一种基于低频时码授时技术的终端双向验证方法

技术领域

本发明涉及授时技术领域，尤其涉及一种基于低频时码授时技术的终端双向验证方法。

背景技术

伴随着社会的进步和发展，各行各业对于时间及位置的准确度要求越来越高，低频时码授时技术由于其同时以模拟和数字两种模式提供标准时间及频率信号的特性，使得低频时码授时技术在多个领域都得到了广泛的应用，再加上如今各行各业对于网络和信息系统的广泛使用，信息在传递过程中的安全问题引起了企业的重视，而依托低频时码授时技术，可以保证数据的来源可信、准度可信、使用可信、信息可追溯和时间传播可认证，具有十分重要的意义。

下面是检索到的相关基于低频时码授时技术的终端双向验证方法的文献：

专利1：一种涉密网时间同步系统及授时方法；申请号：202111179915.X；申请日：2021-10-11；申请人：中国科学院国家授时中心；摘要：本发明公开了一种涉密网时间同步系统及授时方法，能够对涉密网时间进行同步，且不会对网络信息安全构成威胁，系统包括设置有GNSS天线的GNSS接收机和设置有BPC天线的BPC模块，GNSS接收机和BPC模块均通信连接至时钟模块，GNSS接收机能够接收卫星导航信号并将解算的时间信息给时钟模块，BPC模块能够接收BPC低频时码信息并将解算的时间信息给时钟模块，时钟模块与涉密网通讯连接，时钟模块能够接收来自GNSS接收机和BPC模块输出的时间信息对内部时钟进行实时调整并发送给涉密网，GNSS接收机、BPC模块和时钟模块均通信连接至控制模块，控制模块能够控制GNSS接收机、BPC模块和时钟模块的运行。

专利2：一种BPC北斗多模授时方法及系统；申请号：201810865207.3；申请日：2018-08-01；申请人：桂林电子科技大学；摘要：本发明提供一种BPC北斗多模授时方法及系统，方法包括：接收国家授时中心的BPC信号发射塔播发的BPC低频授时信号以及北斗卫星发送的北斗导航信号；判断接收的BPC低频授时信号和北斗导航信号是否正常，如果北斗导航信号异常，则选择BPC低频时码授时模式进行授时，如果BPC低频授时信号异常，则选择北斗卫星授时模式进行授时，如果均正常则选择BPC与北斗双模授时模式进行授时，通过北斗定位修正BPC低频时码授时。本发明提供多种授时模式，能够根据接收的BPC低频授时信号和北斗导航信号是否正常来选择对应的授时模式，通过北斗定位来修正BPC信号传输时延以提供高精度授时，提高了授时的灵活性和可靠性。

专利3：一种基于时间同步装置的卫星反欺骗处理方法及系统；申请号：201911422372.2；申请日：2019-12-30；申请人：郑州威科姆华大北斗导航科技有限公司；摘要：本发明公开了一种基于时间同步装置的卫星反欺骗处理系统，包括低频时码解析单元、时频时码时间维护单元和比对检验单元；所述的低频时码解调单元：利用高频时钟对低频时码信号进行同步采样和脉宽计数，从而获取时间信息，并恢复建立准秒标志信号；所述的时频时码时间维护单元：利用低频时码解调单元中解析出的时间信息结合准秒标志信号，恢复出含有秒值的标准时间信息；所述的比对检验单元：根据低频时码时间信息对卫星时间报文进行比对检验，判断是否存在针对时间信息的欺骗。本发明利用低频时码授时信号作为基准，对卫星时间信息的连续性进行判别，无论时间同步装置处于初始化阶段或正常工作阶段，均可判别出针对卫星信号的欺骗干扰信号。

由上述文献可以看出，目前市面上的大多数低频时码授时方案在终端的时间信息验证大多为单向验证，这就有可能导致终端接收到的时间信息与服务平台发出的时间信息不一致，另外，现有的方案大多只具备时间信息的验证，缺少对于位置信息的验证，这势必会影响在部分需要准确时间及位置信息的终端上的应用。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，提供一种基于低频时码授时技术的终端双向验证方法。

