CN117436058A - 一种电力信息安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息安全领域，公开了一种电力信息安全防护系统，包括存储模块、登录模块、数据调用模块。存储模块用于存储电力数据。登录模块用于对使用数据调用模块的人员进行身份识别，仅允许身份识别通过的人员对存储模块中保存的电力数据进行调用。本发明在工作人员使用数据调用模块向存储模块发送指令之前，先需要通过登录模块的身份验证，从而能够避免不具有调用权限的工作人员调取存储模块中存储的电力数据，而且随机选择不同的算法来进行识别，有效地提高了电力数据的安全。

Description

一种电力信息安全防护系统

技术领域

本发明涉及信息安全领域，尤其涉及一种电力信息安全防护系统。

背景技术

电力数据包括发电数据、用电数据、电力设备的运行数据等。当需要对数据库中存储的电力数据进行分析时，需要对电力信息进行调用，而电力数据在调用之前，需要进行身份验证以确保信息安全。现有技术中，通常是使用人脸识别(如公开号为CN107426184A的专利)或指纹识别(例如公开号为CN108684009A的专利)的方式进行身份验证，但是，单一的识别方式的安全程度不够高，当用于进行人脸识别的信息或用于进行指纹识别的信息被非法获取时，则会导致电力数据被非法获取。

发明内容

本发明的目的在于公开一种电力信息安全防护系统，解决如何提高对电力数据进行调用的过程的安全程度的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种电力信息安全防护系统，包括存储模块、登录模块和数据调用模块；

存储模块用于存储电力数据；

登录模块用于对使用数据调用模块的人员进行身份识别，仅允许通过身份识别的人员使用数据调用模块对存储模块中保存的电力数据进行调用；

登录模块包括随机数生成单元、判断单元、提示单元、指纹识别单元和人脸识别单元；

随机数生成单元用于生成数值在预设的数值区间内的整数型随机数randnum；

判断单元用于判断randnum属于奇数还是偶数；

提示单元用于在randnum属于奇数时，提示使用数据调用模块的人员使用指纹识别单元来进行身份识别，以及用于在randnum属于偶数时，提示使用数据调用模块的人员使用人脸识别单元来进行身份识别。

可选的，指纹识别单元包括指纹图像采集子单元、指纹对比子单元和指纹图像存储子单元；

指纹图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹图像存储子单元用于存储所有能够使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹对比子单元用于获取指纹图像存储子单元中存储的指纹图像与指纹图像采集子单元获得的指纹图像之间的相似度的最大值simfig，并判断simfig是否大于设定的第一相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

可选的，人脸识别单元包括人脸图像采集子单元、人脸图像存储子单元和人脸对比子单元；

人脸图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸图像存储子单元用于所有能够使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸对比子单元用于获取人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的最大值simfac，并判断simfac是否大于设定的第二相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

可选的，数据调用模块包括调用单元和通信单元；

调用单元用于通过身份识别的人员输入发送至存储模块的调用指令；

通信单元用于将调用指令发送至存储模块以及用于接收存储模块根据调用指令发送回来的电力数据。

可选的，存储模块还用于在接收到调用指令后，根据调用指令对自身存储的电力数据进行检索，得到用于发送至通信单元的电力数据。

可选的，还包括数据处理模块，数据处理模块用于对数据调用模块获取的电力数据进行处理，得到处理结果。

可选的，还包括显示模块，显示模块用于显示处理结果。

可选的，人脸识别单元还包括划分子单元和对比序号存储子单元；

划分子单元用于根据预设的划分规则将人脸图像存储子单元中的每张人脸图像划分成多个相似度对比区域；

对比序号存储子单元用于存储人脸图像存储子单元中的每张人脸图像的各个相似度对比区域的对比序号。

可选的，人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的获取过程包括：

S1，对于人脸图像存储子单元中存储的人脸图像facimg，将facimg对应的每个相似度对比区域的对比序号保存到集合facimgsrt；

S2，初始化对比序号为1；

S3，计算facimg中对比序号所对应的相似度对比区域与人脸图像采集子单元获得的人脸图像nwfacimg中所对应的区域之间的相似度simblk，判断simblk是否大于设定的第三相似度阈值，若是，则进入S4，若否，则将facimg与nwfacimg之间的相似度设为0；

S4，判断对比序号是否大于等于facimgsrt中的最大值，若是，则使用预设的相似度计算算法计算facimg与nwfacimg之间的相似度，若否，则将对比序号的值加1，进入S3。

