应用于智能电网数据传输安全的数字水印方法

摘要

本发明涉及一种应用于智能电网数据传输安全的数字水印方法，包括水印信息的生成、水印信息的嵌入、水印信息的提取与检测三个部分，其方法是：基于交变电流时刻变化的特性，使用电流来生成水印信息；引入标度参数u，根据电流值得出随机值，所得的随机数能被u整除则置水印信息标志位为1；引入阈值参数P，获取接受到的数据项的水印信息，如果数据包中正确水印信息的数据项的总数目与数据包中含有水印信息的数据项的总数目的比值大于P，表示该数据包可信，则接受该数据包，否则，丢弃该数据包。本发明具有在不增加网络传输数据的负担和不明显地增加能量的损耗的前提下，保证数据传输的安全。

主权项

一种应用于智能电网数据传输安全的数字水印方法，包括水印信息的生成、水印信息的嵌入、水印信息的提取与检测三个部分，其方法是：水印信息的生成：基于交变电流时刻变化的特性，使用电流来生成水印信息，对于要发送的数据包中的每一个数据项，根据事先设定的密钥Key和采集时刻的正向电流或反向电流I，利用单项哈希函数hsh[i]＝Hash(Key，I)运算，取运算结果hsh[i]的最高有效位上的Num位与电流I的高Num位进行异或运算，其结果作为数据项的水印信息；具体步骤是：S11、如果数据项的电流信息为正向电流，则直接采集电流信息的值，转向步骤S3；若电流信息为反方向的电流，则转向步骤S2；S12、将采集到的反方向的电流信息进行处理，得到新的电流信息的值；S13、根据密钥和采集的电流值，利用单项哈希函数运算，得出一个哈希值；S14、利用哈希值的部分最高有效位的二进制位作异或运算，得出数据项的水印信息；S15、将数据项的水印信息标志位置0；水印信息的嵌入：引入标度参数u，标度参数u的作用是控制一个数据包中嵌入水印信息的数据项所占的比例，水印信息的嵌入包括如下步骤：步骤S21，根据水印信息的生成算法产生数据项的水印信息；步骤S22，取数据项中核心数据的最高有效位；步骤S23，根据密钥，数据项中包含的电流值以及最高有效位的值，利用随机函数运算，得出随机值；步骤S24，如果所得的随机数能被u整除，则转向步骤S5；否则，转向步骤S26；步骤S25，选取最低有效位的某些固定为作为嵌入位，嵌入水印信息，置水印信息标志位为1，转向步骤S6.步骤S26，读取下一个数据项，转向步骤S1；水印信息的提取与检测：引入阈值参数P，它表示一个数据包中安全数据项的所占的比例；水印信息的提取和检测具体步骤如下：步骤S31、检测数据项的水印标志位信息，如果为1，则该数据项嵌入了水印，则数据包中含有水印信息的数据项的总数目增加1，转向步骤S32；否则，转向步骤S36；步骤S32、获取接受到的数据项的水印信息；步骤S33、根据数据项信息和密钥，利用水印信息生成算法，得出水印信息；步骤S34、如果接受的数据项的水印信息与利用水印生成算法产生的水印信息相同，则该数据项的水印信息正确，则数据包中正确水印信息的数据项的总数目增加1，然后转向步骤S35；否则，直接转向步骤S35；步骤S5、如果数据包未检测完，则读取下一个数据项，然后转向S31；否则转向S36；步骤S36，如果数据包中正确水印信息的数据项的总数目与数据包中含有水印信息的数据项的总数目的比值大于P，表示该数据包可信，则接受该数据包，否则，丢弃该数据包。