[发明专利]一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置

说明书

本发明公开了一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置，安全芯片加密装置包括主控制器、加密芯片、通信单元和信号指示单元；主控制器通过通信单元分别连接终端设备和主站，实现与终端设备和主站之间的数据传输；加密芯片内嵌在安全芯片加密装置内，加密芯片上集成加密算法和通讯模块，加密算法分别对终端设备和主站输入的数据进行加密和解密，通讯模块用于数据的传输；信号指示单元与主控制器之间信号连接，对终端设备和主站之间双向认证的结果进行提示。本发明所设计的安全芯片加密装置具有安全性强、接口丰富、加解密速度快、功耗低，具有极高的性价比的优点。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置。

背景技术

配电网是电力系统向用户供电的最后一个环节，覆盖范围广，涉及到千家万户的切身利益，其发生故障的概率也远高于高压输电网。配网自动化利用现代电子技术、通信技术和计算机网络技术将电力配电设备有机的结合在一起，有效地对配电网进行监测、保护、控制和管理，改进了电能质量，方便了电网公司的管理，获得了良好的经济效益。然而，目前配网自动化系统广泛使用的计算机网络存在许多不安全因素，网络安全防护设计薄弱，容易受到外部攻击。美国国家安全部情报显示，通过模拟攻击试验，配网自动化系统存在通过模拟RTU/FTU接入后发动攻击引起大面积停电的风险。因此，制定有力的措施，确保配电网的安全，保证用电客户的用电质量，降低停电所造成的损失是电网公司急需解决的问题。

在配电网中实施加密认证相比于传统计算机系统的加密认证具有如下区别和设计难点：配电终端设备因部署在户外无人值守，设备自动完成与主站的数据采集和遥控操作交互，在配电终端侧无需要人员操作；因而，传统计算机系统基于密码口令交互的加密认证无法适用，传统计算机系统基于USB KEY的加密技术也因易被盗窃而使主站遭受非法入侵，同样不能适用。基于以上背景情况，本发明提出了一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置，可独立进行密钥生成、加解密的装置；拥有独立的处理器和存储单元，可存储密钥和特征数据，为设备提供加密和安全认证服务，具有安全性强、接口丰富、加解密速度快、功耗低，具有极高的性价比的优点。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于安全芯片的终端设备安全加密装置，安全芯片加密装置包括主控制器、加密芯片、通信单元和信号指示单元；所述主控制器通过通信单元分别连接终端设备和主站，实现与终端设备和主站之间的数据传输；所述加密芯片内嵌在安全芯片加密装置内，加密芯片上集成加密算法和通讯模块，所述加密算法分别对终端设备和主站输入的数据进行加密和解密，所述通讯模块用于数据的传输；所述信号指示单元与主控制器之间信号连接，对终端设备和主站之间双向认证的结果进行提示。

进一步，所述通信单元包括主控制器的有线连接接口和无线传连接接口，有线连接接口包括RS232通信接口、RS485通信接口和以太网接口；RS232接口和RS485接口共用接线端子，以太网接口包括以太网主设备接口和以太网从设备接口；无线传连接接口采用4G通信模组。

进一步，终端设备和主站之间的数据传输方法为：

主站通过预装的私钥对报文进行签名得到数字签名，再使用密钥对数字签名进行加密，再将加密后的数字签名加载在报文和时间戳中，通过通信单元发送给安全芯片加密装置；安全芯片加密装置使用密钥对收到的报文进行解密，先使用公钥验证签名，判断报文的合法性，如果不合法，就丢弃报文；然后安全芯片加密装置将解密后的明文发送给终端设备；数据从终端设备发出，经过安全芯片加密装置中的加密芯片对数据进行加密处理，加密后的数据经由数据网送给主站，主站通过其内置的软件对所接收的数据进行解密。

进一步，所述终端设备和主站之间的双向认证的方法为：

步骤1，判断系统运行是否正常，如果异常，异常指示灯会亮起；