1.一种基于时间戳的电力计量终端身份认证方法,其特征在于,所述方法包括:发送方根据计量终端的设备身份信息计算第一设备标识密钥;其中,所述第一设备标识密钥包括:公钥和私钥;发送方根据通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,并将所述公钥与所述辅助字符串进行异或运算,以获取辅助信息;发送方将所述设备身份信息作为明文,利用所述公钥对所述明文进行加密,以获取密文,并将所述密文和辅助信息打包发送至接收方;接收方根据所述通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,并将所述辅助字符串和接收到的辅助信息进行逐比特异或,以获取所述公钥;接收方利用所述公钥对接收到的密文进行解密,以获取所述明文;接收方根据所述明文计算第二设备标识密钥:接收方根据发送方通过其他信道传输的所述私钥,根据所述私钥和所述公钥确定所述第一设备标识密钥,并计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,并根据所述相似度确定认证结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送方和接收方利用如下方式根据通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,包括:将发送方到接收方式的通信事件发生时的时间戳和预设数据进行连结,对连结后的数据进行摘要计算,获取第一摘要值,并根据所述公钥的长度对所述第一摘要值H的长度进行截取或比特扩充,以确定辅助字符串。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述公钥对所述明文进行加密,以获取密文,包括:对所述明文转进行二进制转换,以获取二进制数据;根据所述公钥的长度对所述二进制数据进行行高位补充,以获取比特串;其中,R S =00...01||R T ,R T 为二进制数据;R S 为比特串;R S 的长度为公钥长度的整数倍;根据所述公钥的长度对所述比特串进行整倍数分组,并利用所述公钥对分组后的数据进行加密,以获取密文。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述公钥对接收到的密文进行解密,以获取所述明文,包括:按所述公钥的长度对所述密文进行分组,并依次利用公钥对分组后的数据进行解密,以获取比特串,并将所述比特串高位上补充的每个“0”和首个“1”剔除,以获取二进制数据,并对所述二进制数据进行二进制转换,以获取所述明文。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送方和接收方利用如下方式根据设备身份信息生成设备标识密钥,包括:选择安全参数β、加法循环群A 1 和A 2 以及乘法循环群A T ,并设定为n阶;由密钥生成中心KGC给定双线性对e:A 1 ×A 2 →A T ,同时生成两个安全的Hash函数H 1 :{0,1} * →W * q 和H 2 :{0,1} * →W * q ,在[1,n-1]中随机选取系统参数s,同时计算系统主密钥P pub =sB 2 ;KGC公布系统参数params=<β,A 1 ,A 2 ,e,n,P pub ,H 1 ,H 2 >,秘密保存s;确定设备ID和设备CPU编号P,密钥生成中心KGC选择一个私钥生成函数识别符hid并公开,利用椭圆曲线有限域D N 计算主私钥q 1 ,q 1 =H 1 (ID||hid,n)+s,若q 1 满足条件q 1 =0,则重新计算产生,反之,则计算 利用公式 和C=H 1 (ID||hid,n)B 1 +P pub ,计算私钥m和公钥C。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,并根据所述相似度确定认证结果,包括:利用如下公式计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,包括:利用如下公式根据所述相似度确定认证结果,包括:其中,Score(E K ′,E K )为第一设备标识密钥E K 和第二设备标识密钥E K 的相似度;Len(E K )为一设备标识密钥的长度;HM(E K ′,E K )表示两个字符串之间的汉明距离;δ为预设的相似度阈值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:发送方对随机矩阵进行摘要计算,以确定第二摘要值,并将所述第二摘要值、密文和辅助信息共同打包发送至接收方。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在确定所述第二设备标识密钥之前,接收方根据发送方通过其他信道传输的第三摘要值,并将所述第三摘要值和接收到的所述第二摘要值进行比对,若结果指示摘要值不一致,则直接确定认证失败。
