二叉Trie树下电力监控分布式数据库安全访问混沌加密控制

摘要

【目的】电力监控系统承载着大量敏感信息，包括电力设备的运行数据、电力负荷情况及用户用电信息等。这些数据对保障电力系统的安全和稳定至关重要，因此保证这些数据的安全性是电力监控系统的关键。分布式数据库作为电力监控系统的核心组成部分，具有处理速度快、数据存储量大等优势，但也面临着数据泄露、非法访问等安全隐患。【方法】为了增强电力监控系统的安全性，提出了一种基于二叉Trie树的电力监控分布式数据库安全访问混沌加密控制方法。采用SRP-6协议进行身份认证，确保只有经过授权的用户能够访问电力监控系统。SRP-6协议通过对身份信息的加密处理，有效防止了恶意攻击者伪造身份访问。在分布式数据库的环境中，密钥的管理是极具挑战性的任务。由于分布式系统涉及多个节点，且不同用户的权限和密钥各不相同，因此需要建立一个高效且安全的密钥管理机制。本文采用了二叉Trie树作为密钥管理结构，二叉Trie树是一种能够快速检索和存储密钥的高效数据结构，通过二叉Trie树的层次化结构，实现密钥的快速定位和分配。每个节点代表密钥管理中的一个步骤，叶节点则存储具体的加密密钥。通过这种树形结构，系统可以轻松管理大量的密钥，减少了密钥存储的冗余，同时提高了密钥分发的效率。二叉Trie树的使用也降低了密钥泄露的风险，增强了系统的整体安全性。在密钥管理的基础上，引入混沌加密技术，结合Tent映射和Logistic映射两种混沌模型，用于生成加密数据所需的随机数和轮密钥。Tent映射通过折叠和扩展操作将输入值映射到[0,1)区间，而Logistic映射则通过迭代生成伪随机序列，两者共同构成了混沌加密的基础。通过这种方式，电力监控分布式数据库中的数据被加密为不可预测的密文，极大程度上提高了攻击者通过分析密文推导明文的难度。【结果】所提方法在增强加密强度和提高系统安全性的同时，还具备较好的性能。通过控制密文分布的频率，保证加密数据的均匀性，密文的分布频次能够保持在2 800次以上。雪崩效应值超过0.524,证明了所提方法在数据加密方面的有效性。【结论】与传统方法相比，本文方法在保证数据安全性的同时，减少了计算和存储资源的消耗，适合大规模分布式数据库的应用。

关键词

二叉Trie树 / 电力监控 / 分布式数据库 / 安全访问 / 混沌加密 / SRP-6协议 / Tent映射 / Logistic映射

基金资助

国家自然科学基金项目(52177085)