网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法及系统，该方法包括：生成数控设备的软件程序更新文件；将更新文件编码成XML文件；生成DES算法的密钥，并利用该密钥对XML文件中的元素进行XML加密；使用NTRU算法对该密钥进行加密，得到完整XML加密文件；将加密文件上传至云服务器；云服务器通过对加密文件进行解密，得到更新文件，并按照更新文件记录的信息更新数控设备的软件程序，得到更新后的软件程序；数控设备端从云服务器下载更新后的软件程序，实现软件更新。本发明专利技术减少了程序的传输量，提高了传输效率，在数控设备的软件更新方向上有较好利用效果。软件更新方向上有较好利用效果。软件更新方向上有较好利用效果。

【技术实现步骤摘要】
网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法及系统


[0001]本专利技术涉及网络化数控系统数据通信安全
，特别涉及一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法及系统。

技术介绍

[0002]随着信息时代的到来，数控技术发展趋势之一就是由传统的封闭式体系构建转变为开放式体系，即数控系统的网络化。在网络化数控系统中，开发工程师将数控加工程序上传到云端服务器，通过身份认证的本地或远程操作员都可以从服务器上下载文件，这带来了文件在网络传输过程中的安全问题。一旦数据在传输过程中被截获或被恶意篡改，会对数控系统造成很大的影响，甚至瘫痪。因此，密码技术被应用到数控系统中，对在网络上传输的数据进行加密，保证传输数据的机密性和完整性。
[0003]数据加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法，对称加密算法包括DES算法，3DES算法等，非对称加密算法包括RSA公钥密码体制等，以上算法在多个领域已有应用先例，也有对称加密算法和非对称加密算法联合应用的混合加密方法。对称加密算法虽然机密性强，但其密钥的传输有较大难度。非对称加密算法如RSA，解决了密钥传输的问题，但是其加解密步骤繁琐。在面对网络化数控系统的高机密、高实时性要求时，传统的混合加密算法很难应对。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法及系统，以解决在面对网络化数控系统的高机密、高实时性要求时，传统的混合加密算法很难应对的技术问题，实现网络化数控系统中软件更新数据的安全下载。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法，所述网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法包括：
[0007]生成网络化数控系统中数控设备的软件程序更新文件；其中，所述更新文件记录了软件程序数据的更新位置、更新类型以及更新内容；
[0008]将所述更新文件进行XML编码，生成XML文件；
[0009]生成DES算法的密钥，利用所述密钥对所述XML文件中的元素进行加密，并使用NTRU算法对DES算法的密钥进行加密，得到完整XML加密文件；
[0010]将所述加密文件上传至云服务器；
[0011]所述云服务器通过对所述加密文件进行解密，得到所述更新文件，并按照所述更新文件记录的信息更新数控设备的软件程序，得到更新后的软件程序；
[0012]数控设备端从所述云服务器下载更新后的软件程序，实现软件更新。
[0013]进一步地，所述更新类型包括增加、删除以及修改。
[0014]进一步地，生成网络化数控系统中数控设备的软件程序更新文件，包括：
[0015]当更新的类型为增加时，记录软件程序增加部分的位置，将更新类型赋值为01，将增加的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中；
[0016]当更新的类型为删除时，记录软件程序删除部分的位置，将更新类型赋值为02，记录更新内容为空，生成一条记录，保存至更新文件中；
[0017]当更新的类型为修改时，记录软件程序修改部分的位置，将更新类型赋值为03，将修改的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中。
[0018]进一步地，利用所述密钥对所述XML文件中的元素进行加密，并使用NTRU算法对DES算法的密钥进行加密，得到完整XML加密文件，包括：
[0019]选择XML文件中的一个元素；
[0020]使用DES算法的密钥加密所选择的元素；
[0021]使用NTRU算法的公钥加密DES算法的密钥；
[0022]创建一个EncryptedData元素，其下包含被加密的数据和被加密的密钥；
[0023]用加密后的元素替换掉初始元素。
[0024]另一方面，本专利技术还提供了一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全系统，所述网络化数控系统中软件更新的数据传输安全系统包括：
[0025]开发工程师端，用于：
[0026]生成网络化数控系统中数控设备的软件程序更新文件；其中，所述更新文件记录了软件程序数据的更新位置、更新类型以及更新内容；
