一种用于PLC信号的冗余检测方法及系统与流程

一种用于plc信号的冗余检测方法及系统
技术领域
1.本发明涉及信号校验技术领域，具体而言涉及一种用于plc信号的冗余检测方法及系统。


背景技术：

2.现有信号检测方法在传输过程中，采用对信号进行加密的方式进行传输，保障数据在传输过程中的数据内容不被泄露，但现有信号检测方法在接收后采用对其全部内容进行校验的方式，来判断传输过程数据是否被篡改，存在校验时间长的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于plc信号的冗余检测方法及系统，解决了现有信号检测方法存在校验时间长的问题。
4.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种用于plc信号的冗余检测方法，包括以下步骤：
5.s1、在发送端的plc信号中添加冗余数据，并进行加密，得到加密数据；
6.s2、将加密数据发送至接收端，进行解密，得到解密数据；
7.s3、将解密数据的冗余数据与发送端中冗余数据进行比对，在解密数据中的冗余数据与发送端中冗余数据一致时，解密数据正确。
8.进一步地，所述步骤s1包括以下分步骤：
9.s11、构建缓存单元；
10.s12、将缓存单元划分为plc信号区和冗余数据区；
11.s13、依次向plc信号区中填充plc信号中数据，直到plc信号区填充完；
12.s14、对冗余数据区填充随机数，直到冗余数据区填充完；
13.s15、将当前的缓存单元中所有数据进行加密，得到一段加密数据；
14.s16、清空缓存单元；
15.s17、判断plc信号中数据是否遍历完，若是，则结束分步骤，若否，则选择plc信号中未填充至plc信号区的数据执行步骤s13至步骤s17。
16.上述进一步方案的有益效果为：在每次循环过程中，plc信号区均会填充部分plc信号中的数据，相当于将plc信号中数据分段处理，对每段数据添加随机数，使得循环完成后的加密数据包括多段冗余数据。每段冗余数据在不同位置，在后续校验时仅需校验不同位置处的冗余数据，最大程度保障信号传输过程数据不被篡改，同时也解决了校验一处冗余数据带来的低准确率的问题。
17.进一步地，所述步骤s13中在plc信号中数据无法填充满plc信号区时，采用0补充完plc信号区中剩余区域。
18.进一步地，所述步骤s14中随机数生成公式为：
19.r
j+1
＝(rj*α+β)％n
20.其中，r
j+1
为第j+1次生成的随机数，rj为第j次生成的随机数，α和β为自然数，n为正整数，％为取余操作。
21.进一步地，所述步骤s15包括以下分步骤：
22.s151、提取当前的缓存单元每个数据构成一组数据序列；
23.s152、计算数据序列中每个数据的出现概率；
24.s153、根据每个数据的出现概率，将数据序列中所有数据分成多组数据序列；
25.s154、将划分后的每组数据序列赋予一个码元；
26.s155、将划分后的每组数据序列重复执行步骤s153～s154，直到划分后的每组数据序列中仅剩一个数据，并跳转至步骤s156；
27.s156、将所有码元作为加密数据。
28.进一步地，所述步骤s153中将数据序列中所有数据分成多组数据序列的条件为：划分后的多组数据序列中每组数据序列的概率和相等或者每两组数据序列的概率和之间的差值小于概率阈值。
29.进一步地，所述步骤s2包括以下分步骤：
30.s21、将加密数据发送至接收端；
31.s22、通过接收端接收加密数据，记录加密数据的长度和大小；
32.s23、根据加密数据的长度和大小，计算初步评价值；
33.s24、保留初步评价值低于评价阈值的加密数据；
34.s25、对保留的加密数据进行解密，得到解密数据。
35.上述进一步方案的有益效果为：在接收后，先根据加密数据的长度和大小对加密数据进行初步判断，若存在初步评价值高于评价阈值的加密数据，则说明传输过程加密数据遭到较大破坏，加密数据则需丢掉，无需解密。
36.进一步地，所述步骤s23中初步评价值的计算公式为：
[0037][0038]
其中，y为初步评价值，η
′
为接收端的加密数据大小，η为发送端的加密数据大小，ζ
′
为接收端的加密数据长度，ζ为发送端的加密数据长度。
[0039]
上述进一步方案的有益效果为：通过加密数据的长度和大小两方面情况来衡量加密数据是否被破坏，在加密数据大小差值越大η
′‑
η、加密数据长度差值越大ζ
′‑
ζ，加密数据被破坏可能性越高。
[0040]
一种plc信号的冗余检测方法的系统，包括：数据加密单元、数据解密单元和数据校验单元；
[0041]
所述数据加密单元用于在plc信号中添加冗余数据，并进行加密，得到加密数据；所述数据解密单元用于将加密数据发送至接收端，进行解密，得到解密数据；所述数据校验单元用于将解密数据的冗余数据与发送端中冗余数据进行比对，在解密数据中的冗余数据与发送端中冗余数据一致时，解密数据正确。
[0042]
本发明的有益效果为：本发明在待发送的plc信号中添加冗余数据，并加密，将加密数据传输，在接收端解密，得到解密数据，在校验解密数据时仅需校验解密前后冗余数据是否一致，若是，则传输过程数据没被篡改，若否，则传输过程数据已经被篡改。本发明通过
校验部分数据而非全部数据的方式去提升校验的效率，缩短校验时间。
附图说明
[0043]
