毛榮杰，夫魯合·努爾買買提，羅慧陽，郭佳菊，巴乃依·波拉提別克

（國網(wǎng)新疆電力有限公司 阿勒泰供電公司，新疆 阿勒泰 836500）

0 引 言

隨著數(shù)據(jù)與信息總量大幅度增加，對物聯(lián)網(wǎng)信息、數(shù)據(jù)傳輸及安全性提出了全新需求。為此，本次研究設計出基于光通信技術的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術，有效對物聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)據(jù)進行加密處理，避免物聯(lián)網(wǎng)在日常工作中出現(xiàn)問題。

1 光通信技術概述

光通信技術主要利用光波作為基礎數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，完成信息和數(shù)據(jù)的通信功能，達到與無線信息通信技術相同的處理效果。從本質(zhì)上來看，光通信技術屬于電磁波通信技術中的核心，但是相對于傳統(tǒng)光波形式的傳播來說，該技術在操作模式上超過了無線電波常規(guī)使用標準，加上光通信技術所產(chǎn)生的波長距離較短，因此實際進行信息傳輸時，技術內(nèi)所承載的信息容量更大。

光通信技術在實施過程中主要分為兩種類型，即光纖傳輸模式以及無線傳輸模式。以上兩種技術操作模式在應用時具有高滲透性以及靈活性等優(yōu)勢，因此將其使用在信號覆蓋區(qū)域或者物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸區(qū)域可以展現(xiàn)出其自身應有的價值[1]。我國現(xiàn)代化信息通信以及物聯(lián)網(wǎng)平臺建設水平不斷提升，光通信技術則向更完善且全面的方向發(fā)展[2]。

目前，我國現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)平臺光通信技術主要包含4G技術、5G技術以及全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）移動化信息通信技術等。隨著物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的不斷發(fā)展與進步，企業(yè)及管理部門始終將把光通信技術引進至物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)作為核心發(fā)展目標，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的數(shù)據(jù)檢測與合理監(jiān)控。

2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術概述

物聯(lián)網(wǎng)平臺主要利用信息數(shù)據(jù)射頻識別、紅外線感應設備、GPS以及激光外部掃描等信息數(shù)據(jù)接收與傳感設備，按照標準文件協(xié)議，將任何物品信息與互聯(lián)網(wǎng)相互連接，完成數(shù)據(jù)之間的流通和交換。從本質(zhì)上來看，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術是一種集合智能化信息識別、系統(tǒng)定位、數(shù)據(jù)跟蹤、安全監(jiān)控以及日常管理等功能的全新網(wǎng)絡平臺模式[3]。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術在網(wǎng)絡平臺上要建立一個集合信息傳感網(wǎng)絡、信息通信網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)的龐大結(jié)構網(wǎng)絡，并且通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)感知技術，實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳輸過程中不受時間、地點以及人物的約束，就能夠完成信息數(shù)據(jù)交換和加密等建設目標[4]。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術在實際運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上主要利用密碼操作技術針對信息和數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)化交換，實現(xiàn)信息的隱蔽技術處理，以此確保數(shù)據(jù)與信息的安全系數(shù)。技術人員應充分考慮用戶使用情況選擇適合的數(shù)據(jù)加密模式，如果物聯(lián)網(wǎng)平臺的用戶通過不良技術手段在數(shù)據(jù)庫中獲得信息和數(shù)據(jù)，或者用戶的信息收集行為已經(jīng)構成線路竊聽，那么則需要利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術，對物聯(lián)網(wǎng)平臺上所產(chǎn)生的敏感數(shù)據(jù)進行合理化處理[5]。

3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術

3.1 信息傳輸協(xié)議

信息傳輸協(xié)議是光通信技術的核心設計模式，傳輸時所產(chǎn)生的光波能源屬于電磁波傳輸模式，其傳輸頻率相比傳統(tǒng)無線電波來說，運轉(zhuǎn)頻率更高、所產(chǎn)生波長更短。

由于光波傳輸模式具有傳輸頻率帶寬、信息通信快、傳輸容量大以及抗電磁干擾能力強等技術優(yōu)勢[6],該技術在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密以及傳輸結(jié)構上的信息傳輸協(xié)議主要包含兩個結(jié)構組件：系統(tǒng)控制硬件設備以及系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)設備。本次技術研究主要針對設備的傳輸協(xié)議開展一系列方案設計，并且在原始協(xié)議的基礎條件上進行系統(tǒng)優(yōu)化與結(jié)構改進，添加全新協(xié)議字段匹配區(qū)域，如以太網(wǎng)絡、傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（Transmission Control Protocol/User Data Protocol，TCP/UDP）等，有效將信息匹配區(qū)域中強制協(xié)議模式轉(zhuǎn)化為可選擇模式，有效提高信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活程度。

