[发明专利]应用于电力信息采集系统的安全任务下发的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于电力通信安全领域，具体涉及一种应用于电力信息采集系统的安全任务下发系统和方法。

背景技术

电力用户用电信息采集系统已于2008年全面开展统一建设工作，它是一种电能信息采集、处理和实时监控系统，能进行电能数据自动采集、异常计量和电能质量监测、用电分析和管理，具备相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。用电信息采集系统的通信信息主要包括主站下发给终端的任务信息，电力通信的安全涉及国家和人民的方方面面，也是当前社会研究的热点问题之一。

在传统的电力通信模式中，首先通过主站下发任务信息给终端设备，再由终端设备将其转发给电表。由于终端设备的可控性比较低，且电表对终端的安全认证不够全面，使得该系统中存在了一些安全隐患。一方面，非法终端设备的存在会严重威胁用户的用电安全和主站的信息安全；另一方面，终端下发非法任务同样可能会对用户和国家造成极大的损失。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种应用于电力信息采集系统的安全任务下发的系统和方法，通过在终端设备的安全模块中添加转加密的功能，限制终端设备下发任务的权限，解决了非法终端对主站和电表的威胁。同时，在终端设备和电表之间添加安全认证环节，防止了攻击者利用任务信息进行重放攻击的行为。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于电力信息采集系统的安全任务下发系统，包括：主站和接收其控制信息的各个电表，其改进之处在于，所述系统包括：终端单元，所述主站通过所述终端单元向所述电表发送控制信息。

本发明提供的优选技术方案中，所述终端单元，包括：并列设置的终端1、终端2...终端n；所述电表分别通过终端1、终端2...终端n接收所述主站的控制信息。

本发明提供的第二优选技术方案中，所述终端1、终端2...终端n分别包括：安全模块、存储模块、通信模块、控制模块和供电模块；所述安全模块、所述存储模块和所述控制模块分别和所述通信模块以及所述供电模块进行数据交互；所述安全模块、所述存储模块和所述控制模块进行数据交互。

本发明提供的第三优选技术方案中，所述安全模块，采用ESAM芯片，用于主站和终端进行密钥协商，传输数据的加解密及MAC计算、密钥更新、非对称密钥的注册和数据交互时的身份认证。

本发明提供的第四优选技术方案中，所述存储模块，采用Flash存储芯片，用于存储经过安全存储单元ESAM芯片认证和解密的信息。

本发明提供的第五优选技术方案中，所述通讯模块，采用RS485通信单元，用于主站与终端进行数据通信。

本发明提供的第六优选技术方案中，所述控制模块采用型号为AT91SAM9G45的微处理器，通过通信模块与存储模块进行数据读写，与安全模块进行身份认证和数据加解密。

本发明提供的第七优选技术方案中，所述供电模块为AC-DC供电模块，用于将220V交流电转换为5V直流电给终端供电。

本发明提供的第八优选技术方案中，提供一种应用于电力信息采集系统的安全任务下发方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1).任务存储；

(2).任务转发。

本发明提供的第九优选技术方案中，所述步骤1包括如下步骤：

(1-1).密钥协商；

(1-2).任务密文存储。

本发明提供的第十优选技术方案中，在所述步骤1-1中，终端和主站协商出通信的会话密钥。

本发明提供的较优选技术方案中，在所述步骤1-2中，所述终端存储所述主站以密文形式发送的任务。

本发明提供的第二较优选技术方案中，所述密文是指用主站和终端协商出来的此次会话密钥加密的密文信息，密文内容包括：电表密钥和任务信息。

本发明提供的第三较优选技术方案中，电表密钥是接收任务的电表的密钥，任务信息是主站下发给电表的任务内容。

本发明提供的第四较优选技术方案中，所述步骤2包括如下步骤：(2-1).任务转加密；

(2-2).身份认证；

(2-3).任务发送。

本发明提供的第五较优选技术方案中，在所述步骤2-1中，终端的安全模块将任务密文信息接收进行解密，并且用解密出来的电表密钥对任务信息再次加密。

本发明提供的第六较优选技术方案中，所述步骤2-1包括如下步骤：

(A).解密出电表密钥，并存储在安全模块内部；

(B).解密任务密文，得到任务明文；

(C).用电表密钥对任务明文进行加密，并输出任务密文给终端；