基于北斗卫星通信的安全接入网关的设计与实现

发布时间：2020-04-17 11:48

【摘要】：随着国家电力信息化建设的不断推进,电力业务终端规模迅速增长、业务应用种类持续增多、通信接入范围不断扩大。目前的电力通信主要包括GPRS/CDMA通信、载波通信和光纤通信等方式,然而我国一些地区由于地理位置偏远和通信网络不健全,导致该地区存在通信盲区,无法完全实现信息采集和实时监控。北斗卫星通信技术由于其覆盖范围广、建设周期短、投资成本低等优势,逐渐被国家电网公司业务部门重视并应用于无公网覆盖地区,作为业务终端接入的补充通信方式。由于北斗卫星通信技术缺乏应用层握手和验证的机制,存在信息泄露、数据篡改和非法接入等安全隐患,不符合电力系统关于信息安全的要求。本文在研究北斗卫星导航系统现状和北斗业务终端接入风险的基础上,结合了现有的安全接入技术,研究并解决了北斗业务终端接入的身份认证和通信安全问题,针对北斗卫星通信技术设计了北斗安全通信协议,该协议通过密钥协商、加密通信等过程保证了终端与业务系统之间通信数据的保密性和完整性。之后基于北斗安全通信协议,设计并实现基于北斗卫星通信的安全接入网关系统,具有身份认证、密钥协商、数据加密、协议过滤等功能,能够保证使可信的北斗业务终端和合法数据进入内网,提高了北斗业务终端接入的安全性。最后,通过功能测试和实例应用验证了该系统能够满足敏感数据的安全防护要求。随着北斗卫星导航系统的蓬勃发展,北斗卫星通信技术将在我国的电力信息化领域得到广泛的应用,因此该系统的研究与实现将推动北斗安全接入系统的建设,加快了国家电力信息化的进程。
【图文】：

（１）对于加密硬件模块，该模块统一了不同加密硬件的ＡＰＩ接口，兼容逡逑ＴＦＫｅｙ加密卡、三未信安ＰＣＩＥ加密卡和渔翁ＰＣＩＥ加密卡等加密硬件。逡逑（２）对于日志模块，该模块提供统一的日志接口，方便日志存储和审计。逡逑（３）对于配置管理模块，该模块实现对网关状态、站点信息、终端状态、逡逑端检查、修改密码、网关配置、角色管理、审计日志和证书管理等配置管理功逡逑。逡逑（４）对于北斗终端通信模块，该模块封装了北斗通信协议，用于通过串口逡逑通信的方式驱动北斗通信终端收发短报文数据。逡逑（５）对于密钥协商模块，该模块实现了与接入终端进行密钥协商的功能。逡逑（６）对于身份认证模块，，该模块提供对通信终端进行身份认证功能。逡逑（７）对于北斗安全协议模块，该模块的主要功能是对北斗安全通信协议进逡逑行解析和封装、整合其他模块完成北斗安全接入网关的功能。逡逑８逡逑

北斗安全通信协议接入流程图
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN927.2;TN918.4

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本文编号：2630826