9.一种基于时间戳的电力计量终端身份认证系统,其特征在于,所述系统包括:第一设备标识密钥计算单元,用于使发送方根据计量终端的设备身份信息计算第一设备标识密钥;其中,所述第一设备标识密钥包括:公钥和私钥;辅助信息获取单元,用于使发送方根据通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,并将所述公钥与所述辅助字符串进行异或运算,以获取辅助信息;加密单元,用于使发送方将所述设备身份信息作为明文,利用所述公钥对所述明文进行加密,以获取密文,并将所述密文和辅助信息打包发送至接收方;公钥获取单元,用于使接收方根据所述通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,并将所述辅助字符串和接收到的辅助信息进行逐比特异或,以获取所述公钥;解密单元,用于使接收方利用所述公钥对接收到的密文进行解密,以获取所述明文;第二设备标识密钥计算单元,用于使接收方根据所述明文计算第二设备标识密钥;认证结果确定单元,用于使接收方根据发送方通过其他信道传输的所述私钥,根据所述私钥和所述公钥确定所述第一设备标识密钥,并计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,并根据所述相似度确定认证结果。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述辅助信息获取单元和公钥获取单元,利用如下方式根据通信事件发生时的时间戳和预设数据确定辅助字符串,包括:将发送方到接收方式的通信事件发生时的时间戳和预设数据进行连结,对连结后的数据进行摘要计算,获取第一摘要值,并根据所述公钥的长度对所述第一摘要值H的长度进行截取或比特扩充,以确定辅助字符串。
11.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述加密单元,利用所述公钥对所述明文进行加密,以获取密文,包括:对所述明文转进行二进制转换,以获取二进制数据;根据所述公钥的长度对所述二进制数据进行行高位补充,以获取比特串;其中,R S =00...01||R T ,R T 为二进制数据;R S 为比特串;R S 的长度为公钥长度的整数倍;根据所述公钥的长度对所述比特串进行整倍数分组,并利用所述公钥对分组后的数据进行加密,以获取密文。
12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述解密单元,利用所述公钥对接收到的密文进行解密,以获取所述明文,包括:按所述公钥的长度对所述密文进行分组,并依次利用公钥对分组后的数据进行解密,以获取比特串,并将所述比特串高位上补充的每个“0”和首个“1”剔除,以获取二进制数据,并对所述二进制数据进行二进制转换,以获取所述明文。
13.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第一设备标识密钥计算单元和第二设备标识密钥计算单元,利用如下方式根据设备身份信息生成设备标识密钥,包括:选择安全参数β、加法循环群A 1 和A 2 以及乘法循环群A T ,并设定为n阶;由密钥生成中心KGC给定双线性对e:A 1 ×A 2 →A T ,同时生成两个安全的Hash函数H 1 :{0,1} * →W * q 和H 2 :{0,1} * →W * q ,在[1,n-1]中随机选取系统参数s,同时计算系统主密钥P pub =sB 2 ;KGC公布系统参数params=<β,A 1 ,A 2 ,e,n,P pub ,H 1 ,H 2 >,秘密保存s;确定设备ID和设备CPU编号P,密钥生成中心KGC选择一个私钥生成函数识别符hid并公开,利用椭圆曲线有限域D N 计算主私钥q 1 ,q 1 =H 1 (ID||hid,n)+s,若q 1 满足条件q 1 =0,则重新计算产生,反之,则计算 利用公式 和C=H 1 (ID||hid,n)B 1 +P pub ,计算私钥m和公钥C。
14.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述认证结果确定单元,计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,并根据所述相似度确定认证结果,包括:利用如下公式计算所述第一设备标识密钥和第二设备标识密钥的相似度,包括:利用如下公式根据所述相似度确定认证结果,包括:其中,Score(E K ′,E K )为第一设备标识密钥E K 和第二设备标识密钥E K ′的相似度;Len(E K )为一设备标识密钥的长度;HM(E K ′,E K )表示两个字符串之间的汉明距离;δ为预设的相似度阈值。
15.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:第二摘要值计算单元,用于使发送方对随机矩阵进行摘要计算,以确定第二摘要值,并将所述第二摘要值、密文和辅助信息共同打包发送至接收方。
16.根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:比对单元,用于在确定所述第二设备标识密钥之前,使接收方根据发送方通过其他信道传输的第三摘要值,并将所述第三摘要值和接收到的所述第二摘要值进行比对,若结果指示摘要值不一致,则直接确定认证失败。