[发明专利]工业无线仪器的一次性密码本加密

说明书

用于在工业无线仪器中实施一次性密码本(one‑time pad，OTP)加密的方法和系统有利地利用了现在可用的数据存储设备，该数据存储设备可以在足够小的封装中存储大量的加密密钥或密码本，以适配在工业无线仪器内。在一些实施例中，无线仪器使用固态存储器设备，该固态存储器设备可以容易地保持足够数量的密码本以维持无线仪器的预期寿命。固态存储器设备仅在无线仪器的制造过程中安装，其中可以使用防篡改制造和组装技术来确保密码本的安全性。同样，如果需要额外的密码本，无线仪器的固态存储器设备也只能在授权的制造商处替换或补充。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月6日提交的题为“Remote Wireless Sensors andSystems Including Remote Wireless Sensors Using Automatic OTP EncryptionTransmission”的美国临时专利申请第62/776，284号的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及工业无线仪器，更具体地说，涉及用于实施工业无线仪器的一次性密码本(one-time pad，OTP)加密的方法和系统。

背景技术

工业无线仪器，诸如传感器、致动器、控制器和各种其他工业设备，正越来越多地用于替换有线设备。这种工业无线仪器有几个好处。首先，工业无线仪器不需要在整个设施中铺设电缆，因此大大节省了安装成本。这些设备还提供了灵活性，因为它们可以容易地安装在设施中的任何数量的位置，并且容易地重新定位到设施中的任何数量的位置。

每个工业无线仪器通常作为覆盖部分或全部设施的无线网络中的节点进行连接。无线仪器从设施中的装备、机械和过程获得各种物理参数的测量和读数，然后定期将读数作为数据传输给监视和控制应用。然后，监视和控制应用可以分析数据，并根据需要发出命令和指令来控制装备、机械和过程。监视和控制应用还可以将数据存储在数据库中，并以其他方式使数据对其他应用和用户可用。

然而，无线传输的数据容易遭受恶意方的拦截和使用。虽然拦截仍然是一个问题，但可以通过在传输前加密数据来减轻未经授权的使用。加密方法多种多样，各有优缺点。例子包括对称加密方案，诸如高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)和数据加密标准(Data Encryption Standard，DES)，以及使用不同密钥来加密和解密的不对称加密方案(例如，公钥-私钥加密)。这些加密方案依赖于现有计算系统无法在合理的时间内解决某些数学功能，如将大的复合数分解成素数，这些素数的数量高达2048位或更多，或者是某个基数的对数的倒数。计算技术的最新进步威胁到这种加密算法的安全性。

因此，虽然在工业无线仪器领域已经取得了许多进步，但是很容易理解，仍然需要不断的改进。

发明内容

本公开提供了用于在工业无线仪器中实施一次性密码本(OTP)加密的方法和系统。该方法和系统有利地利用了现在可用的数据存储设备，该数据存储设备可以在足够小的封装中存储大量的加密密钥或密码本，以适合工业无线仪器。在一些实施例中，无线仪器使用固态存储器设备，该固态存储器设备可以容易地保持足够数量的密码本以维持无线仪器的预期寿命。此外，固态存储器设备仅在无线仪器的制造过程中安装，其中可以使用防篡改制造和组装技术来确保密码本的安全性。这导致无线仪器在物理上是安全的，不会被未经授权的访问。同样，无线仪器的固态存储器设备也仅在需要额外的密码本时由授权制造商替换或补充。