(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210632149.6 (22)申请日 2022.06.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114710299 A (43)申请公布日 2022.07.05 (73)专利权人 杭州雅观科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区仓前街 道欧美金融城4幢3 305室 (72)发明人 寇勇　陈晨　 (74)专利代理 机构 杭州中港知识产权代理有限 公司 33353 专利代理师 施建勇 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/08(2006.01)H04L 67/10(2022.01) H04L 67/12(2022.01) H05B 45/00(2022.01) H05B 47/105(2020.01) (56)对比文件 US 20171 18015 A1,2017.04.27 US 10630682 B1,2020.04.21 WO 2021133074 A2,2021.07.01 WO 2019083 082 A1,2019.0 5.02 CN 107454079 A,2017.12.08 CN 114125833 A,2022.03.01 CN 114095276 A,202 2.02.25 CN 102752 269 A,2012.10.24 US 2013262858 A1,2013.10.0 3 审查员 朱星杰 (54)发明名称 适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方 法 (57)摘要 适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方 法， 属于数据处理方法技术领域， 包括以下步骤： 步骤S1， 注册并形成群组密钥： 认证服务器收集 家用网关所需服务对应的应用服务器的认证密 钥， 并将所有认证密钥和该家用网关的ID组合形 成群组密钥并储存； 步骤S2， 家用网关使用应用 服务的双重认证： 家用网关将账号、 密码以及应 用服务代码传送至认证服务器进行认证； 家用网 关获得认证服务器传送的认证服务令牌和乱码 顺序号码后， 根据家用网关存储的乱码获得乱码 解， 并将乱码顺序号码和乱码解传 送至应用服务 器并与应用服务器存储的乱码进行比对。 本方案 使用轻量的计算资源， 为家庭能源管理系统， 带 来更安全的云端使用环境， 并能够维持云端的服 务质量。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114710299 B 2022.08.30 CN 114710299 B 1.适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 所述云端LED照明节能 系统包括家庭能源管理系统和云整合端； 所述家庭能源管理系统， 包括家用网关、 环境光感 测装置、 电源分配 器、 家用照明设备； 所述云整合端包括认证服 务器和应用服 务器； 其包括以下步骤： 步骤S1， 注册并形成群组密钥： 家用网关， 向认证服务器提出身份验证的需求并选择所 需服务； 认证服务器收集家用网关所需服务对应的应用服务器的认证密钥， 并将所有认证 密钥和该家用网关的ID组合形成群组密钥并储 存， 完成注 册； 步骤S2， 家用网关使用应用服务的双重认证： 家用网关和应用服务器共享乱码； 家用网 关将账号、 密码以及应用服务代码传送至认证服务器进 行认证， 从而完成第一重的认证； 家 用网关获得认证服务器传送的认证服务令牌和乱码顺序号码后， 根据家用网关存储的乱码 获得乱码解， 并将乱码顺序号码和乱码解传送至应用服务器并与应用服务器存储的乱码进 行比对， 从而完成第二重的认证； 家用网关收到应用服务令牌之后， 就将 应用服务令牌和认 证服务令牌合成一个令牌， 然后将令牌传给应用服 务器； 步骤S2， 包括以下步骤： 步骤S201， 家用网关产生一组乱码， 然后将乱码与所需服务传送给应用服务器； 乱码为 英文与数字结合的随机数； 步骤S202， 应用服务器收到乱码与所需服务后， 回传应用服务代码给家用网关， 并且将 家用网关导向至认证服 务器； 步骤S203， 家用网关将账号、 密码以及应用服 务代码传送至认证服 务器进行认证； 步骤S204， 如果认证成功， 认证服务器传送认证服务令牌以及乱码顺序号码给家用网 关， 如果认证失败， 认证服务器回传失败的消息给家用网关； 乱码顺序号码， 为一组数字组 成的数列， 其中每 个数字表示乱码中的字符位置数； 步骤S205， 家用网关收到认证服务令牌及乱码顺序号码之后， 根据乱码顺序号码中的 位置数获取乱码的数字产生乱码解， 并将乱码顺序号码以及乱码解传送至应用服务器进 行 认证； 步骤S206， 应用服务器收到乱码顺序号码与乱码解后， 与存储的乱码进行比对： 如果比 对成功， 则会回传应用服 务令牌给家用网关； 如果比对失败， 则回传失败消息给家用网关； 步骤S207， 家用网关收到应用服务令牌之后， 就将应用服务令牌和认证服务令牌合成 一个令牌， 然后将令牌传给应用服 务器开始使用应用服 务器的服 务。 