一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，包括：通过温度传感器采集疫苗箱内的温度并传输到服务器端；在温度进入异常范围时，温度数据加密后传输到服务器端，其中加密方法如下：由随机数列向量经密钥扩展函数生成非固定的S盒随机序列，并将初始随机生成的列向量作为密钥的一部分，进行AES加密。本发明专利技术还对应提出一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全装置。本发明专利技术能够实时掌握疫苗的有效性信息，有效防止疫苗温度信息被恶意篡改、删除、泄露等。泄露等。泄露等。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护装置和方法


[0001]本专利技术涉及信息安全
，更具体地，涉及一种基于加密算法的疫苗失温保护装置和方法。

技术介绍

[0003]我国大部分城市区域目前已经完成了疫苗智能冷链监管系统的建设，部分城市地区可以实现对于温度曲线的记录和追溯，专业的冷链储存设备拥有录像功能，出现温度异常状况时，大部分的冷链冰箱具有异常短信或语音双重提醒的功能。在大型城市和疫苗大量使用的地区会构建疫苗温度曲线表，确保可以进行及时处置某一出问题的环节，为疫苗接种的有效性和接种异常反应等建立长期的监测数据。很多发达区域也建立起独立的冷链室，保证面积充足、干燥背阴、卫生整洁并配备独立的空调，冷链室仅存放疫苗、冰箱温度计等等，不放置杂物，同时安排人员负责监管和查看，并及时做好温度记录。
[0004]疫苗冷链物流作为一个新兴的行业，目前正处于良好的发展态势，但由于作为一个新兴产业，有很多具体的运输规范出现问题和技术漏洞，在《药品经营指标管理规范》发布之后，对于以药品为主的冷链物流行业产生了极大的推进发展作用，同时由于电子商务的发展异常迅速，有很多冷链宅配并没有达到国家有关标准的要求。冷链物流行业被市场刺激之后迅猛发展，但却存在着冷链物流供应标准并不规范的问题。
[0005]目前存在有基于LoRa无线传感器组网技术WSN和无线射频识别技术RFID 的冷链物流环境实时检测系统，同时能显示、无线传输给中央处理器，通过无线射频识别技术标识物品的信息感知系统。已有的冷链实时检测系统虽然能够实时检测物品的温度信息，但是检测到的温度信息极易容易被泄露、篡改、删除等，当温度数据被运输企业恶意利用时，疫苗的药效性能无法得到保证，容易造成变质疫苗接种事故，从而出现人员伤亡的医疗事故。

