[发明专利]基于拉格朗日插值的变电站巡检机器人安全通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于拉格朗日插值的变电站巡检机器人安全通信方法，其特征在于，包括步骤：

(1)程监控中心RC初始化生成通信双方巡检机器人所需的公钥和私钥以及公共参数，并发送给双方巡检机器人，完成密钥参数初始化；

(2)巡检机器人发起方S与巡检机器人响应方R相互发送签名进行验证，验证通过以后再通过密钥生成算法生成共享密钥；

(3)数据通信过程中，巡检机器人发起方S用共享密钥将要发送的数据进行加密并生成消息认证码，然后将消息认证码和密文发送给巡检机器人响应方R，巡检机器人响应方R用共享密钥解密密文并验证消息认证码是否一致。

2.根据权利要求1所述的基于拉格朗日插值的变电站巡检机器人安全通信方法，其特征在于，步骤(1)具体为，

(1.1)远程监控中心RC创建一个组G，其生成元为g∈G，素数阶为q；其次，远程监控中心RC生成两个随机秘密值a,b∈Z_q，并构造一个拉格朗日多项式L(x)＝a+bx mod q；其中，mod为余运算，Z_q为小于q的正整数；

(1.2)远程监控中心RC计算Q₁＝g^a∈G,Q₂＝g^b∈G，分别作为巡检机器人发起方、巡检机器人响应方的公钥，并将para＝{G,g,q,Q₁,Q₂}作为公共参数；

(1.3)对于标识为ID_S的巡检机器人发起方，远程监控中心RC计算d_S＝a+bH₁(ID_S)mod q，并将d_S作为巡检机器人发起方的私钥；

对于标识为ID_R的巡检机器人响应方，远程监控中心RC计算d_R＝a+bH₁(ID_R)mod q，并将d_R作为巡检机器人响应方的私钥；其中，H₁:Z_q→Z_q是一个哈希函数；

(1.4)远程监控中心RC将{para,d_S}和{para,d_R}分别发送给巡检机器人发起方S和巡检机器人响应方R。

3.根据权利要求1所述的基于拉格朗日插值的变电站巡检机器人安全通信方法，其特征在于，步骤(2)具体为，

(2.1)巡检机器人发起方S生成一个随机数N_S∈Z_q并计算相应的密文然后保存随机数N_S并将密文c_S发送给巡检机器人响应方R；

(2.2)巡检机器人响应方R接收密文c_S并使用其私钥d_R生成用于c_S的签名

(2.3)巡检机器人响应方R生成另一个随机数N_R∈Z_q和相应的密文保存随机数N_R并将(σ_S,c_R)发送回巡检机器人发起方S；

(2.4)巡检机器人发起方S获得(σ_S,c_R)，并使用其私钥d_S验证σ_S，验证公式验证通过后进入下一步；

(2.5)巡检机器人发起方S使用其私钥d_S为c_R生成签名σ_R，并发送给巡检机器人响应方R进行验证；

(2.6)巡检机器人响应方R获得σ_R后使用其私钥d_R进行验证，验证公式验证通过后进入下一步；

(2.7)巡检机器人发起方S计算共享密钥

(2.8)巡检机器人响应方R计算共享密钥