基于PLC的动态密码保护系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于PLC的动态密码保护系统和方法，基于PLC的动态密码保护系统包括：加密模块和解密模块，其中，加密模块具有：钥匙码加密子模块；替换加码子模块；以及矩阵变化加密子模块，输入信息为动态码，序列号，允许使用时间，以上三个部分经过处理后都变成a位数据，组成3行a列矩阵做为输入，将3行a列矩阵一共3a位数据做为加密结果输出，解密模块，相对于加密的过程逆向运行，对加密后的数据进行解密。本发明专利技术提供一种基于PLC的动态密码保护系统和方法，由于使用动态密码进行加密解密，这样可以将密码告知用户，让用户自行解锁，由于每次密码都是不同的，所以不用担心密码泄露以及用户重复使用密码。

【技术实现步骤摘要】
基于PLC的动态密码保护系统和方法
本专利技术涉及一种基于PLC的动态密码保护系统，本专利技术还涉及一种基于PLC的动态密码保护方法，属于密码生成和保护领域。
技术介绍
在工业控制领域，设备生产商经过多年行业积累，常常有一些自己独有的功能体现在设备里。设备生产商为了保护自己的知识产权，可能会限制某些功能的使用或采取收费模式。通过密码解锁这些功能。现有的密码解锁方法，缺点是密码为固定密码，容易被其他人记录造成密码泄露。如果采用每台设备一个密码必然造成每台设备需要修改程序，加大软件工程师的服务量。另外，由生产厂商在现场解锁功能会增加设备生产商的服务量。现有方法只能提前在程序中预先设定好允许使用时间，难以弹性的控制解锁功能的允许使用时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于PLC的动态密码保护系统和方法，以解决上述问题。本专利技术采用了如下技术方案：一种基于PLC的动态密码保护系统，其特征在于，包括：加密模块和解密模块，其中，加密模块具有：钥匙码加密子模块，设定一个钥匙码，将原始数据和钥匙码进行加减或乘除运算，产生加密数据；替换加码子模块，预先定义好替换码，将原始数据x进行逐个替换，得到结果y；以及矩阵变化加密子模块，输入信息为动态码，序列号，允许使用时间，以上三个部分经过处理后都变成a位数据，组成3行a列矩阵做为输入，设置一个矩阵顺序加密码，由换列顺序码和换行顺序码组成，以矩阵顺序码作为规则改变行列顺序产生新的3行a列矩阵，将3行a列矩阵一共3a位数据做为加密结果输出，加密模块运用三个子模块中的至少两个对动态码、序列号和允许使用时间进行加密，解密模块，相对于使用子模块进行加密的过程逆向运行，对加密后的数据进行解密。进一步，本专利技术的基于PLC的动态密码保护系统，还可以具有这样的特征：其中，加密模块使用全部三个子模块对动态码、序列号和允许使用时间进行加密。进一步，本专利技术的基于PLC的动态密码保护系统，还可以具有这样的特征：其中，加密模块依次使用钥匙码加密子模块、替换加码子模块和矩阵变化加密子模块对动态码、序列号以及允许使用时间进行加密。本专利技术还提供一种基于PLC的动态密码保护方法，利用如上述任意一项的基于PLC的动态密码保护系统进行密码保护，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：设定加密规则；步骤二：PLC提供动态码和模块序列号；步骤三：设定允许使用时间，然后使用加密模块对动态码、模块序列号和允许使用时间进行加密生成动态密码；步骤四：将动态密码传送给用户，在设备上的解密模块中进行解密，得到密码。进一步，本专利技术的基于PLC的动态密码保护方法，还可以具有这样的特征：其中，动态密码是通过采集plc开机时时间或者plc程序每次上电生成一个随机数而得到的。进一步，本专利技术的基于PLC的动态密码保护方法，还可以具有这样的特征：其中，模块序列号是PLC的序列号，用来限制每个plc密码不同。进一步，本专利技术的基于PLC的动态密码保护方法，还可以具有这样的特征：在步骤四中，解密时还包括步骤：PLC将由动态码解密出的PLC序列号和PLC自身的序列号进行比对，如果一致，那么将使用时间赋值给内部变量，并打开相应功能。专利技术的有益效果本专利技术的基于PLC的动态密码保护系统和方法，具有以下优点：1.使用动态密码进行加密解密，这样可以将密码告知用户，让用户自行解锁，由于每次密码都是不同的，所以不用担心密码泄露以及用户重复使用密码。并且密码加密后难以破解。2.不需要现场服务，减少了服务量。3.每次都可以限制下一次的使用时间，即功能解锁时间。4.密码包含可以使用的时间。超过时间后锁定机器或特定功能。5.密码与硬件关联，一块程序卡不可以用于其它机器。硬件ID改变需要重新输入密码，可以防止更换硬件，防止拷贝程序卡。附图说明图1是基于PLC的动态密码保护系统的结构框图；图2是加密过程的流程图；图3是解密过程的流程图。具体实施方式以下结合附图来说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，基于PLC的动态密码保护系统，包括两个部分：加密模块11和解密模块12。其中，加密模块11还包括：钥匙码加密子模块13、替换加码子模块14和矩阵变化加密子模块15。加密模块11设置在设备生产厂一端，用来提供密码。解密模块12设置在设备端，当用户输入从设备生产厂获取的密码后，解密程序运行得到功能解锁命令以及功能解锁的时间。