2.根据权利要求1所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 步骤S1， 包括以下步骤： 步骤S101， 家用网关向云整合端的认证服 务器提出群组密钥的需求； 步骤S102， 当认证服 务器收到需求后， 先向家用网关提出验证身份的需求； 步骤S103， 家用网关回传账号以及 密码给认证服 务器进行身份的验证； 步骤S104， 认证服务器， 验证家用网关的身份： 如果身份验证成功， 则将家用网关导向 服务的选择； 如果身份验证失败， 则回传身份验证失败的消息并请家用网关重新回传身份 验证信息， 返回至步骤S10 3； 步骤S105， 家用网关选择自己所需的服 务， 并且将所需服 务的信息传回给认证服 务器； 步骤S106， 当认证服务器收到家用网关回传的所需服务后， 就将家用网关的设备码、 所权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114710299 B 2需服务、 以及家用网关ID传送给家用网关所需服 务对应的所有应用服 务器； 步骤S107， 当对应的应用服务器收到家用网关的设备码、 所需服务、 以及家用网关  ID 后， 随机产生认证密钥， 并储存 该应用服务器的认证密钥及家用网关  ID； 然后， 各个对应的 应用服务器回传认证密钥给认证服务器， 认证服务器则将各个对应的应用服务器的认证密 钥和该家用网关的ID组合形成群组密钥并储 存； 群组密钥的形式为GK= （service ‑1||service ‑2||…||service ‑n||ID）， 其中   service‑i表示家用网关所需服务对应的第i个应用服务器的认证密钥， 且  1≤i≤n， n为家 用网关所需服 务对应的应用服 务器的总个数。 3.根据权利要求2所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 步骤S107中， 如果家用网关增加所需服务， 同时， 增加的所需服务对应新的应用服务器， 则 认证服务器向增加的所需服务对应的应用服务器申请该服务的认证密钥， 并将该认证密钥 结合到群组密钥中。 4.根据权利要求1所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 还包括步骤S3， 对应用服务器和家用网关之间的通讯消息进行加密和解密； 加密的方法采 用取代加密和换位加密； 解密的方法采用换位 解密和取代解密。 5.根据权利要求4所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 步骤S3， 包括以下步骤： 步骤S301， 计算通讯消息明文的封包字的集 合数s以及字符串长度l； 步骤S302， 利用随机数产生器产生取代 移动的方向与位置数m； 步骤S303， 计算最后要移动的位置数k=m%s； 步骤S304， 将通讯消息明文带入E(x)=(x+k)%s进行取代加密， 得到第一密文的字母的 字母表序号E(x)， 从而得到第一密文， 其中， x为 通讯消息明文中字母的字母表序号； 步骤S305， 设置两个字母构成的移动消息， 对第一密文进行换位加密得到第二密文， 然 后在第二密文前端加上移动消息得到第三密文； 步骤S306， 对第三密文和移动的位置数k， 一并存 储。 6.根据权利要求5所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 步骤S305中： 根据移动消息的第一个字母的字母表序号， 决定第一密文中的字母移动方向 和替换位置： 如果移动消息第一个字母的字母表序号是奇数， 则表示第一密文中的字母向 左移动换位， 并对第一密 文中位置序号为奇数的字母进 行替换； 否则， 第一密 文中的字母向 右移动换位， 并对第一密文中位置序号 为偶数的字母进行替换； 令移动消息的第二个字母的字母表序号为k ’， 带入F(z)=(z+k ’)% l， 得到加密移动换 位的距离F(z)， 其中， z为第一密文的字符串的序号。 7.根据权利要求6所述的适用于云端LED照明节能系统的轻量认证方法， 其特征在于， 步骤S3， 还 包括以下步骤： 步骤S307， 通讯消息进行换位解密， 已得知通讯消息的封包字的集合数s和移动的位置 数k， 从第三密 文的前端两个字母得到移动消息， 并删除第三密 文前端两个字母得到第二密 文； 根据移动消息第一个字母的字母表序号， 确定加密时第一密文中的字母移动方向和替 换位置， 从而得到解密时字母的移动方向和替换位置； 根据移动消息第二个字母的字母