基于改进DES的高压电网用户信息安全传输方法.pdf
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1、计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 2 期Techniques ofAutomation&Applications基于改进DES的高压电网用户信息安全传输方法陆 韦,徐胜玲,孟 飞(国网上海嘉定供电公司,上海 201800)摘要:为提高高压电网用户信息传输的带宽,减少信息传输的拥堵现象,提出基于改进DES的高压电网用户信息安全传输方法。利用改进DES加密算法对高压电网用户信息进行加密,并利用区域推进机制将加密后的数据推进到节点中,以此确保节点的均衡能耗,通过节点对数据包进行传输及接收,实现用户信息
2、安全传输。实验结果表明,该方法在不同节点运动速度下,数据传输带宽下降速度慢,数据传输拥堵次数少,表明该方法的传输效果强,具有较高的实用性。关键词:改进DES;高压电网;用户信息安全传输;数据包传输及接受中图分类号:TP309;TN919.3文献标识码:A文章编号:1003-7241(2024)02-0112-04An Improved DES-based Method for Safe Transmissionof User Information in High-Voltage Power GridLU Wei,XU Sheng-ling,MENG Fei(State Grid Shangh
3、ai Jiading Electronic Power Supply Compan,Shanghai 201800 China)Abstract:In order to improve the bandwidth of user information transmission in high-voltage power grid and reduce the congestion of infor-mation transmission,a safe transmission method of user information in high-voltage power grid base
4、d on improved DES is pro-posed.The improved DES encryption algorithm is used to encrypt the user information of the high-voltage power grid,and the en-crypted data is pushed to the nodes by the regional push mechanism,so as to ensure the balanced energy consumption of thenodes,and the data packets a
5、re transmitted and received by the nodes to realize the safe transmission of user information.The ex-perimental results show that the data transmission bandwidth decreases slowly and the data transmission congestion times are lessunder different node movement speeds,which indicates that the method h
6、as strong transmission effect and high practicability.Keywords:improve DES;high-voltage power grid;secure transmission of user information;data packet transmission and acceptance收稿日期:2022-01-07DOI:10.20033/j.1003-7241.(2024)02-0112-04.1引言高压电网用户信息网络传输中易受到入侵,导致频繁发生泄密问题,严重影响着高压电网用户信息的安全性1-2,使电网用户遭到巨大的财
7、产损失。为此,需要对高压电网用户信息安全传输方法进行研究。杨冯帆3等人提出一种可实现高精度时间同步的数据传输方法,该方法将时钟同步技术放置数据网络中,令其与网络相互融合,以IP协议线为基础,实现高效数据传输,从而完成信息传输方法,该方法的融合效果差,存在数据传输能力弱的问题。袁明兰4等人提出基于分片重传链路感知机制的移动WSN网络数据传输算法,该方法依据数据传输存在的缺陷,将需要传输的数据文件划分成两类,利用接收节点对数据传输的准确性进行判断,当节点与AP发生错误时就需要重新上传数据信息。若这种传输方式存在适应性不足的问题,可以对数据文件中的数据进行二次分割,形成数据流,通过数据链路抖动情况及
8、AP状态的差异性,对数据进行整体传输和分片传输,达到避免传输链路拥挤的目的,该方法的分类效果不够完善,存在数据输送带宽低的问题。彭鑫5等人提出多信道车联网V2R/V2V数据传输调度算法,该方法根据数据传输的初始请求,建立了数据传输调度矩阵,通过规划方法对数据传输信道进行有效划分,同时根据实时数据的采集时间及请求传输数量对其分配权重,最终利用数据的传输方式实现数据传输调度,该方法建立的矩阵存有欠缺,存在数据传输拥堵次数多的问题。为了解决上述方法中存在的问题,提出基于改进DES的高压电网用户信息安全传输方法。2基于改进DES的高压电网用户信息DES算法是一种分组加密算法,它在密码学领域中深受大众喜
9、爱,因此得到广泛应用。由于它具有设计简单、使用便利的优点,使其一直得到关注。基于改进DES的高压电网用户信息加密过程如下所示:(1)改进DES算法可以对任何形式的用户信息数据112自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 2 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications进行加密解密,通常情况下DES加密密文及密钥长度均为64位,所以密钥产生的子密钥就由K1,K2,K16进行表示。通过K1,K2,K16可知,共产生16个子密钥,说明可以进行16次加密迭代;(2)高压电网用户信
10、息加密明文在加密前,首先需要对原始IP进行置换,置换时要把所有信息数据的顺序打乱,并对其重新列序,组建成左边32位的明文L0及右边32位的明文R0,具体表示为X0=IP(X)=(L0,R0):。其中,X0标记为明文,即64位;IP(X)标记为原始置换IP;(3)对高压电网用户信息数据进行第一次加密时6,需要利用加密函数 f 完成子密钥K1对R0的加密,以此取得加密后的用户信息加密函数f(R0,K1),计算f(R0,K1)与L0之间的关系,将计算结果与第二次需要加密迭代的明文R1进行融合,取得第二次加密迭代表达式R1=L0f(R0,K1),这时R0=L0,f(R0,K1)与R1之间的位数保持不变
11、;(4)根据步骤(3)可以得知,剩余用户信息加密迭代过程中都要利用到密钥K2,,K16,所以加密迭代左边明文与右边明文之间的关系为:Ri-1=Li,Ri=Li-1f(Ri-1,Ki),其中i描述的是迭代次数;(5)高压电网用户信息16次迭代加密结束后,左边的32位加密明文就是L16,也是L16=L15f(R15,K16)。而右边的32位加密明文就是R15。把左右加密明文进行结合,再次进行原始IP置换,即IP-1。置换完成后对密文进行重新排列,以此实现基于改进DES的高压电网用户信息加密。基于上述加密流程,得到的改进DES高压电网用户信息加密方程表达式,即:(1)3高压电网用户信息安全传输方法3
12、.1高压电网用户信息安全数据传输策略数据在输送期间容易出现传输链路抖动的问题,以此发生数据传输能力差或传输路径拥堵等问题,所以为了避免这种问题的发生,基于上述加密的高压电网用户信息数据,采用区域推进策略对加密数据进行传输。首先利用区域推进机制将加密数据推进到sink节点中,从而保证节点的均衡能耗。那么加密数据的区域推进示意图如图1所示。区域推进发挥了高压电网的整体优势,能够自动选取优质的用户信息加密节点数据,并将该数据向前推进。这种方式不需要固定的传输路径,也不需要选择簇头,直接就可以传输加密后的数据,因此区域推进机制更便于用户信息安全传输。图1加密数据的区域推进示意图3.2传输实现把高压电网
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