(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210098782.1 (22)申请日 2022.01.27 (71)申请人 国网山西省电力公司营销服 务中心 地址 030032 山西省太原市山西综改示范 区太原唐槐区武洛街10号 (72)发明人 王晖南　张建民　高飞　刘佳易　 韩霞　谢振刚　郭易鑫　孙晋凯　 杨兆忠　高强　肖春　武文萍　 赵园　 (74)专利代理 机构 苏州广正知识产权代理有限 公司 32234 专利代理师 陈海霞 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01)H04Q 9/00(2006.01) G06F 16/27(2019.01) G06F 21/60(2013.01) G06F 21/64(2013.01) (54)发明名称 一种基于区块链的智能电表信息上载 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链的智能 电表 信息上载方法， 包括： 将智能仪表的数据上传到 区块链， 用户有需要时可以验证存储在链上的数 据， 同时可以有效地减少客户端的计算负担。 通 过上述方式， 本发明一种基于区块链的智能电表 信息上载方法， 可以大大提高认证协议的认证效 率， 另外， 通过使用数据上链的方式可 以有效防 止关键数据被篡改。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114499882 A 2022.05.13 CN 114499882 A 1.一种基于区块链的智能电表信息上 载方法， 其特 征在于， 步骤 包括： （1） 客户端和服 务器端的认证： （1.1） 客户端选择一个随机值Rs， 并计算Us和PPKs， US=  RS + SKs， PPKs = PKs  −Q (PW)， SKs为客户端的长期私钥， PKs为客户端的长期公钥， Q为映射函数， PW为预先共享的密 码； （1.2） 客户端通过普通信道发送消息序列 M1={S, C, Us, PPKs, Ns, Model}给服务器 端； 其中， C为服务器端标识， S为客户端的电表标识， Ns为客户端产生的随机值， Model为客 户端电表信息； （1.3） 服 务器端收到普通信道发来的消息序列M1={S,  C, Us, PPKs, Ns, Model}； （1.4） 服务器端选择一个 随机值Rc， 并计算Uc、 Zc、 PKs、 K、 MAC2， 然后， 通过普通信道发 送消息序列M2=  {C, S, Zc, PKc, Nc, MAC2}给客户端， 其中， Nc为服务器端产生的随机值， PKc为 服务器端的长期公钥， Uc= Rc+ SKc， SKc为 服务器端的长期 私钥， Zc= Uc×G， G为椭圆曲线加密算法的基点， PKs= PPKs + Q(PW)， K = (Us×G  ‑PKs)  ×Rc= G×Rc×Rs， MAC2= CMAC64(RMB128(K),  S || C || Ns || Nc || Model)， CMAC64加密函数用于生 成64位数的输出， RMB128(K)为字 符串K最右边的128位， K为临时的共享秘密， 用于生 成最后 的会话密钥； （1.5） 客户端收到普通信道发来的消息序列M2=  {C, S, Zc, PKc, Nc, MAC2}； （1.6） 客户端验证MAC2， 如验证通过， 则计算K、 MAC3和MK， 然后， 客户端通过普通信道发 送消息序列M 3= {C, S, Ns, MAC3, Model}给服 务器端， 其中： K = (Zc‑Kc)×Rs= G×Rc×Rs， MAC3= CMAC64(RMB128(K),  C || S ||Nc || Ns || Model)， MK = CMAC128(LMB128(K),  Ns || Nc || Model)； （1.7） 服 务器端收到普通信道发来的消息序列M 3={C， S， Ns， MAC 3， Model}； （1.8） 服务器端验证收到的MAC3， 如验证通过， 则计算MK=  CMAC128(LMB128(K),  Ns ||  Nc || Model)； （1.9） 当客户端计算得到的MK数值与服务器端计算得到的MK数值相等时， 客户端与服 务器端处于同一个会话， 继续执行步骤 （2） ； 当客户端计算得到的MK数值与服务器端计算得 到的MK数值不相等时， 结束本次会话， 重新执 行步骤 （1.1） ； （2） 服务器端将数据存 储到区块链： （2.1） 客户端根据预设 的第一发送频率通过普通信道发送消 息序列M4i={(Bi)MK,hash  ((Bi)MK)}； 给服务器端， Bi 为客户端电表基础信息； （2.2） 服务器端根据预设的第一接收频率接收普通信道发来的消息序列M4i={(Bi)MK, hash ((Bi)MK)}； （2.3） 服务器端每收到预设的M1次M4i消息， 就通过普通信道发送消息序列M5j=  hash  (MK (j))给客户端， 并上传结果MBj= hash(Bi,  …, Bi‑59)到区块链； （2.4） 客户端每发送预设的M2次M4i消息， 就接收普通信道发来的消息序列M5j=  hash( 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114499882 A 2MK (j))； （2.5） 当客户端发送M4i消息序列的次数大于预设的次数阈值时， 通过普通信道发送消 息序列M6= hash(MK(i) )给服务器端， 终止会话； （2.6） 服务器端收到普通信道发来的消息序列  M6= hash(MK(i))后， 上传结果MB= {hash(Bi,   …, Bi‑59), hash(∑MBj)}到区块链， 并终止会话。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的智能电表信 息上载方法， 其特征在于， 第 一 发送频率和第一接收频率 为5秒。 3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的智能电表信 息上载方法， 其特征在于， 客户 端电表基础信息包括但不限于电表的电量消耗信息 。 4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的智能电表信 息上载方法， 其特征在于， 哈希 摘要码函数采用SHA系列哈希函数或国密SM 3提供的密码杂凑函数。 5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的智能电表信息上载方法， 其特征在于， M1和 M2的值为60。 6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的智能电表信 息上载方法， 其特征在于， 所述 次数阈值 为17280次。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114499882 A 3