[发明专利]一种基于区块链的智能电网的安全认证方法及系统

权利要求书

1.一种基于区块链的智能电网的安全认证方法，其特征在于，所述方法由基于区块链的智能电网的安全认证系统实现，所述系统包括可信第三方中心TTPC、智能电表SM以及电网控制中心GCC；

所述方法包括：

S1、所述TTPC创建身份区块链以及认证区块链；

S2、所述SM基于所述身份区块链生成SM身份信息，并根据所述SM身份信息以及所述认证区块链生成SM认证信息；

S3、所述GCC基于所述身份区块链生成GCC身份信息，并根据所述GCC身份信息以及所述认证区块链生成GCC认证信息；

S4、所述SM以及GCC通过所述SM认证信息以及GCC认证信息进行通信；

所述S4中的所述SM以及GCC通过所述SM认证信息以及GCC认证信息进行通信包括：

S41、当SM中的任一SM_i在GCC中的任一GCC_j的覆盖区域内，所述SM_i接收到GCC_j认证信息，并对所述GCC_j认证信息进行验证；若验证成功，则所述SM_i生成第三消息并发送给所述GCC_j；若验证失败，则拒绝认证；

所述S41中的所述SM_i生成第三消息并发送给所述GCC_j包括：

S411、所述SM_i选择随机数记录当前时间戳T₁，并计算混沌映射值EK_i以及混沌映射值EK₁；为素数阶为q的素数群；

S412、所述SM_i通过事务TID_i在身份区块链上定位到交易所在区块，获取交易的输出脚本并进行查验；若查验成功，则所述SM_i获取身份区块链上存储的消息{HID_i,P_i,b,T_endID}，计算哈希值M₂＝H₁(HID_i||P_i||b||EK₁||T₁)、m_i＝b_i-M₂a₁以及并生成第三消息{HID_i,M₃,m_i,E₁,TSM_i,P_i,b,EM_i,T₁}；其中，HID_i为临时身份信息；P_i为哈希值；为随机数；T_endID为HID_i的注册截至时间；H₁为哈希函数；哈希值SMID_i为真实身份信息；E₁为混沌映射值；TSM_i为在认证区块链上建立的事务；EM_i为混沌映射值；

若查验失败，则拒绝认证；

S42、所述GCC_j接收所述第三消息，并对所述第三消息进行验证；若验证成功，则生成第一会话密钥K₁，并根据所述K₁生成第四消息发送给所述SM_i；若验证失败，则拒绝认证；

所述S42中的所述GCC_j接收所述第三消息，并对所述第三消息进行验证；若验证成功，则生成第一会话密钥K₁，并根据所述K₁生成第四消息发送给所述SM_i包括：

所述GCC_j接收所述第三消息并对所述第三消息中的时间戳T₁进行验证是否合法；若不合法，则拒绝认证；

若合法，则所述GCC_j通过事务TSM_i在身份区块链上定位到交易所在区块，获取交易的输出脚本并进行查验；若查验失败，则拒绝认证；

若查验成功，则所述GCC_j获取认证区块链上存储的消息{CH_i,EY_i,T_endV}，计算混沌映射值EK′₁、混沌映射值EK_i以及哈希值M′₂，并验证m_iP+M′₂EY_i＝CH_i是否成立；若不成立，则拒绝认证；其中，CH_i为变色龙哈希值；EY_i为混沌映射值；T_endV为变色龙哈希值的有效时间；P为素数阶q的E(F_t)点，E(F_t)为有限域F_t上的椭圆曲线；

若成立，则所述GCC_j选择随机数记录当前时间戳T₂，并生成第一会话密钥K₁，通过事务TGID_j在身份区块链上定位到交易所在区块，获取交易的输出脚本并进行查验；若查验失败，则拒绝认证；

若查验成功，则所述GCC_j获取身份区块链上存储的{HRID_j,RP_j,d,T_endRD}，并计算哈希值M₄＝H₁(HRID_j||REK_j||d||EK₂||RP_j||K₁||T₂)、m_j＝d_j-M₄c₁以及生成第四消息{HRID_j,m_j,M₅,E₂,RP_j,d,TGCC_j,T₂}发送给所述SM_i；其中，HRID_j为临时身份信息；RP_j为哈希值；为随机数；T_endRD为注册截至时间；REK_j、EK₂为混沌映射值，哈希值RID_j为真实身份信息；E₂为混沌映射值；TGCC_j为事务；

S43、所述SM_i接收所述第四消息，并对所述第四消息进行验证；若验证成功，则生成第二会话密钥K₂，并根据所述第二会话密钥K₂对所述GCC_j进行查验；若查验成功，则所述SM_i与GCC_j通过所述第一会话密钥K₁以及第二会话密钥K₂进行通信；若查验失败，则拒绝认证；

若验证失败，则拒绝认证；

所述S43中的生成第二会话密钥K₂，并根据所述第二会话密钥K₂对GCC_j进行查验包括：

所述SM_i获取认证区块链上存储的消息{CH_j,EY_j,T_endR}，计算混沌映射值EK′₂以及混沌映射值进而生成第二会话密钥K₂，计算哈希值M′₄＝H₁(HRID_j‖REK_j‖RP_j‖d‖EK′₂‖K₂‖T₂)，并根据m_jP+M′₄EY_j＝CH_j是否成立对GCC_j进行查验，其中，CH_j为变色龙哈希值；EY_j为混沌映射值；T_endR为变色龙哈希值有效时间。