一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法技术

本发明专利技术适用于智能电表技术领域，涉及一种基于3DES蓝牙通信电能表安全通信认证方法，包括以下步骤：移动终端获取蓝牙通信模组的MAC地址与系统位移的BCD电能表地址编码；移动终端与电能表建立蓝牙通信信道；发起安全通信认证申请，接收到申请的电能表给移动终端返回一个带有指定字节的随机数R0；移动终端将收到的R0与指定字节自身日期与时间T0混合得到双倍指定字节的数据段M0；对M0进行加密后得到双倍指定字节的数据段P0；电能表对P0进行解密后得到双倍指定字节的数据段M1；对M1进行反向解混得到指定字节随机数R1与指定字节自身日期与时间T1；通过对比R1与R0、T1与T0进行安全通信认证。本发明专利技术方便电能表通信与购电的同时还能对电能表数据进行保护加密。对电能表数据进行保护加密。对电能表数据进行保护加密。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法


[0001]本专利技术属于智能电表
，尤其涉及一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法。

技术介绍

[0002]目前，被广泛使用的IC卡预付费电能表功能需要用户持卡到指定地点充值缴费，然后将卡插入电能表的卡槽中，为电能表冲入电量或电费。此种方式不仅用户购电不便，售电方也需要配备专门的读写卡设备与售电软件，还需要安排售电专人进行售电操作，成本比较高。
[0003]蓝牙作为一种小范围无线连接技术，能在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据通信和语音通信，因此它是目前实现无线个域网通信的主流技术之一，与其他网络相连接可以带来更广泛的应用，是一种尖端的开放式无线通信，能够让各种数码设备无线沟通，是无线网络传输技术的一种。新一代的电能表通常采用蓝牙通信实现购电和查看用电情况，此种方式虽然方便，但是电能表数据的安全却无法得到保证，公开号为CN112399393A的专利提供了一种智能电能表装置及其通信方法，此系统包括电能表、智能微型断路器、终端模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块采用蓝牙模组或SOC两种方式，其中SOC方式为电能表自身集成蓝牙协议栈；蓝牙模组包括第一蓝牙模组和第二蓝牙模组，在采用蓝牙模组时，所述电能表通过第一蓝牙模组与智能微型断路器和从设备相连；所述电能表依次通过第一蓝牙模组和第二蓝牙模组与终端模块相连。此专利依靠蓝牙技术实现了数据的交互，但是在电能表数据的加密与保护方面并无对策。
[0004]因此，如何在实现方便电能表通信与购电的同时，还能对电能表数据进行保护加密是本
人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，以解决现有技术中电能表通信与购电不方便，同时电能表的数据不安全的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，包括以下步骤：
[0008]S10、移动终端获取电能表内部蓝牙通信模组的MAC地址及系统位移的BCD电能表地址编码；
[0009]S20、所述移动终端与所述电能表建立蓝牙通信信道；
[0010]S30、所述移动终端向所述电能表发起安全通信认证申请数据帧，接收到申请的电能表给所述移动终端返回一个带有指定字节的随机数R0；
[0011]S40、所述移动终端收到指定字节随机数R0后将收到的所述R0与指定字节自身日
期与时间T0按字节进行混合得到双倍指定字节的数据段M0；
[0012]S50、所述移动终端采用3DES的算法对所述M0进行加密形成加密后的双倍指定字节的数据段P0；
[0013]S60、所述电能表在收到所述P0后按照3DES的算法对所述P0进行解密后得到双倍指定字节的数据段M1；
[0014]S70、对所述M1进行反向解混得到指定字节随机数R1与指定字节自身日期与时间T1；
[0015]S80、通过对比所述R1与R0、T1与T0进行安全通信认证，返回认证失败数据帧或进行后续应用通信。
[0016]进一步的，所述R1与R0进行对比，若不相同则回复认证失败数据帧并断开蓝牙通信连接，若相同则继续比较所述T1与T0，若所述T1与T0相差在5分钟以内，则回复确认帧并进行后续应用通信，若所述T1与T0相差大于等于5分钟或日期时间不合法，则回复认证失败数据帧并断开蓝牙通信连接。
[0017]进一步的，所述步骤S40中，混合的方法是将所述R0的最高字节作为所述M0的最高字节，将所述T0的最低字节作为所述M0的第二高字节，以此类推得到双倍指定字节的数据段的所述M0。