[0027]将所述更新文件进行XML编码，生成XML文件；
[0028]生成DES算法的密钥，利用所述密钥对所述XML文件中的元素进行加密，并使用NTRU算法对DES算法的密钥进行加密，得到完整XML加密文件；
[0029]将所述加密文件上传至云服务器；
[0030]云服务器，用于通过对所述加密文件进行解密，得到所述更新文件，并按照所述更新文件记录的信息更新数控设备的软件程序，得到更新后的软件程序；
[0031]数控设备端，用于从所述云服务器下载更新后的软件程序，实现软件更新。
[0032]进一步地，所述更新类型包括增加、删除以及修改。
[0033]进一步地，所述开发工程师端生成更新文件的过程，包括：
[0034]当更新的类型为增加时，记录软件程序增加部分的位置，将更新类型赋值为01，将增加的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中；
[0035]当更新的类型为删除时，记录软件程序删除部分的位置，将更新类型赋值为02，记录更新内容为空，生成一条记录，保存至更新文件中；
[0036]当更新的类型为修改时，记录软件程序修改部分的位置，将更新类型赋值为03，将修改的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中。
[0037]进一步地，所述开发工程师端得到完整XML加密文件的过程，包括：
[0038]选择XML文件中的一个元素；
[0039]使用DES算法的密钥加密所选择的元素；
[0040]使用NTRU算法的公钥加密DES算法的密钥；
[0041]创建一个EncryptedData元素，其下包含被加密的数据和被加密的密钥；
[0042]用加密后的元素替换掉初始元素。
[0043]再一方面，本专利技术还提供了一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。
[0044]又一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述方法。
[0045]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0046]本专利技术提供的上述技术方案，通过设计针对软件更新的选择性传输方法，也即：将在原始文件基础上做出修改的部分进行传输，减少了传输量，节约了成本；通过采用NTRU公钥密码体制和DES加密算法混合加密的方式，在利用了NTRU密码体制加解密速度快，且能抵抗量子攻击优点的同时，又利用了DES算法安全性强的优点；采用XML加密的方式，便于传输。本专利技术减少了程序的传输量，提高了传输效率，在数控设备的软件更新方向上有较好利用效果。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法，其特征在于，包括：生成网络化数控系统中数控设备的软件程序更新文件；其中，所述更新文件记录了软件程序数据的更新位置、更新类型以及更新内容；将所述更新文件进行XML编码，生成XML文件；生成DES算法的密钥，利用所述密钥对所述XML文件中的元素进行加密，并使用NTRU算法对DES算法的密钥进行加密，得到完整XML加密文件；将所述加密文件上传至云服务器；所述云服务器通过对所述加密文件进行解密，得到所述更新文件，并按照所述更新文件记录的信息更新数控设备的软件程序，得到更新后的软件程序；数控设备端从所述云服务器下载更新后的软件程序，实现软件更新。2.如权利要求1所述的网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法，其特征在于，所述更新类型包括增加、删除以及修改。3.如权利要求2所述的网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法，其特征在于，所述生成网络化数控系统中数控设备的软件程序更新文件，包括：当更新的类型为增加时，记录软件程序增加部分的位置，将更新类型赋值为01，将增加的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中；当更新的类型为删除时，记录软件程序删除部分的位置，将更新类型赋值为02，记录更新内容为空，生成一条记录，保存至更新文件中；当更新的类型为修改时，记录软件程序修改部分的位置，将更新类型赋值为03，将修改的明文数据流作为更新内容，生成一条记录，保存至更新文件中。4.如权利要求1所述的网络化数控系统中软件更新的数据传输安全方法，其特征在于，利用所述密钥对所述XML文件中的元素进行加密，并使用NTRU算法对DES算法的密钥进行加密，得到完整XML加密文件，包括：选择XML文件中的一个元素；使用DES算法的密钥加密所选择的元素；使用NTRU算法的公钥加密DES算法的密钥；创建一个EncryptedData元素，其下包含被加密的数据和被加密的密钥；用加密后的元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海涛，翟恒高，孟磊，安建伟，林福宏，周贤伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：