[发明专利]手术机器人主手通讯加密系统

权利要求书

1.一种手术机器人主手通讯加密系统，包括主手本体(7)、执行控制器(5)、驱动控制器(2)，其特征在于，

执行控制器(5)和驱动控制器(2)之间通过第一加密通讯完成设备查询，通过第二加密通讯执行主手本体(7)控制；

第一加密通讯，由驱动控制器(2)发送查询消息(9)，然后执行控制器(5)收到后发送报告消息(10)，最后驱动控制器(2)对报告消息(10)进行处理，完成设备查询过程；

第二加密通讯，在驱动控制器(2)与执行控制器(5)完成设备查询过程下，驱动控制器(2)向执行控制器(5)发送控制消息(11)，执行控制器(5)向驱动控制器(2)发送状态消息(12)，执行主手本体(7)控制；

所述驱动控制器(2)内设置有主手的驱动程序(3)和加密狗(8)，

驱动程序(3)包含执行第二加密通讯加解密的第二驱动加密算法(21)；

加密狗(8)包含用于加密查询消息(9)的查询公钥(25)、用于解密报告消息(10)的报告私钥(24)、保存密码序列的驱动密码池(22)、计算驱动密码池(22)内密码序列的第一驱动加密算法(23)、构建并加密查询消息的查询函数(13)、解析报告消息(10)的报告函数(14)和计算密码序列的密钥函数(20)；

所述执行控制器(5)包括用于解密查询消息(9)的查询私钥(15)、用于加密报告消息(10)的报告公钥(16)、保存密码序列的执行密码池(18)、计算执行密码池(18)内密码序列的第一执行加密算法(17)和执行第二加密通讯加解密的第二执行加密算法(19)。

2.根据权利要求1所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述查询消息(9)包括查询消息原文(26)和加密后的密文查询消息(27)，查询消息原文(26)的消息体，消息体包括随机数RAND1、时间戳Timestamp、消息计数Counter和校验和Checksum；时间戳Timestamp用于计算设备会话数DSN，与消息计数Counter一起计算查询频次，当查询频次超过一定数值时，将认为有攻击存在，不再发送报告消息(10)。

3.根据权利要求2所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述报告消息(10)包括报告消息原文(28)和加密后的密文报告消息(29)，报告消息原文(28)的消息体包含设备会话数DSN、随机数RAND2、报告计数Counter、密码索引PWIndex和检验和Checksum；设备会话数DSN、随机数RAND1、RAND2作为计算密码序列的参数；密码索引PWIndex表示设备查询过程结束后第一次第二加密通讯使用的加解密密码在执行密码池(18)和驱动密码池(22)中的位置。

4.根据权利要求2所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：控制消息(11)包括控制消息原文(30)和加密后的密文控制消息(31)，控制消息原文(30)的消息体包含控制命令字CMD、数字输出字DO、各轴输出扭矩Torques、控制消息计数Counter和检验和Checksum。

5.根据权利要求2所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述状态消息(12)包括状态消息原文(32)和加密后的密文状态消息(33)，状态消息原文32的消息体包含状态字states、数字输入字DI、各轴编码器值Encoders、状态消息计数Counter、密码索引PWIndex和检验和Checksum。

6.根据权利要求5所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述密码索引PWIndex在状态消息(12)中指定下一次使用的第二加密通讯的加解密密码；密码索引PWIndex动态更新，保持第二加密通讯所使用密码的动态性。

7.根据权利要求6所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述第二执行加密算法(19)和第二驱动加密算法(21)以加密参数(34)为参数进行对称加解密控制消息(11)和状态消息(12)。

8.根据权利要求7所述的手术机器人主手通讯加密系统，其特征在于：所述加密参数(34)包含设备会话数DSN、随机数RAND1、随机数RAND2和动态密码PW；当前动态密码PW由状态消息(12)中的密码索引PWIndex指定。