[发明专利]一种GOOSE报文认证方法及系统

摘要

本发明的目的在于提供一种高效的GOOSE报文认证方法，以更好适应电力系统高实时性要求。为了适应GOOSE报文需要不间断发送的特性，提取GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的顺序计数sqNum域作为关键信息报文段，并判断APDU其余数据是否与前一报文一致若一致，则根据前一GOOSE报文APDU的非关键信息的HMAC结果，将上述关键信息附加在其末端后进行HMAC运算得整体认证码；若不一致则首先对非关键信息进行HMAC运算得认证码，随后将关键信息附加于认证码末端并再次进行HMAC运算得整体认证码。本发明的认证方法效率远高于经典的对整个APDU内容直接进行HAMC认证的方法。

主权项

一种GOOSE报文认证方法，其特征在于，所述GOOSE报文认证方法将可变的数据放在待运算数据末端，包括下列步骤：创建GOOSE认证报文，判断当前GOOSE报文与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息是否一致，其中，所述非关键报文信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU除了顺序计数sqNum域以外的所有信息，若一致则直接引用前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息的对应认证码配合当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，其中，所述关键信息指的是GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的顺序计数sqNum域，若不一致则首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，随后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码；将所述整体认证码作循环冗余校验后生成校验码填充于当前GOOSE报文的帧校验码域后完成GOOSE认证报文创建；验证GOOSE认证报文，首先生成当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息对应认证码，然后利用该认证码配合当前GOOSE报文关键信息通过HMAC运算生成整体认证码，将整体认证码做循环冗余检验生成校验码后与当前GOOSE报文帧校验码域内容进行对比，若二者一致则认证通过，否则认证失败；所述创建GOOSE认证报文的步骤具体为：S11、提取当前GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的关键信息，生成第一关键信息报文段P2；S12、删除所述当前GOOSE报文中的所述关键信息，生成第一非关键信息报文段P1；S13、判断所述第一非关键信息报文段P1是否与前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息一致，若一致则跳至S15，否则转入步骤S14；S14、利用事先选定的密钥及哈希函数，对所述第一非关键信息报文段P1进行HMAC运算得到第一认证码C1，将所述第一关键信息报文段P2附加到所述第一认证码C1末端形成第二认证码C2，利用所述密钥及哈希函数对所述第二认证码C2进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至步骤S16；S15、将所述第一关键信息报文段P2附加到前一GOOSE报文中应用协议数据单元APDU的非关键信息报文段进行HMAC运算所得第三认证码C3末端形成第四认证码C4，利用步骤S14中所述密钥及哈希函数对所述第四认证码C4进行HMAC运算得到第一整体认证码C01，跳至步骤S16；S16、将所述第一整体认证码C01作循环冗余校验，并将所得校验码K01填充于所述GOOSE报文的帧校验码域，完成GOOSE认证报文的创建；所述验证GOOSE认证报文的步骤具体为:S21、提取待验证的GOOSE认证报文中应用协议数据单元APDU的所述关键信息，生成第二关键信息报文段P4；S22、删除所述待验证的GOOSE认证报文中的所述关键信息，生成第二非关键信息报文段P3；S23、利用步骤S14中所述密钥及哈希函数，对所述第二非关键信息报文段P3进行HMAC运算得到第五认证码C5，将第二关键信息报文段P4附加到所述第五认证码C5末端形成第六认证码C6，利用步骤S14中所述密钥及哈希函数对所述第六认证码C6进行HMAC运算得到第二整体认证码C02；S24、将所述第二整体认证码C02做循环冗余校验得校验码K02，校验码K02与所述待验证的GOOSE认证报文的帧校验码域进行对比，若二者一致则验证成功，否则验证失败。