摘 要：由于電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)存儲成本過高、數(shù)據(jù)安全性低下等問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全系數(shù)較低，存儲效果受限。為此，提出一種電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲機(jī)制。對前后端數(shù)據(jù)進(jìn)行消冗處理和重構(gòu)，進(jìn)一步分析電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)特性，配置編碼參數(shù)，對高質(zhì)量前后端數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，優(yōu)化編碼過程，得到依據(jù)數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，引入防篡改機(jī)制，結(jié)合數(shù)字簽名技術(shù)，通過計(jì)算哈希值，實(shí)現(xiàn)對電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)防篡改存儲。仿真實(shí)驗(yàn)中，前后端數(shù)據(jù)的消效果較好，安全系數(shù)較高，丟失量較小，均在20 bit以下，存儲效果較好。

關(guān)鍵詞：電力移動(dòng)終端；前后端數(shù)據(jù)；防篡改機(jī)制；數(shù)據(jù)存儲

中圖分類號：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-5922（2025）03-0189-04

Simulation of accurate data tampering prevention storage forpower mobile terminals

MA Weiwei 1 ，LI Kexin 2

（1. State Grid Zhongxing Co.，Ltd.，Beijing 100761，China；2. Fudan University，Shanghai 200433，China）

Abstract：Due to the large amount and complex structure of data in power mobile terminals，it is easy to encounterproblems such as high storage costs and low data security，resulting in low data security and limited storage efficien?cy. To this end，a precise data tamper proof storage mechanism for power mobile terminals is proposed. Perform re?dundant processing and reconstruction on the front-end and back-end data，further analyze the characteristics ofpower mobile terminal data，configure encoding parameters，encode high-quality front-end and back-end data，op?timize the encoding process，and obtain anti tampering mechanisms based on data dictionaries and data associationrelationships. Combined with digital signature technology，calculate hash values to achieve anti tampering storage ofpower mobile terminal data. In the simulation experiment，the data at the front and back ends have good cancella?tion effect，high safety factor，small loss，both below 20 bits，and good storage effect.

Key words：power mobile terminal；front and rear data；anti tampering mechanism；data storage

電力移動(dòng)終端作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集、傳輸和處理大量的電力數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還對于能源管理、優(yōu)化調(diào)度等方面具有重大的意義。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，電力移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)面臨著被篡改、偽造等安全風(fēng)險(xiǎn)，這不僅可能導(dǎo)致決策失誤，還可能給整個(gè)電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的后果。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方法過于復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本較高，不利于在電力移動(dòng)終端上廣泛應(yīng)用。為此，國內(nèi)學(xué)者針對數(shù)據(jù)存儲方法展開了研究，并闡述了自己的觀點(diǎn)。

文獻(xiàn)[1]將區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)存儲的連續(xù)數(shù)據(jù)分割成多個(gè)子序列，利用用戶密鑰，將區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)存儲的明文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為密文形式，對其進(jìn)行加密處理，再引入水印防篡改機(jī)制，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。文獻(xiàn)[2]針對不同的機(jī)器人節(jié)點(diǎn)，生成對應(yīng)的公私鑰對，先用私鑰對節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，再利用公鑰作為索引標(biāo)識符，對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，并將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)聚合器，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)，設(shè)定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級，通過計(jì)算數(shù)據(jù)的哈希值和數(shù)字簽名，保證數(shù)據(jù)的完整性，并將其存儲到區(qū)塊鏈中。文獻(xiàn)[3]先對需要進(jìn)行存儲的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，再對其進(jìn)行編碼處理，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用下，生成對應(yīng)的加密密碼，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，再將加密后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成DNA序列，將其存儲到樣本庫中。文獻(xiàn)[4]對云物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，從數(shù)據(jù)中提取出能夠反映上下文信息的關(guān)鍵特征，利用自適應(yīng)判別二次提升分類算法，對提取的特征進(jìn)行分類，由此設(shè)計(jì)基哈希數(shù)據(jù)存儲方案，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲。

在以往研究成果的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法。對電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)進(jìn)行消冗處理和重構(gòu)，再對其進(jìn)行編碼處理，將編碼結(jié)果作為基礎(chǔ)，建立電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)防篡改存儲機(jī)制 [5] 。本文方法可以顯著提高電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和能源管理提供有力的技術(shù)支持。

1 電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法設(shè)計(jì)

1.1 前后端數(shù)據(jù)消冗

電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)往往包含冗余、錯(cuò)誤或重復(fù)的信息，冗余數(shù)據(jù)會增加數(shù)據(jù)處理和存儲負(fù)擔(dān)，需要進(jìn)行消冗處理，去除數(shù)據(jù)中的重復(fù)數(shù)據(jù) [6] 。

電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性也要求數(shù)據(jù)消冗方法具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和靈活性。具體消冗過程如下：計(jì)算出電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)的哈希值，引入防篡改機(jī)制，對電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。再針對加密后的每一條數(shù)據(jù)，生成對應(yīng)且唯一的數(shù)字簽名，并將數(shù)字簽名與數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)，一旦數(shù)據(jù)被篡改，數(shù)字簽名就會失去作用，由此實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的二次防篡改 [14-15] ，實(shí)現(xiàn)電力終端數(shù)據(jù)的安全與高效存儲。

2 仿真驗(yàn)證

為驗(yàn)證電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改機(jī)制的應(yīng)用效果，設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)。

以多個(gè)電力移動(dòng)終端為實(shí)驗(yàn)對象，從中選取50 GB的電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)。

