基于国密算法的电力网络数据加密方法及系统与流程

本发明涉及电力信息安全领域，具体涉及一种基于国密算法的电力网络数据加密方法及系统。

背景技术：

1、随着通信技术的升级，电力网络的终端接入数量在不断增加，呈现出功能多样化、信道网络开放化的特征，电力业务在通信过程中面临的信息安全挑战越来越大。为了保证通信中电力数据的安全传输和电力业务的安全进行，需要一种安全的电力网络数据加密技术。

2、在现有技术中，国密算法杂凑函数sm3和分组密码sm4是广泛应用于无线通信网络的加密算法。这些算法经过了广泛的安全性评估和认证，但由于电力网络上不断增加的终端数量，如果网络及各终端始终只使用国密算法产生的原始密钥进行通信，会使得密钥管理、算法配置等方面都将面临很大的安全性挑战。

3、因此，需要一种新的电力网络数据加密方法及系统，能够从国密算法产生的原始密钥中导出不同的子密钥，加强了电力网络数据的安全。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于国密算法的电力网络数据加密方法及系统，能够从国密算法产生的原始密钥中导出不同的子密钥，加强了电力网络数据的安全。

2、本发明的基于国密算法的电力网络数据加密方法，包括：

3、利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，得到若干加密结果；

4、将若干所述加密结果进行合并，得到长度为l的导出秘钥。

5、进一步，利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，具体包括：

6、确定并行加密需要的块个数n；

7、对于每一个计数器i从1到n，根据如下式子确定第i个加密结果k[i]：

8、

9、其中，prf1和prf2均为伪随机函数；con1和con2均为约定的固定常数；kin为国密算法产生的对称密钥；表示按位异或运算；参数wi'＝([i]2||w)；[i]2为i的二进制表示；||表示拼接；参数w＝(label||0x00||context||[l]2)；label为加密的独特标签值；context为背景参数；[l]2为l的二进制大端表示，l为期望的导出密钥长度。

10、进一步，根据如下式子确定并行加密需要的块个数n：

11、

12、其中，h为并行加密时伪随机函数输出的块长度；为向上取整函数。

13、进一步，在确定了参数n之后，若n>2r-1，则提示错误并退出，否则，继续进行并行加密处理；其中，r表示计数器i的二进制编码的长度，取值范围为1到32。

14、进一步，将若干所述加密结果进行合并时，若nh>l，则对于k[n]，只将其前[l-(n-1)h]位参与合并。

15、一种基于国密算法的电力网络数据加密系统，包括并行加密单元以及密钥合并单元；

16、所述并行加密单元，用于利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，得到若干加密结果；

17、所述密钥合并单元，用于将若干所述加密结果进行合并，得到长度为l的导出秘钥。

18、进一步，利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，具体包括：

19、确定并行加密需要的块个数n；

20、对于每一个计数器i从1到n，根据如下式子确定第i个加密结果k[i]：

21、

22、其中，prf1和prf2均为伪随机函数；con1和con2均为约定的固定常数；kin为国密算法产生的对称密钥；表示按位异或运算；参数wi'＝([i]2||w)；[i]2为i的二进制表示；||表示拼接；参数w＝(label||0x00||context||[l]2)；label为加密的独特标签值；context为背景参数；[l]2为l的二进制大端表示，l为期望的导出密钥长度。

23、进一步，根据如下式子确定并行加密需要的块个数n：

24、

25、其中，h为并行加密时伪随机函数输出的块长度；为向上取整函数。

26、进一步，在确定了参数n之后，若n>2r-1，则提示错误并退出，否则，继续进行并行加密处理；其中，r表示计数器i的二进制编码的长度，取值范围为1到32。

27、进一步，将若干所述加密结果进行合并时，若nh>l，则对于k[n]，只将其前[l-(n-1)h]位参与合并。

28、本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于国密算法的电力网络数据加密方法及系统，利用改进的密钥导出函数从国密算法产生的原始密钥(作为主密钥)中导出一个子密钥，针对不同的应用场景，采用不同的密钥导出函数的参数，就能从一个主密钥中导出多个不同的子密钥，即使某个子密钥泄露，也不会对使用其它子密钥的通信场景产生安全威胁，从而加强了电力网络数据的安全。

技术特征：

1.一种基于国密算法的电力网络数据加密方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于国密算法的电力网络数据加密方法，其特征在于：利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于国密算法的电力网络数据加密方法，其特征在于：根据如下式子确定并行加密需要的块个数n：

4.根据权利要求2所述的基于国密算法的电力网络数据加密方法，其特征在于：在确定了参数n之后，若n>2r-1，则提示错误并退出，否则，继续进行并行加密处理；其中，r表示计数器i的二进制编码的长度，取值范围为1到32。

5.根据权利要求2所述的基于国密算法的电力网络数据加密方法，其特征在于：将若干所述加密结果进行合并时，若nh>l，则对于k[n]，只将其前[l-(n-1)h]位参与合并。

6.一种基于国密算法的电力网络数据加密系统，其特征在于：包括并行加密单元以及密钥合并单元；

7.根据权利要求6所述的基于国密算法的电力网络数据加密系统，其特征在于：利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，具体包括：

8.根据权利要求7所述的基于国密算法的电力网络数据加密系统，其特征在于：根据如下式子确定并行加密需要的块个数n：

9.根据权利要求7所述的基于国密算法的电力网络数据加密系统，其特征在于：在确定了参数n之后，若n>2r-1，则提示错误并退出，否则，继续进行并行加密处理；其中，r表示计数器i的二进制编码的长度，取值范围为1到32。

10.根据权利要求7所述的基于国密算法的电力网络数据加密系统，其特征在于：将若干所述加密结果进行合并时，若nh>l，则对于k[n]，只将其前[l-(n-1)h]位参与合并。

技术总结
本发明公开了一种基于国密算法的电力网络数据加密方法及系统，包括：利用伪随机函数以及生成的对称密钥进行并行加密处理，得到若干加密结果；将若干所述加密结果进行合并，得到长度为L的导出秘钥。本发明能够从国密算法产生的原始密钥中导出不同的子密钥，加强了电力网络数据的安全。

技术研发人员：石琳姗,靳敏,胥钟予,田博今,王文娟,沈耀斌,张津铭,王梦婷,刘师涵,刘蓉,游奇琳,郑晓玲,赵长松,李骥
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5