技术实现思路

[0006]针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种基于加密算法的疫苗失温保护装置和方法，实现对疫苗温度数据的隐私性和有效性管理，实时掌握疫苗的有效性信息，有效防止疫苗温度信息被恶意篡改、删除、泄露等。
[0007]本专利技术的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，包括：通过温度传感器采集疫苗箱内的温度并传输到服务器端；在温度进入异常范围时，温度数据加密后传输到服务器端，其中加密方法如下：由随机数列向量经密钥扩展函数生成非固定的S盒随机序列，并将初始随机生成的列向量作为密钥的一部分，进行AES加密。
[0008]本专利技术的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护装置，包括：温度传感器，用于采集疫苗箱内的温度；协调器，其将对应的温度传感器采集的温度传输到服务器端；其中，当协调器确定温度进入异常范围时，将温度数据加密后传输到服务器端，其中加密方法如下：由随机数列向量经密钥扩展函数生成非固定的 S盒随机序列，并将初始随机生成的列向量作为密钥的一部分，进行AES加密。
[0009]本专利技术的有益效果包括：
[0010]1、疫苗一旦被判断为失效，则温度数据被锁定，无法进行后续操作，只有可信任人员进行身份认证成功后才能改变失效疫苗的温度传感器状态；
[0011]2、温度数据加密算法采用改进型S盒的AES
‑
128加密算法。相比传统的AES 加密算法的固定S盒，由随机数列向量经密钥扩展函数生成非固定的S盒随机序列，并将初始随机生成的16*1列向量作为密钥的一部分保存，从而增强了算法的安全强度。
[0012]3、由于冷链车厢上传到驾驶室显示端的数据为只读模式，驾驶室内跟车人员只能实时检测到正常的温度值，当遇到异常温度报警信号时及时补救，若补救失败疫苗失效，失效疫苗的传感器进行锁定无法执行温度采集操作，此时显示端的失效疫苗温度锁定在失效时的温度不再改变。
[0013]4、锁存后的温度传感器只有经过身份认证后才能进行重置。本文身份认证算法采用基于共享密钥的身份认证机制，访问者向驾驶室端服务器提交自己的认证密码，然后服务器根据收到的密码，和自己的密码进行比对检验，鉴别访问者的身份真实性。
附图说明
[0014]为了更容易理解本专利技术，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本专利技术。这些附图只描绘了本专利技术的典型实施方式，不应认为对本专利技术保护范围的限制。
[0015]图1为本专利技术的装置的一个实施方式的结构图。
[0016]图2为本专利技术的装置的一个实施方式的流程图。
[0017]图3为本专利技术的装置的一个实施方式的流程图。
[0018]图4为本专利技术的装置的一个实施方式的温度数据上传示意图。
[0019]图5为AES加密算法的基本流程图。
[0020]图6为本专利技术的加密算法的密钥扩展函数的实现流程图。
[0021]图7为本专利技术的使用密钥扩展函数生成S盒的实现流程图。
具体实施方式
[0022]下面参照附图描述本专利技术的实施方式，以便于本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所列举的实施例不作为本专利技术的限定，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，其中相同的部件用相同的附图标记表示。
[0023]如图1所示，本专利技术的终端设备包括温度采集处理装置和显示装置。
[0024]温度采集处理装置设置在冷链车厢内，负责温度数据的采集和处理。温度采集模块完成的功能如图2所示。温度采集装置包括多个温度传感器、多个协调器、总协调器。冷链车厢内的每箱疫苗的箱体内设置有一个温度传感器。每个温度传感器配备一个专属的协调器，协调器接收温度传感器采集的数据，采集数据汇集到总协调器，传输给显示装置，显示装置位于驾驶室内。
[0025]具体地，温度传感器采集每箱疫苗的温度，并将采集的温度数据上传至该箱疫苗所在的协调器进行处理，当测定温度值处于预设温度范围内时，则允许向总协调器发送温度数据信息，同时温度传感器继续执行测温操作；当测定温度低于或高于预设温度时，总协调器通知显示装置，从而相关人员可以采取补救措施。同时温度传感器则继续测量几个周
期(例如5个周期)，确定是否温度正常。若采取的补救措施及时有效，温度恢复正常则继续按照原模式执行，否则执行中断：温度传感器停止采集温度，同时采集到的温度数据进行加密传输，只有成功进行身份认证后此温度传感器才能继续正常工作。
[0026]驾驶室显示装置主要执行实时监测车内温度情况，同时在冷链车厢内温度异常报警时及时采取补救措施，其执行流程如图3所示。冷链车厢内总协调器汇集所有疫苗集装箱的温度后，向驾驶室显示装置发送只读温度数据。由于冷链车厢上传到驾驶室显示装置的数据是只读模式，无法进行修改、删除等，驾驶室无法对失效的疫苗进行非法操作。
[0027]在一个实施方式中，温度传感器采用DS18B20，DS18B20为单总线数字温度传感器，其温度测量范围为
‑
55～+125℃。协调器和总协调器均采用CC2530。温度传感器置于冷链车厢的每箱疫苗中，实时采集箱内温度信息，温度传感器 DS18B20采集的温度通过单总线连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，其特征在于，包括：通过温度传感器采集疫苗箱内的温度并传输到服务器端；在温度进入异常范围时，温度数据加密后传输到服务器端，其中加密方法如下：由随机数列向量经密钥扩展函数生成非固定的S盒随机序列，并将初始随机生成的列向量作为密钥的一部分，进行AES加密。2.根据权利要求1所述的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，其特征在于，当温度进入异常范围，并且再继续几个测量周期内都在异常范围内时，温度数据加密后传输到服务器端。3.根据权利要求1所述的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，其特征在于，所述S盒的生成过程包括：S1，生成4*4的初始密钥矩阵；S2，以所述初始密钥矩阵的列向量为数组扩充到40个新列，连同所述初始密钥矩阵构成44列的扩展密钥数组；S3，生成16*1的随机数矩阵，该随机数矩阵为密钥的一部分；S4，利用前述生成的密钥扩展函数对S3中的所述随机数矩阵进行分片链式扩展；S5，基于递归原理重复步骤S3
‑
S4得到完整的S盒。4.根据权利要求3所述的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，其特征在于，所述加密过程包括：对温度数据进行初始变换；对初始变换后的数据进行9轮循环运算，包括：字节代换、行移位、列混合和轮密钥加密；最后进行一轮循环运算，从而得到密文。5.根据权利要求1所述的基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护方法，其特征在于，在所述服务器端，温度数据为只读模式，且温度加密传输后，经过身份认证成功后能够重置温度传感器。6.一种基于加密算法的疫苗温度数据信息安全保护装置，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑜，司农，赵雅楠，高新，张岩艳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：