本發(fā)明屬于信息安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及電力系統(tǒng)無線通信數(shù)據(jù)認證、電動汽車充電管理云平臺認證終端或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入數(shù)據(jù)認證，具體涉及一種分級時效的動態(tài)口令加密算法。
背景技術(shù)：
在國外，動態(tài)口令與基于PKI數(shù)字證書的認證技術(shù)相比具有使用方便、成本低、免維護、應(yīng)用面廣等優(yōu)點，在金融、政府、制造業(yè)等眾多領(lǐng)域得到大量成功應(yīng)用。在國內(nèi)，隨著國內(nèi)網(wǎng)上交易爆炸式增長，安全問題日益突出，動態(tài)密碼的優(yōu)點越來越受到人們的青睞。
動態(tài)口令作為目前最安全的身份認證技術(shù)之一，已經(jīng)被越來越多的行業(yè)所應(yīng)用。動態(tài)口令具有使用便捷、平臺無關(guān)等特性，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，動態(tài)口令技術(shù)被廣泛應(yīng)用于企業(yè)、金融、電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。但是，由于互聯(lián)網(wǎng)的開放性，它不受時空限制，也極易遭受惡意攻擊和入侵，因此網(wǎng)絡(luò)安全保護成為互聯(lián)網(wǎng)時代一個不可或缺的話題，在網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略寫入“十三五“規(guī)劃這一大背景下，我國首部《網(wǎng)絡(luò)安全法》已經(jīng)于2016年11月發(fā)布。
在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，身份認證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、防篡改、防抵賴是安全保護的幾個基本要素，身份認證是第一道防線，也是最重要的一道防線，近年來基于身份認證的安全技術(shù)發(fā)展很快，其中比較成熟的是基于PKI數(shù)字證書和動態(tài)密碼技術(shù)。動態(tài)密碼可方便地與靜態(tài)PIN碼、SSL加密傳輸?shù)劝踩夹g(shù)結(jié)合，具有經(jīng)濟、安全的特點，因而被廣泛應(yīng)用于遠程身份認證和安全交易支付中。傳統(tǒng)的動態(tài)口令方法都是基于時間同步的動態(tài)口令，對標(biāo)準時間用口令生成密鑰（公鑰） 加密生成動態(tài)口令。
但是，對于電力系統(tǒng)認證交互過程中對于一些特殊權(quán)限操作，需要登錄人員進行二次口令驗證的情況，在取得合法登錄身份后，使用動態(tài)口令在一定時效范圍內(nèi)進行有限制的功能操作，因此需要對動態(tài)口令進行時效分級，比如在小時級范圍內(nèi)進行操作或者在分鐘級范圍進行操作，即通過不同時效的動態(tài)口令達到控制權(quán)限操作的目的。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分級時效的動態(tài)口令加密算法，其從當(dāng)前日期和時刻提取不同的時間維度，通過選取時間維度的組合，支持時效分級控制，支持不同的時間維度組合方案和時效驗證控制，防止偽造，增強加密強度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種分級時效的動態(tài)口令加密算法，包括以下步驟：
S1、基于時間信息生成DSR字符串
S101、設(shè)置年代因子Y，其值在0和15之間，記為Y=[0,15]，
S102、系統(tǒng)獲取當(dāng)前日期和時刻，提取當(dāng)前年yi、指定基準年y0，每16年為一個步長，計算當(dāng)前年的年代指數(shù)y=（yi- y0-Y）%16，設(shè)置年代系數(shù)C，其值在0和255之間，C=（yi- y0-Y）/16，取整，
S103、計算該日期在全年中是第幾天，記為d1，計算該日期是一周中的第幾天，記為d2，取當(dāng)前小時時間，記為d3，取當(dāng)前分鐘值，記為d4，
S104、產(chǎn)生隨機數(shù)R，將隨機數(shù)R進行6位長度字符串格式化運算，記為r，
S105、選擇r、y和C，并與d1、 d2、d3或d4中一個或兩個以上按設(shè)定規(guī)則組合排列，并進行3DES加密，生成字符串DSR；
S2、基于ASCII字符集生成字符串ESV
S201、從ASCII字符集中選取64個字符作為密碼集S1，記為，
S202、設(shè)置0-63亂序排列的轉(zhuǎn)換矩陣V，對密碼集S1進行矩陣轉(zhuǎn)換，記為密碼集S2，
S203、從密碼集S1中取字符串序列轉(zhuǎn)換成密碼集S2中的字符生成字符串SV，并按照設(shè)定的規(guī)則與步驟S102中當(dāng)前年的年代指數(shù)y值排序，然后進行3DES加密，生成字符串ESV；
S3、將字符串DSR與字符串ESV進行長度比較，不足者左側(cè)用0補齊后進行異或運算，將結(jié)果記為T，并將T按16進制格式轉(zhuǎn)換成字符串作為動態(tài)口令token，記為t。
上述技術(shù)方案中，字符串DSR的生成基于隨機指定的年代因子、并依賴于當(dāng)前日期和/或時刻。從當(dāng)前日期和時刻提取不同時間維度，通過選取不同的時間維度并與隨機值、年代指數(shù)、年代系數(shù)亂序排列生成字符串并加密。字符串ESV的生成基于ASCII字符集，經(jīng)過亂序轉(zhuǎn)換矩陣的轉(zhuǎn)換、與年代指數(shù)組合生成字符串加密。經(jīng)過多層加密和亂序轉(zhuǎn)換，增強加密強度。