物聯(lián)網(wǎng)的流表設定是一種全新的表達技術方式。流表作為信息傳輸協(xié)議的主要構成環(huán)節(jié)，能夠?qū)鹘y(tǒng)技術中可能產(chǎn)生的問題開展全面探索，對流表中的優(yōu)先級別問題進行一系列方案設計[7]。由于流表選項中包含多個操作指令，其中單個指令具有一個或者多個動作，如某一流表選項被選定之，則需要執(zhí)行其操作指令，并且將流表選項內(nèi)的內(nèi)容與計數(shù)設備相互對應，如果流表選項更新成功后，則需要隨之更新相應的技術設備，以此不斷增加傳輸協(xié)議文件的多樣化，保證數(shù)據(jù)和信息傳輸合理性。

3.2 數(shù)據(jù)加密設置

根據(jù)以上數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議對于信息的相關要求，應對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)開展相關的加密處理，因此在此環(huán)節(jié)使用高級加密標準（Advanced Encryption Standard，AES）完成整個加密流程。技術人員要通過矩形二維數(shù)據(jù)小組充分展現(xiàn)信息傳輸工程中的數(shù)據(jù)狀態(tài)，以此作為基礎條件，將數(shù)據(jù)設定為4行、Na列矩陣。矩陣中Na表示數(shù)據(jù)與信息的小組劃分范圍，根據(jù)數(shù)據(jù)實際分組情況進一步表示為：加密執(zhí)行結(jié)束之后，需要將相應加密文件全面輸出，并且根據(jù)加密文件內(nèi)部結(jié)構，將密文反應狀態(tài)表示為[8]

vi=simodx4，i/4，0≤i＜4N（1）通過以上數(shù)據(jù)加密設定，應對傳統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)中的數(shù)據(jù)和信息加密流程開展結(jié)構優(yōu)化，并且利用優(yōu)化完成的結(jié)果，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密的最終目的。為此，在方案設計過程中，如果使用AES密鑰，其字符長度應設定為128 bits、192 bits等，保證對物聯(lián)網(wǎng)平臺上的各種模式能夠進行信息和數(shù)據(jù)加密。除此之外，通過對密鑰的更換完成數(shù)據(jù)與信息分組，通過系統(tǒng)組合的方式對物聯(lián)網(wǎng)平臺的復雜信息技術加密[9]。

為了有效解決物聯(lián)網(wǎng)平臺上代碼之間串聯(lián)和干擾等問題，需要使用多延時的數(shù)據(jù)與信息計算方式，隨機選擇物聯(lián)網(wǎng)信息聯(lián)通通道，結(jié)合優(yōu)化方案設計，針對原始物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術所產(chǎn)生的問題進行結(jié)構優(yōu)化，將系統(tǒng)研究中的設計內(nèi)容進行有效結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的操作流程如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的操作流程

4 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術實驗

4.1 實驗環(huán)境設定

為了進一步驗證方案設計中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的可行性和有效性，本次研究中需要搭建物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺[10]。

由于物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺主要由 Mininet模擬系統(tǒng)以及交換設備共同構成，而其頂端交換設備在方案設定上應為實驗網(wǎng)絡控制設備提供系統(tǒng)支持，通過以上結(jié)構能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸開展信息模擬。為此應根據(jù)實驗環(huán)境使用Mininet軟件模擬出至少6個交換設備以及5臺平臺端口，在Mininet軟件啟動之后，還應全面接受網(wǎng)絡控制設備的操作指令，設定實驗參數(shù)，以此保證試驗環(huán)節(jié)的可行性。實驗平臺參數(shù)如表1所示。

表1 實驗平臺參數(shù)

使用表1實驗參數(shù)，有效構建出實驗基礎條件，而在此次研究和實驗過程中，需要對比傳統(tǒng)方案設計和技術特點以及所提出的丟包率、時間延長方式、數(shù)據(jù)加密效果、技術差距等，將試驗次數(shù)設定為5次，以此不斷提升試驗結(jié)果的合理性與有效性。

4.2 實驗結(jié)果

對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術來說，丟包率是加密效果以及使用性能的重要標準之一，其中不同實驗環(huán)節(jié)所得到的丟包率如表2所示[11]。

表2 數(shù)據(jù)丟包率實驗結(jié)果

由表2可知，光通信技術傳輸網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)丟包率是3種加密技術中最低的，是網(wǎng)絡傳輸中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術最為有效的處理技術之一。

通過一系列試驗操作所得到結(jié)果可知，光通信技術展現(xiàn)的數(shù)據(jù)加密性能較高，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術使用過程中所產(chǎn)生的丟包率過高問題進行合理彌補。根據(jù)表2數(shù)據(jù)變化趨勢詳細分析，光通信技術在實施過程中普遍具有延時性較小并且數(shù)據(jù)波動小等特點，其技術操作十分穩(wěn)定。將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術的實驗結(jié)果以及傳輸網(wǎng)絡延時結(jié)構相結(jié)合進行詳細分析，確保光通信技術的數(shù)據(jù)加密在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術使用過程中可以展現(xiàn)出較高的技術價值[12]。

5 結(jié) 論

我國計算機應用技術以及數(shù)據(jù)核算能力的全面突破為數(shù)據(jù)加密與信息流通的穩(wěn)定發(fā)展提供了一系列平臺和環(huán)境，在此次研究過程中設計出全新物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)加密技術，增加物聯(lián)網(wǎng)信息和數(shù)據(jù)安全系數(shù)，為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)提供了更多的優(yōu)化可能性。