级次网络对应的智能网关之间进行相互认证的认证方法,多级网络中的任意相邻级次网络包括上级网络和下级网络,所述下级网络对应的智能网关为第一智能网关,所述上级网络对应的智能网关为第二智能网关,所述认证方法包括上层认证和物理层认证,所述上层认证包括:所述第一智能网关基于所述第二智能网关的公钥和第一认证信息向所述第二智能网关发送第一加密信号;所述第二智能网关接收所述第一加密信号并基于所述第二智能网关的私钥获得所述第一认证信息,并基于所述第一智能网关的公钥、所述第一认证信息和第二认证信息获得第二加密信号并发送给所述第一智能网关,且所述第二智能网关基于所述第一认证信息和所述第二认证信息获得共享密钥;所述第一智能网关接收所述第二加密信号,若所述第一智能网关基于所述第二加密信号和所述第一智能网关的私钥获得所述第一认证信息,则所述第一智能网关对所述第二智能网关认证通过,且所述第一智能网关基于所述第二加密信号获得所述第二认证信息;以及所述物理层认证包括:所述第一智能网关基于所述第一认证信息和所述第二认证信息获得所述共享密钥,基于所述共享密钥和第一目标信号获得第一加密目标信号,进而基于所述共享密钥、所述第一加密目标信号和哈希函数获得第一认证标签,所述第一智能网关基于所述第一认证标签和所述第一加密目标信号获得第一叠加信号,进而获得第一目标信息信号并向所述第二智能网关发送,所述第二智能网关接收所述第一目标信息信号,

所述第二智能网关接收所述第一智能网关发送的所述第一目标信息信号时,去除所述第一目标信息信号中的多种报头,消息信号满足:

yi=hixi+ni

yi表示消息信号,hi表示所述第二智能网关和所述第一智能网关之间的第一信道响应并且为零均值复高斯随机变量,xi表示为第一叠加信号,ni表示为零均值复高斯白噪声,所述白噪声的方差为满足:

表示所述白噪声的方差,αd表示信道路线衰落系数且满足:αd≥2,d表示所述第二智能网关和所述第一智能网关之间的距离,λ表示第一叠加信号的波长并满足:λ=c/fc,c=3×108m/s,fc表示第一叠加信号的载波频率,

所述第二智能网关基于信道估计获得第一信道响应的估计值所述第二智能网关基于所述消息信号中获得第一叠加信号的估计值,所述第一叠加信号的估计值满足:

表示第一叠加信号的估计值,表示第一信道响应的估计值,(·)*表示共轭算子,

基于所述第一目标信息信号获得第一残差信号,

所述第一残差信号满足:

ri表示所述第一残差信号,ρt表示第一认证标签的能量系数,表示所述第一加密目标信号的估计值,

并基于所述第一残差信号进行第一阈值测试,若所述第一阈值测试通过,则所述第二智能网关对所述第一智能网关认证通过;并且所述第二智能网关基于第二目标信号和所述共享密钥获得第二加密目标信号,基于所述共享密钥、所述第二加密目标信号和所述哈希函数获得第二认证标签,所述第二智能网关基于所述第二认证标签和所述第二加密目标信号获得第二叠加信号,进而获得第二目标信息信号并向所述第一智能网关发送,所述第一智能网关接收所述第二目标信息信号,基于所述第二目标信息信号获得第二残差信号,并基于所述第二残差信号进行第二阈值测试,若所述第二阈值测试通过,则所述第一智能网关对所述第二智能网关认证通过,其中,所述上层认证是基于所述第一智能网关和所述第二智能网关的上层网络实现的,所述物理层认证是基于所述第一智能网关和所述第二智能网关的物理层实现的。

2.根据权利要求1的轻量级主动式跨层认证方法,其特征在于:

所述第一智能网关具有对应的公钥和私钥,所述第二智能网关具有对应的公钥和私钥。

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