[发明专利]一种基于混合加密算法的电力数据隐私通信方法

说明书

本发明涉及通信数据安全技术领域，具体涉及一种基于混合加密算法的电力数据隐私通信方法，包括：发送方随机生成AES会话密钥，并使用会话密钥对待传输的电力数据明文m进行加密，得到密文M；发送方采用椭圆加密算法会话密钥进行加密，得到加密后的密钥，并使用数字签名；将密文M与加密后的密钥及数字签名一起发送给接收方；接收方使用ECC解密算法解密出会话密钥并进行签名验证；若签名验证通过，则使用会话密钥对密文M进行解密，得到原电力数据m；若签名不通过，返回错误信息。本发明通过混合加密，保证数据的机密性和完整性，提高加密和解密速度，同时解决了AES加密算法的密钥管理与分发的问题，优化电力数据通信流程。

技术领域

本发明涉及通信数据安全技术领域，具体涉及一种基于混合加密算法的电力数据隐私通信方法。

背景技术

近年来，随着全球能源问题日益严峻，世界各国都开展了智能电网的研究工作。智能电网是覆盖电力系统整个生产过程(包括发电、输电、变电、配电、用电及调度等多个环节)的全景实时系统，智能电网是电网的智能化，它建立在集成的高速双向通信网络的基础上，通过传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持技术的应用，实现了电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行等。由于智能电网中大量智能设备的接入，电力用户与信息世界联系越加紧密，用户端的安全问题日益明显。

在智能电网的安全问题中，数据传输的保密性对于电力用户隐私信息的保护十分重要，是数据传输中必须考虑的问题。对用户隐私有影响的智能电网数据元素包括：地址、账号、电表读数、实时账单、账单历史、家庭局域网等。在智能电网实时通信与数据交互时，用户的数据面临着被不可信的第三方偷窃或者篡改的风险。如果发布者直接发布原始数据，而不采取适当的数据保护措施，很可能会泄露个人的敏感信息，进而危害数据所有者。因此，为了保证个人敏感信息的安全，应当在发布数据的同时进行隐私保护。

对数据加密是解决隐私保护问题的常用手段，同态加密技术、混合加密技术、基于BLS短签名的POR模型、DPDP、Knox等方法是针对数据存储时防止隐私泄露而采取的常用方法。但是，由于大数据的查询、统计、分析和计算等操作也需要在云端进行，为传统加密技术带来了新的挑战。

发明内容

为了解决上述数据传输中可能遇到的数据泄露问题，本发明提供一种基于混合加密算法的电力数据隐私通信方法，该方法利用ECC算法对AEC加密时生成的会话密钥进行加密，并使用签名认证的方式，实现传输过程中数据的机密性和完整性，保证电力业务数据的有效性和安全性。

一种基于混合加密算法的电力数据隐私通信方法，包括以下步骤：

S1、发送方随机生成用于AES加密的AES会话密钥Key，并使用会话密钥Key对待传输的电力数据明文m进行加密，得到密文M；

S2、发送方采用椭圆加密算法ECC对步骤S1生成的会话密钥Key进行加密，得到加密后的密钥，并对密文M使用数字签名；

S3、将步骤S1中生成的密文M、步骤S2中生成加密后的密钥以及密文M的数字签名一起发送给接收方；

S4、接收方使用ECC解密算法解密出AES会话密钥并进行签名验证；

S5、若签名验证通过，则使用AES会话密钥对电力数据密文M进行解密，得到原电力数据m；若签名不通过，返回错误信息。

进一步的，对待传输的电力数据明文m进行加密，得到密文M，具体包括：

S11、对待传输的电力数据明文m进行预处理：对待传输的电力数据明文m进行分组，每组数据的长度为128位，不足128位时用空格补足，每个分组中每行4个字节排成4行,称其为一个状态矩阵,数据的写入和读出均按列优先顺序,以字节为单位操作；