電力負荷管理系統(tǒng):數(shù)據(jù)加密技術(shù)
常用的加密算法有DES、IDEA和RC4。本文推薦使用標準長度的密鑰,加密算法程序簡單:DES有效密鑰長度56 bit,IDEA密鑰長度128 bitO最快速的加密算法是RC4,比DES加密算法快10倍左右,密鑰長度40 bit。密鑰在傳送過程中將采用RSA加密算法。對于鏈路層的數(shù)據(jù)文件加密將統(tǒng)一采用RC4加密算法。而對于應(yīng)用層的加密算法,根據(jù)AFN來區(qū)分的加密等級,將選擇不同的對稱算法來進行數(shù)據(jù)文件加密。
三、加密方案的效果及對系統(tǒng)的影響對負荷管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件加密,必然會帶來一定的時間開銷。在有效地提高系統(tǒng)的安全性能的前提下,要保證不會對系統(tǒng)運行的時效性造成較大的影響。影響無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實時性能的因素有:數(shù)據(jù)打包拆包,身份認證,數(shù)據(jù)文件加密、解密,數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)連接時間,網(wǎng)絡(luò)延遲等。與不加密相比,影響響應(yīng)時間的因素即身份認證和數(shù)據(jù)文件加密、解密的時間。身份認證的開銷并不大,而對無線網(wǎng)絡(luò)中的身份認證不必須在數(shù)據(jù)傳輸時進行,可以規(guī)定系統(tǒng)間隔一定時間即對全網(wǎng)的登錄設(shè)備進行身份確認。因此,加密帶來的時間開銷可以簡單的視作數(shù)據(jù)文件加密、解密的時間。
在加密方案中,選取了一種負荷管理終端常用的ARM7系列32位處理器AT91FR40162,時鐘頻率為70 MHZ。對加密和不加密兩種情況下的時間性能進行了比較。加密算法是用C語言進行實現(xiàn)的,表1和表2中的時間數(shù)值均為1萬次隨機數(shù)據(jù)的處理時間的算術(shù)平均值。實驗時的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為1200 bpS。

(1)CDMA或GPRS通信方式,僅采用端到端的加密方式,加密算法為RC4,表1中的數(shù)據(jù)長度為物理層的l幀的數(shù)據(jù)長度。
(2)數(shù)傳電臺通信方式,采用端到端加密和鏈路加密的復(fù)合加密方式,為方便數(shù)據(jù)比對,兩者均采用RC4加密算法,表2中的數(shù)據(jù)長度模擬用戶一天的電能質(zhì)量信息。
從表1、表2中的數(shù)據(jù)可以看出,在CDMA或GPRS通信方式下僅采用端到端加密算法時,它加密和未加密的處理時間相差不大,加密的時間開銷保持在196以內(nèi)。而對于數(shù)傳電臺通信方式下采用復(fù)合加密算法時,時間開銷也保持在396以內(nèi),同時加密強度也得到了顯著增強。基本上滿足了當前的系統(tǒng)時間要求,而且隨著硬件水平的不斷提高和加密算法的不斷改進,數(shù)據(jù)文件加密和解密的時間開銷還將進一步減小。

責任編輯:黎陽錦
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