【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法。
技術(shù)介紹
1、量子通信是量子信息學(xué)的一個重要分支，是指利用量子力學(xué)原理對量子態(tài)進(jìn)行操控的一種通信形式，可以有效解決信息安全問題。量子通信利用量子力學(xué)原理對量子態(tài)進(jìn)行操控，在兩個地點之間進(jìn)行信息交互。量子通信具有量子糾纏、量子不可克隆定理、秘鑰分配和隱形傳態(tài)四個部分，使量子通信成為嚴(yán)格的安全通訊方式，可以有效解決信息安全問題。與傳統(tǒng)的密碼學(xué)不同，量子密鑰分配是密碼學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以量子態(tài)為信息載體，利用量子力學(xué)的一些基本物理原理來傳輸和保護(hù)信息。
2、現(xiàn)有的量子通信有兩種方案：
3、第一種方案為直接通信方案，即迅移，是利用量子疊加態(tài)和量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞，是采用量子通信手段直接傳送信息。這種方案也叫量子隱形傳態(tài)，是將甲地的某一粒子的未知量子態(tài)，瞬間轉(zhuǎn)移給乙地的另一個粒子。該方案目前還處于理論階段。
4、第二種方案為間接通信方案，也稱為量子密鑰分發(fā)方案，該方案目前已廣泛應(yīng)用，并正在大力發(fā)展。間接通信有兩個信道：一個是經(jīng)典信道，使用普通的有線或無線方法發(fā)送密文；另一個是量子信道，專門用于產(chǎn)生密鑰。每發(fā)送一次信息，通信雙方都要重新生成新的密鑰，即每次加密的密鑰都不一樣，實現(xiàn)了報文發(fā)送的“一次一密”，并且在密鑰發(fā)送的過程中還可以檢測有無偵聽者，所以它可以在原理上實現(xiàn)絕對安全可靠的通信。目前所謂的量子通信一般為通過量子信道分發(fā)密鑰的方案。各行各業(yè)對于量子通信的發(fā)展持樂觀態(tài)度。現(xiàn)階段的量子加密技術(shù)是傳統(tǒng)通信技
5、隨著電力系統(tǒng)智能化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，量子加密技術(shù)在電力方面也有廣泛的應(yīng)用，電力采集終端在電力系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色，現(xiàn)有電力系統(tǒng)中，電力采集終端與主站之間的通信多采用傳統(tǒng)的加密方式。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的不斷升級，加密方式在面臨量子計算威脅時可能變得不再安全，傳統(tǒng)的通信方式在數(shù)據(jù)傳輸過程中面臨著安全風(fēng)險，如數(shù)據(jù)泄露、篡改等問題。因此，采用量子加密技術(shù)成為可以提高電力通信安全性的重要手段。
6、目前，電力采集終端的加密方式采用傳統(tǒng)的嵌入式安全訪問模塊芯片(采用嵌入式安全訪問模塊embedded?secure?access?module的芯片，即esam芯片)加解密方式，將明文發(fā)送給加密機(jī)，生成密文，將密文傳送給終端，終端將密文轉(zhuǎn)給esam芯片，通過esam芯片解密，解密后，將數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。
7、由于量子通信技術(shù)首次用于用電采集終端，量子通信開發(fā)企業(yè)的量子模塊的接口不統(tǒng)一，存在不兼容的問題，難以普遍應(yīng)用，需更改電力采集終端的硬件，使其能夠適配接入的量子模塊，而更改電力采集終端的硬件不僅費(fèi)時費(fèi)力，還增加了使用成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而提供一種用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，形成一種與電力采集終端硬件兼容的通信協(xié)議，確保通信協(xié)議與電力采集終端的通信硬件接口協(xié)議一致，與現(xiàn)有用電采集終端兼容，以確保通過少量修改或無需修改即可利用電力采集終端上的原有邏輯進(jìn)行加密、解密操作，在確保通信速度和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，還能從而提高通信的安全性、可靠性和高效率性。
2、本專利技術(shù)的上述技術(shù)目的主要是通過以下技術(shù)方案解決的：
3、一種用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于包括：
4、通過量子加密模組生成量子密鑰；
5、基于量子密鑰，對主站的第一通信報文進(jìn)行加密，形成第二通信報文；
6、將第二通信報文基于通訊協(xié)議發(fā)至電力采集終端；
7、通過與電力采集終端通信的量子加密模組對第二通信報文進(jìn)行解密，形成所述的第一通信報文；
8、電力采集終端查看和/或處理第一通信報文后形成第三通訊報文；
9、通過與電力采集終端通信的量子加密模組對第三通訊報文進(jìn)行加密，形成第四通信報文；
10、將所述第四通信報文基于通訊協(xié)議發(fā)送至主站。
11、本技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于形成一種新的通訊協(xié)議，用于解決現(xiàn)有用電采集終端不兼容的問題。本技術(shù)方案形成通信協(xié)議使兼容于現(xiàn)有的電采集終端硬件，確保通信協(xié)議與電力采集終端的通信硬件接口協(xié)議一致，與現(xiàn)有用電采集終端兼容，以確保通過少量修改或無需修改即可利用電力采集終端上的原有邏輯進(jìn)行加密、解密操作，在確保通信速度和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，還能從而提高通信的安全性、可靠性和高效率性。
12、作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)措施：
13、所述通訊協(xié)議包括：
