[发明专利]基于电力物联网的分组编码真随机数生成方法及系统

说明书

本发明公开的基于电力物联网的分组编码真随机数生成方法及系统，属于数据安全技术领域。所述方法包括：将电力物联网真随机数采集设备划分为选择组和输出组；根据选择组采集的数据，建立游标计算规则，并根据游标计算规则建立选择游标集；根据选择游标集从输出组中选定采集设备，建立真随机计算规则，并根据真随机计算规则，输出真随机数作为随机种子；根据随机种子，建立输出计算规则，并根据输出计算规则，输出目标真随机数。所述系统包括真随机数输入选择器、第一建立模块、真随机数规则定义器和真随机数输出器。本发明将个体电力负荷数据真随机性放大，同时抑制大规模样本下的负荷数据稳定性，使其满足真随机数生成器在生产环境中的技术要求。

技术领域

本发明涉及数据安全技术领域，特别涉及一种基于电力物联网的分组编码真随机数生成方法及系统。

背景技术

数据安全正面临前所未有的挑战，其原因是：现有保护数据安全的方法都是对数据进行加密处理，但所用加密算法都无法证明是不可破解的，具体内容可见机械工业出版社2003年3月1日出版的《应用密码学》第6、12页。换言之，加密算法都只是在一定可用资源和时间范畴内不可破解的，即使给出无限多的时间与资源仍不可破，有关记载详见文献Shannon, Claude (1949). Communication Theory of Secrecy Systems，Bell SystemTechnical Journal 28 (4): 656–715，S N Molotkov, Quantum cryptography and V AKotel'nikov's one-time key and sampling theorems, PHYS-USP, 2006, 49 (7),750–761以及机械工业出版社2003年3月1日出版的《应用密码学》第6、12页。但是，随着解密技术的不断进步和硬件性能的不断提升，价格不断下跌，特别是量子计算机的日趋成熟，加密算法的安全性随着时间的推移将变得越发不安全。

在密码学体系中，目前只有一次一密乱码本（OTP，one-time pad）是数学上证明不可破解的，具体内容见U.S patent 1,310,719. SECRET SIGNALING SYSTEM。具体而言，该方法就是对明文信息的每一位都以真随机密钥进行加密，密钥的长度不小于明文信息的长度，这种方法体系下，由于明文信息的每一位及所使用的密钥是等概的，因此不论密码分析者有多少密文，都无法确定唯一解。这样的方法在密码学中被称作为无条件保密的(unconditionally secure)。然而OTP算法的健壮性需要依赖于真随机“密码本”，如该密码本不是真随机，可以根据一定规则被“仿制”出来，那么整个OTP加密体系将会变得很脆弱。因此，寻找生成真随机密码本是维系OTP加密算法健壮性的核心问题。目前普遍使用的真随机数生成方法，主要包括使用随机噪声、使用计算机时钟、CPU负载或网络数据包到达次数等方法。

虽然上述随机数生成场景具有真随机特性，但是还大都停留在理论层面无法应用于生产实践，其原因在于：

1.数据采集问题

无论是哪种真随机数生成场景，都需要能够准确采集大规模真随机数。现实中，为了保证所生成随机数具备真随机性（不可重复），所需采集的真随机输入（干扰）来源规模一定要大，其所对应的采集装置也要具备相同的规模，因此所需的采集设备前期投入和持续运维成本也就很高，操作难度较高。

2.可持续性问题

为了满足实际生产环境需要，真随机数发生器还需要具备可持续性，即可持续的不重复性，进而能够生成足够数量的真随机数。

针对以上实际问题，现有技术提出了一种基于大规模电力物联网数据持续生成真随机数的方法，这种方法相比传统方法具有良好的实际可操作性：

1.大规模“真随机”输入数据精确采集能力