[0018]进一步的，所述步骤S50中，所述移动终端中的3DES的算法加密所用的密钥是通过4G/5G通信，由远程服务器根据数据库内记录的所述电能表内密钥K1、K2、K3下发到所述移动终端。
[0019]进一步的，后续应用通信的数据帧均按照3DES加密方式，以所述K1、K2、K3作为加密密钥对以指定字节为单位的用户数据进行加密。
[0020]进一步的，所述步骤S80中，在所述移动终端与电能表完成安全通信认证后，远程服务器可通过4G/5G通信将新的密钥S1、S2、S3下发到所述移动终端，并由所述移动终端通过蓝牙通信下发到所述电能表，所述电能表存储新的所述密钥S1、S2、S3并在下次蓝牙认证通信时作为加密密钥。
[0021]进一步的，所述步骤S40中，所述T0为BCD码形式的年、月、日、时、分、秒、星期。
[0022]进一步的，在所述步骤S10之前需要通过所述移动终端将蓝牙设备设置为主机模式。
[0023]进一步的，所述电能表采用具备ARM Cortex M0 CPU核的SOC单片机RN8211B作为主控制器，内置计量IP核与带温度补偿的RTC模块。
[0024]进一步的，所述电能表内的蓝牙通信模组的型号为WS8100。
[0025]本专利技术提供的基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
[0026]本专利技术步骤简单，过程快捷，通过低功耗的蓝牙通信模组与移动终端建立连接，用户能够通过移动终端实时查看电能表数据并能进行电费缴纳，采用3DES算法对电能表数据进行加密，保证了电能表数据的安全性，整个方法安全便捷。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个
简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法的步骤S40中混合方法示意图。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0032]本专利技术提供了一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，应用于智能电表的通信与计量中，基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法包括以下步骤：
[0033]S10、移动终端获取电能表内部蓝牙通信模组的MAC地址及系统位移的BCD电能表地址编码；
[0034]S20、所述移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，其特征在于：包括以下步骤：S10、移动终端获取电能表内部蓝牙通信模组的MAC地址及系统位移的BCD电能表地址编码；S20、所述移动终端与所述电能表建立蓝牙通信信道；S30、所述移动终端向所述电能表发起安全通信认证申请数据帧，接收到申请的电能表给所述移动终端返回一个带有指定字节的随机数R0；S40、所述移动终端收到指定字节随机数R0后，将收到的所述R0与指定字节自身日期与时间T0按字节进行混合，得到双倍指定字节的数据段M0；S50、所述移动终端采用3DES的算法对所述M0进行加密，形成加密后的双倍指定字节的数据段P0；S60、所述电能表在收到所述P0后按照3DES的算法对所述P0进行解密，得到双倍指定字节的数据段M1；S70、对所述M1进行反向解混，得到指定字节随机数R1与指定字节自身日期与时间T1；S80、通过对比所述R1与R0、T1与T0进行安全通信认证，返回认证失败数据帧或进行后续应用通信。2.根据权利要求1所述的一种基于3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，其特征在于：所述步骤S80中，所述R1与R0进行对比，若不相同则回复认证失败数据帧并断开蓝牙通信连接，若相同则继续比较所述T1与T0，若所述T1与T0相差在5分钟以内，则回复确认帧并进行后续应用通信，若所述T1与T0相差大于等于5分钟或日期时间不合法，则回复认证失败数据帧并断开蓝牙通信连接。3.根据权利要求1所述的一种3DES的蓝牙通信电能表安全通信认证方法，其特征在于：所述步骤S40中，将收到的所述R0与指定字节自身日期与时间T0按字节进行混合的方法是将所述R0的最高字节作为所述M0的最高字节，将所述T0的最低字节作为所述M0的第二高字节，以此类推得到双倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚成飞，刘岩，杨晓波，程杰，易忠林，马鲁晋，杨晓坤，王耀宇，毕超然，郑思达，熊洪樟，魏彤珈，王亚超，李文文，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：