[发明专利]一种列车的PHM主机及其加密方法

说明书

本发明提供了一种列车的PHM主机，PHM主机包括内端机、外端机和物理网闸；内端机用于接收列车的以太网的数据，外端机用于将列车网络中的数据传递给地面服务器，内端机的数据报文通过协议到达物理网闸，物理网闸接收到正确的数据报文后，进行处理，之后，通过协议摆渡至外端机，外端机接收到物理网闸的数据报文。本发明的内端机、外端机和物理网闸之间的数据单向性传输，从而大大的提高了数据流向的安全性；另外本发明内端机、外端机和物理网闸内设计了复杂的加密算法，以确保数据流的安全性，使得数据内容不易被破解、修改等；而且内端机、物理网闸、外端机之间传输的报文使用了“流加密算法”以实现具体功能，还能确保数据内容的安全性。

技术领域

本发明涉及列车的PHM领域，特别涉及一种列车的PHM主机及其加密方法。

背景技术

列车的PHM(Prognostics and Health Management，预测与健康管理)是未来列车运营保障的发展方向。PHM是根据列车运行现状监控和分析，进行有针对性、预测性的维修，提前预判故障的发生时机，而不必等到故障真的发生再进行事后维修。预测性的维修，可以降低维修成本，减少维修时间，提升列车运营的效率，同时，避免重大恶性事故发生。无论是从现有动车数据量来看，还是从长远发展规划来看，动车组PHM系统都应该采用大数据方式进行构建，以提高铁路各列车的监控的实时性和便捷性。

但现有技术中的PHM物理网闸的数据单向性和数据安全性低，无法满足现有列车的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以保证PHM物理网闸的数据单向性和数据安全性，可以满足现有列车使用的PHM主机及其加密方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种列车的PHM主机，所述PHM主机包括内端机、外端机和物理网闸；所述内端机用于接收列车的以太网的数据，所述外端机用于将列车网络中的数据传递给地面服务器，所述内端机的数据报文通过协议到达物理网闸，所述物理网闸接收到正确的数据报文后，进行处理，之后，通过协议摆渡至外端机，所述外端机接收到物理网闸的数据报文。

进一步地，所述内端机、FPGA物理网闸、外端机分别设置有加密算法。

进一步地，所述内端机、FPGA物理网闸、外端机之间的数据报文设置有流加密算法。

一种列车的PHM主机的加密方法，包括以下步骤，

内端机使用内端机MAC和固定序列A选定加密算法及种子信息，对正文进行加密，并发送报文给物理网闸；

物理网闸接收到报文后，根据报文源MAC和固定序列A识别出加密算法及种子信息，对正文进行解密；

物理网闸使用物理网闸的MAC和固定序列B选定新的加密算法和种子信息，对之前解密后的报文再加密处理，并发送给外端机；

外端机接收到报文之后，根据报文源MAC和固定序列B识别出加密算法及种子信息，对正文进行解密。

进一步地，所述内端机、物理网闸、外端机使用的是AES-256加密密钥，且使用前会二次进行算法处理。

进一步地，所述报文的加密算法及其种子值可变换。

进一步地，所述正文部分存在安全CRC32校验处理。

进一步地，所述物理网闸识别到加密算法异常或CRC32异常，可不摆渡报文，直接丢弃。

本发明的有益效果为：