图1为一种用于plc信号的冗余检测方法的流程图。
具体实施方式
[0044]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0045]
如图1所示，一种用于plc信号的冗余检测方法，包括以下步骤：
[0046]
s1、在发送端的plc信号中添加冗余数据，并进行加密，得到加密数据；
[0047]
所述步骤s1包括以下分步骤：
[0048]
s11、构建缓存单元；
[0049]
s12、将缓存单元划分为plc信号区和冗余数据区；
[0050]
s13、依次向plc信号区中填充plc信号中数据，直到plc信号区填充完；
[0051]
所述步骤s13中在plc信号中数据无法填充满plc信号区时，采用0补充完plc信号区中剩余区域。
[0052]
s14、对冗余数据区填充随机数，直到冗余数据区填充完；
[0053]
所述步骤s14中随机数生成公式为：
[0054]rj+1
＝(rj*α+β)％n
[0055]
其中，r
j+1
为第j+1次生成的随机数，rj为第j次生成的随机数，α和β为自然数，n为正整数，％为取余操作。
[0056]
s15、将当前的缓存单元中所有数据进行加密，得到一段加密数据；
[0057]
所述步骤s15包括以下分步骤：
[0058]
s151、提取当前的缓存单元每个数据构成一组数据序列；
[0059]
s152、计算数据序列中每个数据的出现概率；
[0060]
s153、根据每个数据的出现概率，将数据序列中所有数据分成多组数据序列；
[0061]
所述步骤s153中将数据序列中所有数据分成多组数据序列的条件为：划分后的多组数据序列中每组数据序列的概率和相等或者每两组数据序列的概率和之间的差值小于概率阈值，即每组数据序列概率和相差不大。
[0062]
s154、将划分后的每组数据序列赋予一个码元；
[0063]
s155、将划分后的每组数据序列重复执行步骤s153～s154，直到划分后的每组数据序列中仅剩一个数据，并跳转至步骤s156；
[0064]
在步骤s145中在每次划分后，需要将划分得到的每组数据序列重复执行步骤s153～s154，直到该次划分后的数据序列遍历完，再判断该次遍历完后的每组数据序列中是否仅剩一个数据，若是，则结束，若否，则再继续对划分后的每组数据序列继续划分。
[0065]
s156、将所有码元作为加密数据。
[0066]
s16、清空缓存单元；
[0067]
s17、判断plc信号中数据是否遍历完，若是，则结束分步骤，若否，则选择plc信号中未填充至plc信号区的数据执行步骤s13至步骤s17。
[0068]
在每次循环过程中，plc信号区均会填充部分plc信号中的数据，相当于将plc信号中数据分段处理，对每段数据添加随机数，使得循环完成后的加密数据包括多段冗余数据。每段冗余数据在不同位置，在后续校验时仅需校验不同位置处的冗余数据，最大程度保障信号传输过程数据不被篡改，同时也解决了校验一处冗余数据带来的低准确率的问题。
[0069]
s2、将加密数据发送至接收端，进行解密，得到解密数据；
[0070]
所述步骤s2包括以下分步骤：
[0071]
s21、将加密数据发送至接收端；
[0072]
s22、通过接收端接收加密数据，记录加密数据的长度和大小；
[0073]
s23、根据加密数据的长度和大小，计算初步评价值；
[0074]
所述步骤s23中初步评价值的计算公式为：
[0075][0076]
其中，y为初步评价值，η
′
为接收端的加密数据大小，η为发送端的加密数据大小，ζ
′
为接收端的加密数据长度，ζ为发送端的加密数据长度。
[0077]
本发明通过加密数据的长度和大小两方面情况来衡量加密数据是否被破坏，在加密数据大小差值越大η
′‑
η、加密数据长度差值越大ζ
′‑
ζ，加密数据被破坏可能性越高。
[0078]
s24、保留初步评价值低于评价阈值的加密数据；
[0079]
s25、对保留的加密数据进行解密，得到解密数据。
[0080]
在接收后，先根据加密数据的长度和大小对加密数据进行初步判断，若存在初步评价值高于评价阈值的加密数据，则说明传输过程加密数据遭到较大破坏，加密数据则需丢掉，无需解密。
[0081]
s3、将解密数据的冗余数据与发送端中冗余数据进行比对，在解密数据中的冗余数据与发送端中冗余数据一致时，解密数据正确。
[0082]
一种plc信号的冗余检测方法的系统，包括：数据加密单元、数据解密单元和数据校验单元；
[0083]
所述数据加密单元用于在plc信号中添加冗余数据，并进行加密，得到加密数据；所述数据解密单元用于将加密数据发送至接收端，进行解密，得到解密数据；所述数据校验单元用于将解密数据的冗余数据与发送端中冗余数据进行比对，在解密数据中的冗余数据与发送端中冗余数据一致时，解密数据正确。
[0084]
本发明实施例的有益效果为：本发明在待发送的plc信号中添加冗余数据，并加密，将加密数据传输，在接收端解密，得到解密数据，在校验解密数据时仅需校验解密前后冗余数据是否一致，若是，则传输过程数据没被篡改，若否，则传输过程数据已经被篡改。本发明通过校验部分数据而非全部数据的方式去提升校验的效率，缩短校验时间。
[0085]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。