基于PLC的动态密码保护方法，包括以下步骤：步骤一：设定加密规则；步骤二：PLC提供动态码和模块序列号；步骤三：设定允许使用时间，然后使用加密模块对动态码、模块序列号和允许使用时间进行加密生成动态密码；步骤四：将动态密码传送给用户，在设备上进行解密，得到密码。为了保证密码可以解密，要求使用可逆的加密方法。在本实施方式中采取三种可逆加密方法串联进行加密解密。在实际应用中也可以结合需求采取其中的两种。加密和解密的过程如图2和图3所示。解密是加密的逆过程。具体如下：1.钥匙码加密通过设定一个钥匙码，将原始数据和钥匙码进行加减或乘除运算，产生加密数据，但是要保证计算可逆，即加密的数据可以反向计算回原始数据。例如5位原始数据source，采用5位数的钥匙码key，第一位k1表示乘法运算，2～5位k2用来加法运算，产生的加密数据x,加密过程x＝key*k1+k2，解密过程key＝(x-k2)/k1。整个计算过程是可逆的。加密后数据6位数。举例：钥匙码54321,那么乘法运算系数k1＝5,加法运算系数k2＝4321。加密原始数据5位34567，加密后数据是34567*5+4321＝177156解密方法(177156–4321)/5＝34567如果设定key＝10000表示没有key加密。2.替换加密预先定义好替换码，将原始数据x进行逐个替换，得到结果y。为保证整个过程可逆，替换码不能有数字重复，即0～9的替换数据不能重复。替换加密不影响数据长度，即6位数替换加密后依然是6位数。举例：替换码[5432109876]表示将[0123456789]替换为[5432109876]，0替换为替换码第1位5，1替换为替换码第2位4，9替换为替换码第10位6.如果加密数据是上例中的117156，那么替换结果是448409。解密即反向运算替换，448409解密变成117156。3.矩阵变化加密输入信息为动态码，序列号，允许使用时间。以上三个部分经过钥匙加密，替换加密后使其都变成6位数据。组成3行6列矩阵做为输入，设置一个矩阵顺序加密码，由换列顺序码和换行顺序码组成，以矩阵顺序码作为规则改变行列顺序产生新的3行6列矩阵，将3行6列矩阵一共18位数据做为加密结果输出。解密过程按照矩阵顺序加密码反向运行。举例：原始密码18位分别是动态码[a,b,c,d,e,f]机器号[g,h,I,j,k,l]允许使用小时[m,n,o,p,q,r]组成输入字符串[abcdefghijklmnopqr]，矩阵表达如下：原始密码矩阵矩阵顺序加密码的换列顺序码为123456，换行顺序码为123，那么加密过程是先固定第1列，分别取出换行顺序码中的数据，填入加密矩阵第一行前三个数据。这样加密矩阵如下：然后取固定第2列，分别取出换行顺序码中的数据填入加密矩阵第一行后三个数据。这样加密矩阵如下：同样按照顺序取后面列数据，最终加密矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的动态密码保护系统，其特征在于，包括：加密模块和解密模块，其中，所述加密模块具有：钥匙码加密子模块，设定一个钥匙码，将原始数据和钥匙码进行加减或乘除运算，产生加密数据；替换加码子模块，预先定义好替换码，将原始数据x进行逐个替换，得到结果y；以及矩阵变化加密子模块，输入信息为动态码，序列号，允许使用时间，以上三个数据经过处理后都变成a位数据，组成3行a列矩阵做为输入，设置一个矩阵顺序加密码，由换列顺序码和换行顺序码组成，以矩阵顺序码作为规则改变行列顺序产生新的3行a列矩阵，将3行a列矩阵一共3a位数据做为加密结果输出，加密模块运用三个子模块中的至少两个对动态码、序列号和允许使用时间进行加密，解密模块，相对于使用子模块进行加密的过程逆向运行，对加密后的数据进行解密。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的动态密码保护系统，其特征在于，包括：加密模块和解密模块，其中，所述加密模块具有：钥匙码加密子模块，设定一个钥匙码，将原始数据和钥匙码进行加减或乘除运算，产生加密数据；替换加码子模块，预先定义好替换码，将原始数据x进行逐个替换，得到结果y；以及矩阵变化加密子模块，输入信息为动态码，序列号，允许使用时间，以上三个数据经过处理后都变成a位数据，组成3行a列矩阵做为输入，设置一个矩阵顺序加密码，由换列顺序码和换行顺序码组成，以矩阵顺序码作为规则改变行列顺序产生新的3行a列矩阵，将3行a列矩阵一共3a位数据做为加密结果输出，加密模块运用三个子模块中的至少两个对动态码、序列号和允许使用时间进行加密，解密模块，相对于使用子模块进行加密的过程逆向运行，对加密后的数据进行解密。2.如权利要求1所述的基于PLC的动态密码保护系统，其特征在于：其中，加密模块使用全部三个子模块对动态码、序列号和允许使用时间进行加密。3.如权利要求2所述的基于PLC的动态密码保护系统，其特征在于：其中，加密模块依次使用钥匙码加密子模块、替换加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏严，邱兆军，刘海伟，
申请(专利权)人：贝加莱工业自动化中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31