[发明专利]一种适用于安装式电能表的蓝牙通信动态配对密钥方法

权利要求书

1.一种适用于安装式电能表的蓝牙通信动态配对密钥方法，其特征在于包括以下步骤：

1)电能表端利用ESAM模块随机生成并保存私钥Sa；

由电能表中事先约定的信息利用哈希算法得到初始密钥基点G(0)，约定的信息包括电能表表号、通信地址和通信日期；

2)基于私钥Sa和基点G(0)计算电能表端初始公钥Pa(0)，采用椭圆曲线diffie-hellman ECDH密钥交换算法，如下式：Pa(0)＝Sa*G(0)，式中*表示椭圆曲线的特殊算法运算符；

3)电能表上电后，每隔一定的时间在蓝牙广播频段发送一条包含密钥信息的广播帧，其数据域包含Sa和G(0)；

4)若有电能信息采集设备需要连接电能表，则事先利用ESAM模块随机生成并保存私钥Sb；

5)在接收步骤3)中电能表发送的广播帧后，电能信息采集设备利用ESAM模块解密Pa(0)和G(0)，并根据G(0)利用逆向哈希算法得到表号及对应的通信地址，若解析得到的表号即是需连接的电能表表号，则记录该通信地址；

电能信息采集设备由私钥Sb和基点G(0)计算初始公钥Pb(0)，采用椭圆曲线diffie-hellman ECDH密钥交换算法，如下式：Pb(0)＝Sb*G(0)；

6)电能信息采集设备利用收到的电能表通信地址发送广播回应帧，回应帧数据域包括自身通信地址和初始公钥Pb(0)；

7)电能信息采集设备计算初始临时密钥TK(0)，采用椭圆曲线diffie-hellman ECDH密钥交换算法，如下式：TK(0)＝Sb*Pa(0)；

相应的电能表接收公钥Pb(0)后，计算初始临时密钥TK(0)，采用椭圆曲线diffie-hellman ECDH密钥交换算法，如下式：TK(0)＝Sa*Pb(0)；

8)通过步骤7)中得到的临时密钥TK(0)，电能信息采集设备和电能表共享了同一初始临时密钥TK(0)，作为建立配对和数据交互的凭据，开始进行应用层级别的数据通信/应答；

9)按步骤1)-8)进行迭代，在电能信息采集设备和电能表已进行了n-1轮通信/应答后，电能信息采集设备和电能表均利用第n-1个应答帧的校验位CRC的哈希值计算第n轮通信/应答的密钥基点G(n)，如下式：G(n)＝hash(CRC(n-1))；

10)然后电能信息采集设备和电能表计算各自公钥，采用椭圆曲线diffie-hellmanECDH密钥交换算法，计算公钥公式分别为Pa(n)＝Sa*G(n)和Pb(n)＝Sb*G(n)；

11)电能信息采集设备和电能表互相明文发送公钥Pa(n)、Pb(n)；

12)接下来电能信息采集设备和电能表利用相同的公式计算TK(n)，如下式：TK(n)＝Sa*Pb(n)＝Sb*Pa(n)，电能信息采集设备和电能表共享了第n轮临时密钥TK(n)，作为建立数据交互的凭据；

13)开始进行第n轮的数据通信/应答，按照步骤9)-12)持续进行蓝牙通信/应答，直到通信结束。