PDA終端和RFID電力移動(dòng)作業(yè)一體化終端均為電力移動(dòng)終端。設(shè)置數(shù)據(jù)庫為MySQL 8.0，基本仿真參數(shù)如下：數(shù)據(jù)集大小：50 GB；密鑰長度：256位；數(shù)據(jù)傳輸延遲：0.2 ms；數(shù)據(jù)傳輸頻率：100條/s。

對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行消冗處理和重構(gòu)處理，生成加密處理結(jié)果如圖2～圖3所示。

由圖2～3可知，原本的噪聲點(diǎn)被去除，消冗處理和重構(gòu)處理后的幅值曲線光滑，且加密效果較好，保證安全性與可靠性。

設(shè)本文設(shè)計(jì)的電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法為方法1，基于區(qū)塊鏈的電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法為方法2，基于聯(lián)盟鏈和訪問偏好的電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法為方法3。統(tǒng)計(jì)3種方法存儲過程中的數(shù)據(jù)安全系數(shù)。其具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，方法1的安全系數(shù)較高，且一直保持在較高水平，方法2和方法3的安全系數(shù)較低。因?yàn)楸疚姆椒ㄒ罁?jù)數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲機(jī)制，在實(shí)際應(yīng)用中的存儲效果較高。

以數(shù)據(jù)丟失量為評價(jià)指標(biāo)，對比3種方法的性能。其具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，方法1的數(shù)據(jù)丟失量較小，均在20bit以下，方法2和方法3的數(shù)據(jù)丟失量較高，且數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出極不穩(wěn)定的情況。因此本文方法根據(jù)電力移動(dòng)終端數(shù)據(jù)的特性，制定對應(yīng)的編碼規(guī)則，在數(shù)據(jù)編碼、傳輸、存儲等多個(gè)環(huán)節(jié)均加強(qiáng)了安全防護(hù)措施，在實(shí)際應(yīng)用中存儲效果較好。

3 結(jié)語

針對電力移動(dòng)終端精確化數(shù)據(jù)防篡改存儲仿真方法的研究，本文深入探討了如何有效保障電力數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提出了一種創(chuàng)新的防篡改存儲機(jī)制，數(shù)據(jù)丟失量較低，存儲效果較好，能夠保證存儲數(shù)據(jù)的安全性，降低數(shù)據(jù)泄露可能性。為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電力服務(wù)的優(yōu)化提供堅(jiān)實(shí)支撐。在此，期待更多的研究者能夠關(guān)注這一領(lǐng)域，共同推動(dòng)電力信息安全技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李斌，劉思堯，王敏，等. 高穩(wěn)定性區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)防篡改仿真[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2023，23（9）：33-36.

[2] 李煒，黃倩. 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的機(jī)器人運(yùn)行數(shù)據(jù)抗篡改存儲方法[J]. 科技通報(bào)，2021，37（11）：65-68.

[3] TENG Y，YANG S ，LIU L ，et al. Nanoscale storage encryp?tion：data storage in synthetic DNA using a cryptosystemwith a neural network[J]. Chinese Science，2022，12（08）：65-78.

[4] Sivakamasundari S ，Dharmarajan D K . Adaptive discrimi?nant quadratic boosting classification based radix hash da?ta storage for context aware cloud IoT services[J]. Europe?an Journal of Molecular amp; Clinical Medicine，2021，13

（11）：148-162.

[5] 張?zhí)K，齊立忠，武宏波，等. 基于智能電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維檢修階段的多源BIM數(shù)據(jù)存儲方法研究[J]. 電測與儀表，2023，60（11）：123-129.

[6] 鄒俞，孫紅梅，韓亞楠，等. 基于訪問偏好的衛(wèi)星遙測時(shí)序數(shù)據(jù)存儲方法[J]. 火力與指揮控制，2023，48（10）：204-211.

[7] 張超，高軼，劉俊華，等. 某司鍛軋線車輪軋機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的本地存儲方法[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化，2023，45（11）：152-156.

[8] 趙駿，戴歡，唐毅，等. 基于雙賬本的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲與共享方法[J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2023，44（11）：3276-3282.

[9] 劉曉艷，田兆煒，周靜怡，等. 河道健康管理本體模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)存儲方法設(shè)計(jì)[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，51（7）：1018-1024.

[10] 翟社平，劉法鑫，楊銳，等. 基于聯(lián)盟鏈的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù) 存 儲 模 型 [J]. 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng) 用 研 究 ，2023，40（5）：1318-1323.

[11] 丁有偉，翟文斌，胡孔法，等. 基于同態(tài)加密的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)云端安全存儲算法[J]. 世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2022，24（7）：2755-2765.

[12] 陳行濱，王周，鄭飄飄，等. 基于分布式文件系統(tǒng)電力大數(shù)據(jù)存儲實(shí)現(xiàn)[J]. 粘接，2022，49（6）：172-175.

[13] 唐豪，易文龍，趙應(yīng)丁，等. 基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品可信檢測數(shù)據(jù)存儲方法[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2022，22（24）：10631-10637.

[14] 趙建立，湯卓凡，姚孟陽. 基于Hadoop的配電網(wǎng)需求數(shù)據(jù)存儲控制技術(shù)優(yōu)化[J]. 粘接，2024，51（2）：182-185.

[15] 張利華，張贛哲，曹宇，等. 基于聯(lián)盟鏈的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案[J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2022，43（9）：2415-2422.

（責(zé)任編輯：張玉平）