摘要：采用常規(guī)的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法傳輸數(shù)據(jù)的隱匿率過(guò)低，因此，該文基于SSL協(xié)議設(shè)計(jì)了一套全新的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法，優(yōu)化了電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)算法，以此加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不同數(shù)據(jù)傳輸量情況下，此方法的數(shù)據(jù)傳輸隱匿率較高，保護(hù)效果較好，可靠性高，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：SSL協(xié)議；電氣；自動(dòng)化控制；數(shù)據(jù)；傳輸；保護(hù)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.026

中圖分類號(hào)：TP 393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2024）10-00-03

Protection Method for Electrical Automation Control Data Transmission

Based on SSL Protocol

Abstract： The conventional electrical automation control data transmission prote5yawohXqtHBf18knve1jMA==ction method has a low data transmission concealment rate. Therefore， this paper designs a new electrical automation control data transmission protection method based on SSL protocol， optimizes the electrical automation control data transmission protection algorithm， and strengthens the electrical automation control data transmission protection. The experimental results show that under different data transmission volumes， this method has a high data transmission concealment rate， good protection effect， reliability， and certain application value.

Keywords： SSL protocol; electrical; automated control; data transmission; protect

電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)可以反饋電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)[1]，幫助用戶預(yù)防電氣自動(dòng)化設(shè)備故障。電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能會(huì)遭遇到各種安全威脅，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾耘c機(jī)密性[2]，需要采用有效的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法。

電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)主要包括明確數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)的具體需求、選擇加密技術(shù)和密鑰管理策略、配置訪問(wèn)控制并驗(yàn)證身份、選取安全傳輸協(xié)議并生成加密簽名、部署網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、監(jiān)控傳輸過(guò)程和結(jié)果以及定期更新與維護(hù)[3]。本文基于SSL協(xié)議設(shè)計(jì)了一種全新的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法。

1 電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)SSL協(xié)議傳輸保

護(hù)方法設(shè)計(jì)

1.1 電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)模型

本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法融合了端邊云結(jié)構(gòu)，利用邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，構(gòu)建了有效的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)模型，該模型主要由云服務(wù)器、邊緣節(jié)點(diǎn)、終端設(shè)備、區(qū)塊鏈組成[4]，具體如圖1所示。

由圖1可知，云服務(wù)器屬于中心傳輸保護(hù)架構(gòu)，實(shí)時(shí)維護(hù)處理數(shù)據(jù)[5]，完成數(shù)據(jù)審核，并賦予數(shù)據(jù)身份信息；邊緣節(jié)點(diǎn)位于模型邊緣層，負(fù)責(zé)CS數(shù)據(jù)反饋及海量數(shù)據(jù)的安全驗(yàn)證；終端設(shè)備位于終端層，是底層數(shù)據(jù)生產(chǎn)中心[6]，劃分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸保護(hù)域；區(qū)塊鏈位于區(qū)塊鏈層，構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)聯(lián)盟，完成數(shù)據(jù)分類等共識(shí)操作。

1.2 基于SSL協(xié)議的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳

輸保護(hù)流程

根據(jù)SSL協(xié)議提供的數(shù)據(jù)封裝、壓縮等要求確定電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)的打包形式，調(diào)整握手協(xié)議報(bào)文。使用多個(gè)SSL記錄完成報(bào)文數(shù)據(jù)的傳送，調(diào)整控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)安全參數(shù)，生成的自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)流程如圖2所示。

圖2 電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)流程

生成的SSL協(xié)議數(shù)字化傳輸保護(hù)數(shù)字簽名主要由請(qǐng)求-響應(yīng)-驗(yàn)證-簽名四個(gè)部分組成，由基站提供隨機(jī)加密數(shù)字，進(jìn)行緩存檢查，再根據(jù)得到的響應(yīng)信息驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸身份，由數(shù)據(jù)中心進(jìn)行解密與驗(yàn)證。

1.3 電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)算法

首先計(jì)算傳輸可信路徑相關(guān)度，如式（1）所示。

式中，代表數(shù)據(jù)傳輸相交節(jié)點(diǎn)數(shù)；代表i傳輸通道的保護(hù)閾值；代表j傳輸通道的保護(hù)閾值，此時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸互信息如式（2）所示。

式中，代表自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸損失；代表信息傳輸容量極值。傳輸通道內(nèi)的語(yǔ)義信道容量與語(yǔ)義編碼的一致性越高，該通道的傳輸安全性越高，因此，本文設(shè)計(jì)的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法可計(jì)算信道傳輸保護(hù)權(quán)重，如式（3）所示。

式中，代表分解參與量；代表數(shù)據(jù)傳輸逐級(jí)波動(dòng)參量?；谛诺纻鬏敱Ｗo(hù)權(quán)重可以對(duì)丟包率進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸帶寬容量需要滿足應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系，設(shè)計(jì)的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)算法如式（4）所示。

式中，代表n個(gè)時(shí)間段內(nèi)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)量；代表數(shù)據(jù)傳輸碼率，使用上述的數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)算法可以實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行加解密處理，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟棄問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[匿性。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

根據(jù)電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)實(shí)驗(yàn)要求，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要保證原始的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不被篡改，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的架構(gòu)如圖3所示。

由圖3可知，該架構(gòu)能確定多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸信任位置。在數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)的過(guò)程中，為了降低數(shù)據(jù)隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)，本實(shí)驗(yàn)使用GDDP算法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分隱私處理，將規(guī)模較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，從而生成合理的實(shí)驗(yàn)時(shí)間戳簽名，輸出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)實(shí)驗(yàn)要求，筆者調(diào)整了Curl數(shù)據(jù)傳輸軟件，對(duì)Microsoft Visual進(jìn)行了初始化。此時(shí)，設(shè)置不同的傳輸數(shù)據(jù)量，分別使用本文設(shè)計(jì)的基于SSL協(xié)議的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法、文獻(xiàn)[5]的基于云平臺(tái)的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法，以及文獻(xiàn)[6]的考慮國(guó)密IPSec的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)，使用DATPROF軟件檢測(cè)三種方法的數(shù)據(jù)傳輸隱匿率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，在不同類型及不同傳輸數(shù)據(jù)量情況下，本文所述方法的數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)執(zhí)行時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸丟包率均較低，數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)隱匿率較高；文獻(xiàn)[5]方法以及文獻(xiàn)[6]方法的數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)執(zhí)行時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸丟包率相對(duì)較高，數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)隱匿率偏低。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，越來(lái)越多的電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)依賴數(shù)據(jù)傳輸來(lái)完成監(jiān)控和控制。大多數(shù)常規(guī)的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法傳輸數(shù)據(jù)的隱匿率過(guò)低，因此，本文基于SSL協(xié)議設(shè)計(jì)了一種全新的電氣自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法的傳輸保護(hù)效果較好，可靠性高，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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