采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于：（1）本發(fā)明自定義矩陣轉(zhuǎn)換字符串密碼表，增強加密強度；（2）使用年代因子、年代系數(shù)和年代指數(shù)，指定基準時間，時間跨度多達4000年；（3）引入隨機數(shù)概念，支持不同時間維度組合；（4）引入當(dāng)前日期天數(shù)和星期概念，通過時間維度分級，對口令實現(xiàn)時效管理；（5）使用兩組不同的3DES加密機制，支持系統(tǒng)級和終端節(jié)點分別加密；（6）具備時間因子和時間系數(shù)的自我校驗功能；（7）token根據(jù)密鑰強度，支持簡單、中度、復(fù)雜等級別，用戶可以選擇適合自己的加密方式。
附圖說明
圖1是本發(fā)明動態(tài)口令加密的流程圖。
具體實施方式
A、基于時間信息生成DSR字符串
S101、設(shè)置年代因子Y，其值在0和15之間，記為Y=[0,15]，不同的用戶可以自由指定年代因子Y值，本實施例中設(shè)置年代因子Y=10。
S102、系統(tǒng)計算獲取當(dāng)前日期和時刻，提取當(dāng)前年yi、指定基準年y0，每16年為一個步長，計算當(dāng)前年的年代指數(shù)y=（yi- y0-Y）%16。并設(shè)置年代系數(shù)C，其值在0和255之間，C=（yi- y0-Y）/16，取整。每16年為一個步長，年份每增加16年，年代系數(shù)C加1，該方法可以用于的時間跨度多達4000年。y=( yi- y0) -Y-16×C，支持時效驗證。
比如，當(dāng)天日期為2016年11月11日，指定基準年y0=2000年，則根據(jù)（yi- y0-Y）/16計算，其整數(shù)為年代系數(shù)C，余數(shù)為當(dāng)前年的年代指數(shù)，本實施例中C=0，y=6。
S103、計算該日期在全年中是第幾天，記為d1，計算該日期是一周中的第幾天，記為d2，取當(dāng)前小時時間，記為d3，取當(dāng)前分鐘值，記為d4。
由2016年11月11日，可以計算該日為一年中的第316天，即d1=316，當(dāng)天是周五，即d2=6（周日、周一到周六分別對應(yīng)1-7），時間是14:30分，則d3=14，d4=30。
S104、產(chǎn)生隨機數(shù)R，將隨機數(shù)R進行6位長度字符串格式化運算，記為r。
設(shè)r=“12345”。
S105、選擇r、y和C，并與d1、 d2、d3或d4中一個或兩個以上按設(shè)定規(guī)則組合排列，并進行3DES加密，生成字符串DSR。
本實施例中選擇d1、 d2、d3和d4與r、y和C按照r-d1-d3-d4-d2-C-y的方式組合，則有字符串“123453161430060006”，并將該字符串進行3DES加密，生成字符串DSR。
S2、基于ASCII字符集生成字符串ESV
S201、從ASCII字符集中選取64個字符作為密碼集S1，記為，
本實施例設(shè)置密碼集S1=
{ A B C D E F G H }
{ I J K L M N O P }
{ Q R S T U V W X }
{ a b c d e f g h }
{ i j k o p q r s }
{ t u v x z 1 2 3 }
{ 4 5 6 7 8 9 0 ! }
{ @ # $ % ^ & * ( }
S202、設(shè)置0-63亂序排列的轉(zhuǎn)換矩陣V，對密碼集S1進行矩陣轉(zhuǎn)換。
本實施例設(shè)置亂序排列的轉(zhuǎn)換矩陣V=
{ 50 4 20 28 8 30 17 35 }
{ 3 27 21 36 1 9 29 46 }
{ 48 16 0 5 13 37 18 11 }
{ 26 49 7 23 33 2 10 38 }
{ 51 24 14 22 52 34 39 19 }
{ 25 41 53 56 40 32 12 6 }
{ 31 42 15 44 61 63 60 47 }
{ 55 54 59 43 57 45 58 62 }
則有密碼集S2=
{ S M f I B T 3 c }
{ E N g X 2 U k 6 }
{ R G W s C K o d }
{ j t a J D O F 4 }
{ 1 e q H L V h r }
{ z u 5 % 7 & P ! }
{ Q b A i p v # @ }
{ x ^ * $ 0 8 ( 9 }
S203、從密碼集S1中取字符串序列轉(zhuǎn)換成密碼集S2中的字符生成字符串SV，并按照設(shè)定的規(guī)則與步驟S102中當(dāng)前年的年代指數(shù)y值排序，然后進行3DES加密，生成字符串ESV。
本實施例中設(shè)有字符串“PiNg1978”，轉(zhuǎn)換后得SV為“61UF&vip”，增加步驟S102中當(dāng)前年的年代指數(shù)y=6，得到字符串“61UF&vip0006”，將該步驟中的字符串進行3DES加密轉(zhuǎn)化，生成字符串ESV。
在其它實施例中字符串SV還可以按照設(shè)定的規(guī)則與步驟S102中當(dāng)前年的年代指數(shù)y值和年代因子C值進行排序。
S3、將字符串DSR與字符串ESV進行長度比較，不足者左側(cè)用0補齊后進行異或運算，將結(jié)果記為T，并將T按16進制格式轉(zhuǎn)換成字符串作為動態(tài)口令token，記為t。
本實施例中將T轉(zhuǎn)為16進制字符串，得“ASE4343334dd454”。
綜上所述，本發(fā)明采用兩維度矩陣加密技術(shù)，基于時間的動態(tài)口令，支持分級控制，支持不同的時間維度組合方案，支持不同的時效驗證控制，具備時間因子和時間系數(shù)的自我校驗功能，防偽造。