电力信息系统的数据加密技术分析
发布时间：2014-07-28 20:31
电力信息系统的数据加密技术
2.1．典型的数据加密算法典型的数据加密算法包括数据加密标准（DES）算法和公开密钥算法（RSA），下面将分别介绍这两种算法。
2.1.1．数据加密标准（DES）算法。目前在国内，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。
2.1.2．公开密钥算法（RSA）。公钥加密算法也称非对称密钥算法，用两对密钥：一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全；公共密钥则可以发布出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的，用公共密钥加密信息只能用专用密钥解密，反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器，密钥分配协议简单，所以极大简化了密钥管理。除加密功能外，公钥系统还可以提供数字签名。公共密钥加密算法主要有RSA、Fertzza、Elgama等。
2.2．密匙的生成和管理。密钥管理技术是数据加密技术中的重要一环，它处理密钥从生成、存储、备份/恢复、载入、验证、传递、保管、使用、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多个方面的内容。它涵盖了密钥的整个生存周期，是整个加密系统中最薄弱的环节，密钥的管理与泄漏将直接导致明文内容的泄漏，那么一切的其它安全技术，无论是认证、接入等等都丧失了安全基础。
密钥管理机制的选取必须根据网络的特性、应用环境和规模。下面对常用的密钥管理机制做详细的分析，以及判断这种管理机制是否适用于无线网络。具体包括以下几个方面：
2．2．1．密钥分配模式。KDC可以是在中心站端，与服务器同在一个逻辑（或物理）服务器（集中式密钥分配），也可以是在与中心站完全对等的一个服务器上（对等式密钥分配）。如果KDC只为一个子站端分发密钥，应该采用集中式，如果KDC为许多的同级子站分发密钥，应该采用对等式。由上文的分析来看，显然应该采用集中式的分配方案，将KDC建立在中心站中。
2．2．2．预置所有共享密钥。网络中的每个节点都保存与其它所有节点的共享密钥。如果网络规模为n个节点，那么每个节点需要存储n-1个密钥。这种机制在网络中是不现实的。网络一般具有很大的规模，那么节点需要保存很多密钥而节点的内存资源又非常有限，因此这种密钥分配机制会占用掉巨大的存储资源，也不利于动态拓扑下新节点的加入。
2．2．3．密钥的生成和分发过程。采用一时一密方式，生成密钥时间可以通过预先生成解决；传输安全由密钥分发制完成；密钥不用采取保护、存储和备份措施；KDC也容易实现对密钥泄密、过期销毁的管理。电力自动化数据加密传输的方案中，密钥的分发建议采用X．509数字证书案，并且不使用CA，而是采用自签名的数字证书，其中KDC的可信性由电力控制中心自己承担。由于方案中将KDC建立在中心站中，因此只要保证中心站的信 息安全，就不虞有泄密的危险。
2．2．4．密钥启动机制。目前电力系统中运行的终端，一般是启动接入数据网络就进行实时数据的传输。采用实时数据加密机制后，数据的传输必须在身份认证和第一次密钥交换成功之后才能开始数据传输。在数据传输过程中，一时一密机制将定时或不定时地交换密钥，此时密钥的启动和同步成为非常重要的问题。 随机数的生成。一时一密的密钥生成方式需要大量的随机数。真正的随机数难以获取，一般由技术手段生成无偏的伪随机性数列。在电力系统应用中，笔耕论文新浪博客，一般可以采用三种手段得到[4]：a)通过随机现象得到。如记录环境噪音、每次击键、鼠标轨迹、当前时刻、CPU负荷和网络延迟等产生的随机数，然后对其进行异或、杂凑等去偏技术，通过一系列的随机性检验后，就可以得到较满意的伪随机数。b)通过随机数算法得到。如线性同余算法，Meyer的循环加密算法，ANSIX9.17算法等。c)以前一次的随机密钥为随机种子，生成新的随机密钥。
本文编号：6802
2.1．典型的数据加密算法典型的数据加密算法包括数据加密标准（DES）算法和公开密钥算法（RSA），下面将分别介绍这两种算法。
2.1.1．数据加密标准（DES）算法。目前在国内，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。
2.1.2．公开密钥算法（RSA）。公钥加密算法也称非对称密钥算法，用两对密钥：一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全；公共密钥则可以发布出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的，用公共密钥加密信息只能用专用密钥解密，反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器，密钥分配协议简单，所以极大简化了密钥管理。除加密功能外，公钥系统还可以提供数字签名。公共密钥加密算法主要有RSA、Fertzza、Elgama等。
2.2．密匙的生成和管理。密钥管理技术是数据加密技术中的重要一环，它处理密钥从生成、存储、备份/恢复、载入、验证、传递、保管、使用、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多个方面的内容。它涵盖了密钥的整个生存周期，是整个加密系统中最薄弱的环节，密钥的管理与泄漏将直接导致明文内容的泄漏，那么一切的其它安全技术，无论是认证、接入等等都丧失了安全基础。
密钥管理机制的选取必须根据网络的特性、应用环境和规模。下面对常用的密钥管理机制做详细的分析，以及判断这种管理机制是否适用于无线网络。具体包括以下几个方面：
2．2．1．密钥分配模式。KDC可以是在中心站端，与服务器同在一个逻辑（或物理）服务器（集中式密钥分配），也可以是在与中心站完全对等的一个服务器上（对等式密钥分配）。如果KDC只为一个子站端分发密钥，应该采用集中式，如果KDC为许多的同级子站分发密钥，应该采用对等式。由上文的分析来看，显然应该采用集中式的分配方案，将KDC建立在中心站中。
2．2．2．预置所有共享密钥。网络中的每个节点都保存与其它所有节点的共享密钥。如果网络规模为n个节点，那么每个节点需要存储n-1个密钥。这种机制在网络中是不现实的。网络一般具有很大的规模，那么节点需要保存很多密钥而节点的内存资源又非常有限，因此这种密钥分配机制会占用掉巨大的存储资源，也不利于动态拓扑下新节点的加入。
2．2．3．密钥的生成和分发过程。采用一时一密方式，生成密钥时间可以通过预先生成解决；传输安全由密钥分发制完成；密钥不用采取保护、存储和备份措施；KDC也容易实现对密钥泄密、过期销毁的管理。电力自动化数据加密传输的方案中，密钥的分发建议采用X．509数字证书案，并且不使用CA，而是采用自签名的数字证书，其中KDC的可信性由电力控制中心自己承担。由于方案中将KDC建立在中心站中，因此只要保证中心站的信 息安全，就不虞有泄密的危险。
2．2．4．密钥启动机制。目前电力系统中运行的终端，一般是启动接入数据网络就进行实时数据的传输。采用实时数据加密机制后，数据的传输必须在身份认证和第一次密钥交换成功之后才能开始数据传输。在数据传输过程中，一时一密机制将定时或不定时地交换密钥，此时密钥的启动和同步成为非常重要的问题。 随机数的生成。一时一密的密钥生成方式需要大量的随机数。真正的随机数难以获取，一般由技术手段生成无偏的伪随机性数列。在电力系统应用中，笔耕论文新浪博客，一般可以采用三种手段得到[4]：a)通过随机现象得到。如记录环境噪音、每次击键、鼠标轨迹、当前时刻、CPU负荷和网络延迟等产生的随机数，然后对其进行异或、杂凑等去偏技术，通过一系列的随机性检验后，就可以得到较满意的伪随机数。b)通过随机数算法得到。如线性同余算法，Meyer的循环加密算法，ANSIX9.17算法等。c)以前一次的随机密钥为随机种子，生成新的随机密钥。
本文编号：6802
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