一種用于智能電網的數據傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于：所述的傳輸系統的輸入數據通過雙向認證模塊進行雙向認證，AES主要功能模塊對數據加、解密處理，行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣進行移位操作，列混合與逆列混合模塊通過列混合與逆混合變換操作來實現乘法運算，再由密鑰擴展模塊生產所需子密鑰，提高數據傳輸的安全保障。由于采用上述的結構，本發明對用戶終端和配電子站進行雙向身份驗證，可以有效避免非法用戶的接入。同時該發明集成了多種非常適合智能配電運用環境的密碼算法，使該系統的功能性多樣可以滿足不同的需求。
【專利說明】
一種用于智能電網的數據傳輸系統
技術領域
[0001]本發明涉及智能電網的技術改進，特別涉及一種用于智能電網的數據傳輸系統。
【背景技術】
[0002]電力資源是國家能源的重要組成部分，是社會經濟和發展不可或缺的物質基礎。因此，全球范圍內的絕大數國家，都在探索全新的電能供給模式一智能電網，它是傳統電網發展的新模式，可以實現用戶高效率用電，節約不必要的浪費，同時提高電網的安全性和可靠性。
[0003]傳統配電網的身份認證方案，配電終端是在線自動注冊的，這樣一些非法用戶在系統重啟時就能自動的連接到系統，不法分子進行惡意的泄露、篡改、偽造、損壞或者非法系統能夠對傳輸中的數據進行辨別、采集和控制。同時傳統電網系統的實時控制性差，運營者在電網運行時無法通過一個實時的、可配置的、可重組的控制系統來控制整個電網系統的正常工作，整個電網系統的自愈能力完全取決與系統的物理冗余。并且傳統電網系統與用戶互動性差，電力生產者與消費者之間單向性的通信方式，信息流通只能由電力生產者向消費者單向傳遞，嚴重阻礙兩者的互動。傳統電網系統內部信息的共享性差，系統內部相互獨立形成信息孤島，造成系統內部信息的共享性低下，進而制約著電網更高效的運行。傳統電網系統對平衡性要求高，由于科學技術的限制，電能目前還不能進行大規模存儲。電能的生產、輸送、分配、使用，都要求在同一時間完成。這就對整個電力系統的各個環節的協調性提出嚴苛的要求。
[0004]針對上述問題，提供一種新型的數據傳輸系統，保證電力系統安全、高效、有序的運行。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于智能電網的數據傳輸系統，確保電力系統安全、尚效、有序的運tx。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的傳輸系統的輸入數據通過雙向認證模塊進行雙向認證，AES主要功能模塊對數據加、解密處理，行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣進行移位操作，列混合與逆列混合模塊通過列混合與逆混合變換操作來實現乘法運算，再由密鑰擴展模塊生產所需子密鑰，提高數據傳輸的安全保障。
[0007]所述的雙向認證模塊包括用戶接入代理服務器之前要對其進行認證，以防止假冒的代理服務器騙取敏感數據;代理服務器同樣要對用戶進行認證，非注冊用戶將被拒絕加入到AMI網絡以防止非法用戶竊取電力資源。查詢者和代理服務器之間也必須進行雙向認證。
[0008]所述的AES主要功能模塊包括S盒和逆S盒，兩者是逆變換的關系，兩者的查找方式和位寬是高度一致的。采用訂制RAM的方式，通過加、解密控制端口來實現對RAM存儲值的更新調用，使RAM中存儲的值在S盒與逆S盒兩者之間進行切換。
[0009]所述的行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣中的每行進行移位操作，兩者循環移位的方向不同。
[0010]所述的列混合與逆列混合模塊將狀態矩陣中的每列與一個常數矩陣進行乘法運笪弁O
[0011 ]所述的密鑰擴展模塊加密時首先生成的是第一輪子密鑰，解密時生成最后一輪子密鑰。
[0012]—種用于智能電網的數據傳輸系統，由于采用上述的結構，本發明對用戶終端和配電子站進行雙向身份驗證，可以有效避免非法用戶的接入。同時該發明集成了多種非常適合智能配電運用環境的密碼算法，使該系統的功能性多樣可以滿足不同的需求。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明；
[0014]圖1為本發明一種用于智能電網的數據傳輸系統的數據完整流程圖；
[0015]圖2為本發明一種用于智能電網的數據傳輸系統的結構圖；
[0016]圖3為本發明一種用于智能電網的數據傳輸系統的體系結構圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1-3所示，本發明的輸入數據通過雙向認證模塊進行雙向認證，AES主要功能模塊對數據加、解密處理，行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣進行移位操作，列混合與逆列混合模塊通過列混合與逆混合變換操作來實現乘法運算，再由密鑰擴展模塊生產所需子密鑰，提高數據傳輸的安全保障。
