[发明专利]一种基于TLS协议的电能表通信方法

说明书

本发明所述的一种基于TLS协议的电能表通信方法，在电能表的通信物理层和数据层之间添加TLS协议安全层，其特征在于所述的TLS协议选用0xC023安全套件，在TLS握手协商中开始运行ECC算法后，在计算公钥M、签名r和预主秘钥Q时，每隔一定时间退出ECC算法运算并保存断点和当前运算数据，等待电能表其它任务处理完成后，从断点进入ECC算法并继续运算，直到ECC算法处理完成后，退出运算并保存运算数据。本发明将目前技术已相当成熟的传输安全协议SSL/TLS应用到智能电表，解决了将TLS库移植到智能电表上的难点。作为独立的安全层，数据传输架构清晰，简化了智能电表的复杂度，具备很强的抗攻击性，提升了电表数据通信中的安全性。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其是一种基于TLS协议的电能表通信方法。

背景技术

作为智能电网的一部分，智能电表的核心特征，是在一个基本的计量设备基础上引入了信息技术，对用户的电量消费信息进行收集、加工处理和远程传输，这些功能使计量系统及消费市场交易更迅速、更便捷。但同时，智能电能表这些基本功能的实现,是需要以其数据存储与传输的安全为基础的，不安全的通信环境也给能源供应安全带来了许多负面隐患。因此，对智能电表信息安全进行有效的防护具有十分重要的意义，现在很多市场就智能电表的数据保护和数据安全提出更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于TLS协议的电能表通信方法，针对电能表通信安全需求，建立基于物理层、安全层、数据层的电能表数据通信体系。

本发明的技术方案是：

一种基于TLS协议的电能表通信方法，在电能表的通信物理层和数据层之间添加TLS协议安全层，其特征在于所述的TLS协议选用0xC023安全套件，在TLS握手协商中开始运行ECC算法后，在计算公钥M、签名r和预主秘钥Q时，每隔一定时间退出ECC算法运算并保存断点和当前运算数据，等待电能表其它任务处理完成后，从断点进入ECC算法并继续运算，直到ECC 算法处理完成后，退出运算并保存运算数据。

上述的公钥M的计算包括以下步骤：

步骤101：电能表端生成私钥K，将私钥K以二进制表示，即 K’＝(k_d-1，...k₂，k₁)₂；

步骤102：将二进制随机数K’从高位至低位依次与ECC曲线基点G相乘，直到计算至(k_d-stepNum)₂时，退出运算并保存断点和运算结果，记该次计算的K’位数为步进位数stepNum；

步骤103：等待电能表其它任务处理完成后，从退出运算时的断点进入运算，按照步骤二的运算规则计算步进位数stepNum的二进制随机数K’，运算完成后，退出运算并保存断点和运算结果；

步骤104：重复步骤103，直到公钥M计算完成，记进入运算的次数为 callNum，并保存运算的次数和运算结果，运算的处理方法为：

上述的预主秘钥Q的计算包括以下步骤：

步骤201：电能表端生成私钥K，将私钥K以二进制表示，即 K’＝(k_d-1，...k₂，k₁)₂；

步骤202：将二进制随机数K’从高位至低位依次与从抄表客户端接收的公钥P相乘，直到计算至(k_d-stepNum)₂时，退出运算并保存断点和运算结果，记该次计算的K’位数为步进位数stepNum；