所述基于低频时码授时技术的终端双向验证方法，包括以下步骤：

(1)可信时空平台接收来自国家授时中心和北斗卫星等国家标准时间体系发出的标准时间及位置信号；

(2)可信时空平台对接收到的标准时间及位置信号进行处理、标记和保存；

(3)可信时空平台完成保存后将带标记的时间及位置信号发送给终端；

(4)终端接收到带标记的时间及位置信号后，再次对这一信号进行标记，两次标记一致，并将经过两次标记的信号反馈给可信时空平台，进行比对；

(5)可信时空平台依次比对可信时空平台向终端发送的时间及位置信号与终端反馈的时间及位置信号的标记和时间及位置数据是否一致，如一致，则向终端发送比对通过反馈，如不一致，则重新标记时间及位置信息并好发送给终端，终端接收到信息后再次进行反馈比对，直至比对通过；

(6)终端依据比对通过的时间及位置信息进行动作；

进一步地，所述可信时空平台由上位机、嵌入式程序、服务器、编码器和嵌入式编码程序组成，嵌入式程序安装在上位机中，能够接收和展示接收到的时间及空间信息，并作为中转站将该信息向下层终端传递，服务器用于传输和保存所接受及发送的时间及空间信息用于比对验证，嵌入式编码程序安装在编码器中，能够对时间及位置信息进行编码标记；

进一步地，所述可信时空平台对接收到的标准时间及位置信号的处理包括通过放大器对接收到的信号进行选频、放大、滤波和整形，再通过解调电路进行提取、解码和还原；

进一步地，所述终端内置有收发天线、编码器、嵌入式编码程序和上位机，收发天线用于收发信号，嵌入式编码程序安装在编码器中，能够对时间及位置信息进行编码标记，上位机用于处理时间及位置信号，并向可信时空平台发送反馈比对信号；

进一步地，所述嵌入式编码程序的加密算法过程为，1.将明文划分成多个密钥字符串长度大小的块(空格符以"+"表示)；2.用0-26范围的整数取代明文的每个字符，空格符＝00，A＝01，...，Z＝26；3.与步骤2一样对密钥的每个字符进行取代；4.对明文的每个块，将其每个字符用对应的整数编码与密钥中相应位置的字符的整数编码的和模27后的值(整数编码)取代；5.将步骤4的结果中的整数编码再用其等价字符替换。

工作原理：

可信时空平台接收来自国家授时中心和北斗卫星等国家标准时间体系发出的标准时间及位置信号后，会对这一信号进行处理、标记和保存，经过标记的时间及位置信号也会发送给终端，终端在接收到信号后，会对这一信号进行再次标记，并将经过两次标记的时间及位置信号反馈给可信时空平台，来进行标记和时间及位置信号的比对，如果比对通过，则终端依据这一时间及位置信号进行动作，如果比对不通过，则由可信时空平台再次向终端发送新的时间及位置信号，直到比对通过。

本发明的显著有益效果是：

(1)本发明依托低频时码技术，通过加入反馈机制，当终端接收到的时间及位置信号与可信时空平台发出的时间及位置信号存在误差时，可以自主的进行误差修正，确保了设备的正常运行。

(2)本发明通过在可信时空平台向终端发出的时间及位置信号上添加标记，使得终端可以与可信时空平台进行双向校验，避免了时间及位置信号被篡改的情况发生。

(3)本发明通过对时间及位置信号进行加密，使得终端接收到的时间及位置信息权威真实、可追溯，使得终端记录的一些信息可以作为重要的依据，尤其对于警察及司法工作者而言，极具实际意义。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

具体实施实例1

一种基于嵌入式可信时空模组的宠物项圈，包括：定位盒1、嵌入式可信时空模组2、控制模组3、电源模组4、充电口5、项圈带6、远红外发生器7和插扣8，所述嵌入式可信时空模组2内部包含北斗/网络通讯模块201、MCU核心处理单元202、输入输出模块203和电源模块204，北斗/网络通讯模块201的输出端与MCU核心处理单元202的输入端电性连接，MCU核心处理单元202的输出端与输入输出模块203的输入端电性连接，输入输出模块203的输出端与MCU核心处理单元202的输入端电性连接，北斗/网络通讯模块201、MCU核心处理单元202和输入输出模块203分别与电源模块204电性连接，嵌入式可信时空模组2、控制模组3和电源模组4依此安装在定位盒1内部的左、中和右侧，充电口5安装在定位盒1前端面的右侧中部，在定位盒1的左右两侧面的下部各安装有一条项圈带6，每条项圈带6的内侧面上均匀内嵌安装有若干远红外发生器7，两条项圈带6的另一端分别安装有插扣8的公扣和母扣，嵌入式可信时空模组2内部的输入输出模块203的输出端与控制模组3的输入端电性连接，控制模组3的输出端分别与嵌入式可信时空模组2内部的输入输出模块203的输入端和远红外发生器7的输入端电性连接，充电口5与电源模组4电性连接，电源模组4分别与嵌入式可信时空模组2内部的电源模块204、控制模组3和远红外发生器7电性连接。

