[发明专利]工业传感器网络系统的数据安全传输方法

说明书

工业传感器网络系统的数据安全传输方法，属于数据传输技术领域。本发明为了解决现有传感器数据的安全传输方法实现过程复杂并且技术难度大的问题。包括：利用随机信号驱动生成随机数，并计算获得遮蔽数据；将采集的传感器测量数据按顺序叠加到遮蔽数据的不同通道上，获得已加密数据进行网络传输；在接收端对接收到的已加密数据通过解密矩阵进行还原，获得还原数据。本发明方法将工业传感器网络系统的数据安全传输问题和可靠性检测问题在统一的设计框架下一并解决，可以最大限度地减少安全性设计和安全性模块的成本。

技术领域

本发明涉及工业传感器网络系统的数据安全传输方法，属于数据传输技术领域。

背景技术

在飞速发展、不断创新的计算机网络技术、通信技术、控制与系统技术的背景下，工业化和信息化深入融合已成为极为重要的研究课题，其在生产和生活的方方面面有着重大需求。

在新工业背景下，结合了传统的信息技术和自动控制技术的“信息物理系统”的安全、可靠设计问题已经成为了当下创新性研究的核心。其中，工业传感器网络与其他生产设备的数据传输和共享存在着巨大的安全隐患。事实上，世界范围内已有多起实际发生的工业网络入侵事件。这些事件不仅暴露了系统设计中的严重缺陷和漏洞，同时也造成了严重的安全事故。在非法入侵已经发生的情况下，进行数据的安全保密传输与可信赖性判别是降低危害和揭露非法入侵的重点方向之一。

根据技术核心思想分类，现有主流的安全传输方法包括数据加密(密码学)技术、随机化方法等；可信赖性判别方法包括数字签名技术、数字水印技术及观测器技术等。其中数据安全传输方法中的密码学加密方法、数字证书等技术，需借助第三方平台提供安全认证，实现过程复杂、技术难度大并且认证成本高。

因此，需要提供一种新的数据安全传输方法，来防止工业传感器数据在网络传输中遭到非法窃听与利用。

发明内容

本发明是为了解决现有传感器数据的安全传输方法实现过程复杂并且技术难度大的问题，提供了一种工业传感器网络系统的数据安全传输方法。

本发明所述工业传感器网络系统的数据安全传输方法，包括：

利用随机信号驱动生成随机数，并计算获得遮蔽数据；将采集的传感器测量数据按顺序叠加到遮蔽数据的不同通道上，获得已加密数据进行网络传输；

在接收端对接收到的已加密数据通过解密矩阵进行还原，获得还原数据。

根据本发明所述的工业传感器网络系统的数据安全传输方法，

所述遮蔽数据的获得方法包括：

通过随机信号发生器生成随机数sigGen；并设定关联加密矩阵M_AC；

由随机数sigGen和关联加密矩阵M_AC计算获得遮蔽数据X_new：X_new＝sigGen*M_AC。

根据本发明所述的工业传感器网络系统的数据安全传输方法，

所述获得已加密数据的方法包括：

将采集的传感器测量数据x_meas,new按顺序叠加到遮蔽数据X_new的不同通道上，得到已加密数据X_new^encrypt：

X_new^encrypt＝X_new+x_meas,new^seq，其中seq表示已知的叠加顺序；

并将设定的校验数据x_check^true叠加到遮蔽数据X_new的指定通道中；