14、設(shè)置初始狀態(tài)：對所述電力采集終端的spi接口進(jìn)行初始化，賦予初始化值，所述主站準(zhǔn)備發(fā)送通信報文的數(shù)據(jù)包；
15、確認(rèn)初始狀態(tài)：所述電力采集終端接收并確認(rèn)初始化值，初始化值與預(yù)期一致，則所述電力采集終端開始等待接收通信報文的數(shù)據(jù)包；
16、開始數(shù)據(jù)包傳輸：所述主站開始向所述電力采集終端傳輸通信報文的數(shù)據(jù)包；
17、等待并確認(rèn)幀頭字節(jié)：所述電力采集終端開始接收所述數(shù)據(jù)包，并開始檢查數(shù)據(jù)包的幀頭字節(jié)；
18、讀取狀態(tài)字：當(dāng)幀頭字節(jié)與預(yù)期一致，所述電力采集終端繼續(xù)完成所述數(shù)據(jù)包接收；
19、確認(rèn)狀態(tài)字：當(dāng)狀態(tài)字與預(yù)期一致，所述電力采集終端反饋狀態(tài)字確認(rèn)，所述主站確認(rèn)狀態(tài)字；
20、讀取并處理數(shù)據(jù)，基于狀態(tài)字確認(rèn)，所述電力采集終端開始讀取并處理數(shù)據(jù)；
21、更新spi接口的初始化值；
22、發(fā)送結(jié)束符：所述電力采集終端向所述主站發(fā)送結(jié)束符，用于表示數(shù)據(jù)包交換完成。
23、作為優(yōu)選，在確認(rèn)初始狀態(tài)時，設(shè)置spi接口的初始化值為ssn＝0；在更新spi接口的初始化值時，將spi接口的初始化值更新為ssn＝1。
24、作為優(yōu)選，所述通訊協(xié)議包括：發(fā)送協(xié)議和返回協(xié)議。
25、作為優(yōu)選，所述發(fā)送協(xié)議包括：
26、協(xié)議頭部head：用于標(biāo)識通信協(xié)議的開始和類型；
27、控制字cla：用于指定后續(xù)數(shù)據(jù)的類型或操作指令；
28、后續(xù)數(shù)據(jù)字段的長度ins；
29、數(shù)據(jù)位p：數(shù)據(jù)位p為若干個，分別用于表示特定的參數(shù)或選項；
30、重復(fù)數(shù)據(jù)長度len：用于表示重復(fù)數(shù)據(jù)長度；
31、數(shù)據(jù)字段data：其為若干個，用于表示實際要傳輸?shù)男畔ⅲ?/p>
32、循環(huán)冗余校驗碼crc：用于檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤；
33、協(xié)議尾部tail：用于標(biāo)識通信協(xié)議的結(jié)束。
34、作為優(yōu)選，所述返回協(xié)議包括：
35、協(xié)議頭部head：用于標(biāo)識通信協(xié)議的開始和類型；
36、狀態(tài)字字段sw：其為若干個，用于指示操作的結(jié)果或狀態(tài)；
37、重復(fù)數(shù)據(jù)長度len：用于表示重復(fù)數(shù)據(jù)長度；
38、數(shù)據(jù)字段data：其為本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述通訊協(xié)議包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于在確認(rèn)初始狀態(tài)時，設(shè)置SPI接口的初始化值為SSN＝0；在更新SPI接口的初始化值時，將SPI接口的初始化值更新為SSN＝1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述通訊協(xié)議包括：發(fā)送協(xié)議和返回協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述發(fā)送協(xié)議包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述返回協(xié)議包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于在生成所述量子密鑰前，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述電力采集終端和所述量子加密模組的通信接口均采用SPI接
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述SPI線為SPI四線制總線，用于兼容性輸出/輸入信號線MOSI線，所述MOSI線為雙pin的MOSI線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述量子加密模組的芯片為8pin封裝的ESAM芯片。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述通訊協(xié)議包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于在確認(rèn)初始狀態(tài)時，設(shè)置spi接口的初始化值為ssn＝0；在更新spi接口的初始化值時，將spi接口的初始化值更新為ssn＝1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述通訊協(xié)議包括：發(fā)送協(xié)議和返回協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法，其特征在于所述發(fā)送協(xié)議包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電力采集終端與量子加密模組的通信方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉煒，孫鋼，王朝亮，姜馳，陸春光，胡泳，葉志軍，陳捷，劉建軍，鄭盈，王海，左勇，胡裕波，吳繼維，張冰，董遷富，陳燁洪，郁春雷，畢鳳娟，蔡紅遠(yuǎn)，岳浩，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)浙江省電力有限公司營銷服務(wù)中心，
類型：發(fā)明
國別省市：
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