进一步地，所述充电口5设有防水橡胶塞；

嵌入式可信时空模组2内部的北斗/网络通讯模块201负责接受各种标准时间源，MCU核心处理单元202负责执行时间校验，输入输出模块203负责用时以及对外交互，电源模块204负责嵌入式可信时空模组内部供电。

具体实施实例2

一种基于嵌入式可信时空模组的监控摄像头，包括：固定支架1、旋转底座2、角度调节支架3、监控摄像头主体4、摄像模块5、控制模块6、嵌入式可信时空模组7和天线8，所述固定支架1前端安装有旋转底座2，角度调节支架3安装在旋转底座2上端面上，监控摄像头主体4的下端面后端安装在角度调节支架3上端面上，摄像模块5安装在监控摄像头主体4内部前端，控制模块6安装在监控摄像头主体4内部中间，嵌入式可信时空模组7内部包含北斗/网络通讯模块701、MCU核心处理单元702、输入输出模块703和电源模块704，北斗/网络通讯模块701的输出端与MCU核心处理单元702的输入端电性连接，MCU核心处理单元702的输出端与输入输出模块703的输入端电性连接，输入输出模块703的输出端与MCU核心处理单元702的输入端电性连接，北斗/网络通讯模块701、MCU核心处理单元702和输入输出模块703分别与电源模块704电性连接，嵌入式可信时空模组7安装在监控摄像头主体4内部后端，两个天线8分别安装在监控摄像头主体4左右两侧面的后端，摄像模块5的输出端与控制模块6的输入端电性连接，嵌入式可信时空模组7内部的输入输出模块203的输出端与控制模块6的输入端电性连接，控制模块6的输出端与嵌入式可信时空模组7内部的输入输出模块203和天线8的输入端电性连接，天线8的输出端与嵌入式可信时空模组7内部的北斗/网络通讯模块701的输入端电性连接。

进一步地，所述监控摄像头主体4为一体成型；

进一步地，所述摄像模块5和天线8与监控摄像头主体4之间的缝隙设有防水胶；

嵌入式可信时空模组7内部的北斗/网络通讯模块701负责接受各种标准时间源，MCU核心处理单元702负责执行时间校验，输入输出模块703负责用时以及对外交互，电源模块704负责嵌入式可信时空模组内部供电。

具体实施实例3

一种基于嵌入式可信时空模组的共享单车，包括：共享单车1、警示灯2、光照强度传感器3、智能锁保护壳4、二维码保护壳5、电动开锁机构6、控制通讯模块7、可信时空模组8和电源9，所述警示灯2安装在共享单车1车架后叉的上部，两个光照强度传感器3分别安装在警示灯2左右两侧面的中前部，智能锁保护壳4安装在共享单车1车架后叉的中下部，二维码保护壳5安装在智能锁保护壳4后侧面的中下部，电动开锁机构6、控制通讯模块7、可信时空模组8和电源9从下往上依次安装在智能锁保护壳4内部，可信时空模组8内部包含北斗/网络通讯模块801、MCU核心处理单元802、输入输出模块803和电源模块804，北斗/网络通讯模块801的输出端与MCU核心处理单元802的输入端电性连接，MCU核心处理单元802的输出端与输入输出模块803的输入端电性连接，输入输出模块803的输出端与MCU核心处理单元802的输入端电性连接，北斗/网络通讯模块801、MCU核心处理单元802和输入输出模块803分别与电源模块804电性连接，控制通讯模块7的输出端分别与电动开锁机构6和可信时空模组8内部的输入输出模块803的输入端电性连接，可信时空模组8内部的输入输出模块803的输出端与控制通讯模块7的输入端电性连接，警示灯2、光照强度传感器3、电动开锁机构6、控制通讯模块7和可信时空模组8内部的电源模块804分别与电源9电性连接。

优选地情况下，所述智能锁保护壳4的缝隙设有防水胶；

嵌入式可信时空模组8内部的北斗/网络通讯模块801负责接受各种标准时间源，MCU核心处理单元802负责执行时间校验，输入输出模块803负责用时以及对外交互，电源模块804负责嵌入式可信时空模组内部供电。