[0018]其中，雙向認證模塊:用戶接入代理服務器之前要對其進行認證，以防止假冒的代理服務器騙取敏感數據;代理服務器同樣要對用戶進行認證，非注冊用戶將被拒絕加入到AMI網絡以防止非法用戶竊取電力資源。查詢者和代理服務器之間也必須進行雙向認證。
[0019]AES主要功能模塊:AES的S盒和逆S盒兩者是逆變換的關系，兩者的查找方式和位寬是高度一致的。采用訂制RAM的方式，通過加、解密控制端口來實現對RAM存儲值的更新調用，使RAM中存儲的值在S盒與逆S盒兩者之間進行切換。
[0020]PRESENT與AES的重構S盒:AES和PRESENT的S盒重構同樣是通過訂制RAM的方式來實現，通過控制端口en_de和A_P及時的更新RAM的存儲值。這樣用RAM就可以扮演多個S盒的角色。
[0021 ]行移位與逆行移為模塊:行移位與逆行移位是一對相逆的操作，其原理相同都是對狀態矩陣中的每行進行移位操作，只是兩者循環移位的方向不同。行移位與逆行移位的硬件實現簡單，只需通過連線的方式就可以實現，其實現過程所消耗資源極少同時幾乎不產生時延。為此在可重構設計時并沒有把他們可重構單元進行可重構設計，為了提高運行效率和節省資源將其集成一個功能模塊進行設計。
[0022]列混合與逆列混合模塊:列混合變換和逆列混合變換的操作互逆但原理相同，都是將狀態矩陣中的每列與一個常數矩陣進行乘法運算。由于乘法運算在在硬件實現過程消耗資源很大，可以使用查找表的方法來實現乘法運算。這樣可以大大節省硬件資源，同時還能有效提高系統的加、解密速度。由于列混合操作與逆列混合操作非常相似，故將兩者集合成一個功能模塊。
[0023]密鑰擴展:所謂的密鑰擴展模塊是指由初始密鑰產生產生每一輪所需的子密鑰的過程，常用擴展方式有并行擴展和非并行擴展兩種。
[0024]并行擴展要求密鑰擴展與輪變換同時進行，而非并行擴展方法是指在加解密前密鑰擴展模塊就已經產生了全部所需的子密鑰。非并行擴展相比并行擴展具有方便快捷的特點，但并行擴展在子密鑰存儲方面具有優勢。綜合考慮速度與面積的問題，采用非并行擴展方式進行AES的密鑰擴展。
[0025]AES在加解密過程中的密鑰擴展的原理相同，但生成輪子密鑰的順序不同。加密時首先生成的是第一輪子密鑰，而解密時卻是最后一輪子密鑰，所以將加解密過程的密鑰擴展集成功能t吳塊。
[0026]本發明通過身份認證方案的系統架構、運行模式和主要功能模塊，對設計的身份認證方案進行了性能分析，分析結果表明本發明提出的身份認證方案可以為智能配電網中的用戶提供高效的身份認證。
[0027]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的傳輸系統的輸入數據通過雙向認證模塊進行雙向認證，AES主要功能模塊對數據加、解密處理，行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣進行移位操作，列混合與逆列混合模塊通過列混合與逆混合變換操作來實現乘法運算，再由密鑰擴展模塊生產所需子密鑰，提高數據傳輸的安全保障。2.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的雙向認證模塊包括用戶接入代理服務器之前要對其進行認證，以防止假冒的代理服務器騙取敏感數據;代理服務器同樣要對用戶進行認證，非注冊用戶將被拒絕加入到AMI網絡以防止非法用戶竊取電力資源。查詢者和代理服務器之間也必須進行雙向認證。3.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的AES主要功能模塊包括S盒和逆S盒，兩者是逆變換的關系，兩者的查找方式和位寬是高度一致的。采用訂制RAM的方式，通過加、解密控制端口來實現對RAM存儲值的更新調用，使RAM中存儲的值在S盒與逆S盒兩者之間進行切換。4.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的行移位與逆行移為模塊對狀態矩陣中的每行進行移位操作，兩者循環移位的方向不同。5.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的列混合與逆列混合模塊將狀態矩陣中的每列與一個常數矩陣進行乘法運算。6.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的數據傳輸系統，其特征在于:所述的密鑰擴展模塊加密時首先生成的是第一輪子密鑰，解密時生成最后一輪子密鑰。
【文檔編號】H04L29/06GK105871837SQ201610190629
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】江明, 陳亞新, 高文根, 田震, 王宗躍, 吳浙勛, 王瑜, 王鄭
【申請人】安徽工程大學