有益效果：

与现有技术相比，本发明并不仅仅采用一种识别方式来对使用数据调用模块的人员进行身份识别，而是通过计算随机数，随机选择人脸识别或指纹识别的方式来进行身份识别。因此，即使出现指纹图像被非法获取或人脸图像被非法获取的情况，本发明依然有一半的概率可以避免存储模块中的电力数据被非法调用，从而提高了对电力数据进行调用的过程的安全程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种电力信息安全防护系统的第一种示意图。

图2为本发明的一种电力信息安全防护系统的第二种示意图。

图3为本发明的一种电力信息安全防护系统的第三种示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种电力信息安全防护系统，包括存储模块、登录模块和数据调用模块；

存储模块用于存储电力数据；

登录模块用于对使用数据调用模块的人员进行身份识别，仅允许通过身份识别的人员使用数据调用模块对存储模块中保存的电力数据进行调用；

登录模块包括随机数生成单元、判断单元、提示单元、指纹识别单元和人脸识别单元；

随机数生成单元用于生成数值在预设的数值区间内的整数型随机数randnum；

判断单元用于判断randnum属于奇数还是偶数；

提示单元用于在randnum属于奇数时，提示使用数据调用模块的人员使用指纹识别单元来进行身份识别，以及用于在randnum属于偶数时，提示使用数据调用模块的人员使用人脸识别单元来进行身份识别。

本发明并不仅仅采用一种识别方式来对使用数据调用模块的人员进行身份识别，而是通过计算随机数，随机选择人脸识别或指纹识别的方式来进行身份识别。因此，即使出现指纹图像被非法获取或人脸图像被非法获取的情况，本发明依然有一半的概率可以避免存储模块中的电力数据被非法调用，从而提高了对电力数据进行调用的过程的安全程度。

现有技术中，若指纹图像或人脸图像被非法获取，则非法调用电力数据的人员可能会通过欺骗指纹图像采集装置或人脸图像采集装置的方式来完成身份识别。

以指纹图像采集装置为例，可以通过在指纹图像采集装置和登录模块之间设置一个数据中转装置，让采集指纹图像的指令直接通过中转装置传输至指纹图像采集装置，而当指纹图像采集装置发送回来指纹图像时，则使用非法获取的具有数据调用权限的人员的指纹图像来冒充指纹图像采集装置所采集的人指纹图像，从而实现非法的身份识别。

在一些实施例中，预设的数值区间为[1,10]。

在另一些实施例中，预设的数值区间为[1,100]。

可选的，指纹识别单元包括指纹图像采集子单元、指纹对比子单元和指纹图像存储子单元；

指纹图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹图像存储子单元用于存储所有能够使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹对比子单元用于获取指纹图像存储子单元中存储的指纹图像与指纹图像采集子单元获得的指纹图像之间的相似度的最大值simfig，并判断simfig是否大于设定的第一相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

具体的，指纹可以是右手的指纹或左手的指纹，可以是大拇指、食指、中值的指纹的任一种。

具体的，第一相似度阈值可以是0.98。

计算指纹图像存储子单元中存储的指纹图像与指纹图像采集子单元获得的指纹图像之间的相似度时，可以采用余弦相似度来计算。

可选的，人脸识别单元包括人脸图像采集子单元、人脸图像存储子单元和人脸对比子单元；

人脸图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸图像存储子单元用于所有能够使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸对比子单元用于获取人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的最大值simfac，并判断simfac是否大于设定的第二相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

具体的，第二相似度阈值可以是0.98。

可选的，当第一次没有通过身份识别时，则提示继续采用当前的身份识别方式来进行身份识别，当连续D次身份验证失败时，则锁定数据调用模块的调用权限，同时向负责电力信息安全的人员发出预警，例如，将调用模块的编号发送给负责电力信息安全的人员。锁定权限后，便能够避免电力数据被非法获取。D的数值可以根据实际需要进行设定。

例如，提示单元提示使用指纹识别单元来进行身份识别，当连续3次指纹识别没有通过时，则锁定与登录模块连接的数据调用模块的调用权限。

可选的，数据调用模块包括调用单元和通信单元；

调用单元用于通过身份识别的人员输入发送至存储模块的调用指令；

通信单元用于将调用指令发送至存储模块以及用于接收存储模块根据调用指令发送回来的电力数据。

具体的，调用指令中包含了需要调用的电力数据的类型、采集的时间段等信息。

电力数据的类型包括发电数据、用电数据、电力设备的运行数据等。

可选的，存储模块还用于在接收到调用指令后，根据调用指令对自身存储的电力数据进行检索，得到用于发送至通信单元的电力数据。

具体的，存储模块根据调用指令中包含的电力数据的类型、采集的时间段等信息对自身存储的电力数据进行检索，从而得到用于发送至通信单元的电力数据。

可选的，如图2所示，还包括数据处理模块，数据处理模块用于对数据调用模块获取的电力数据进行处理，得到处理结果。

具体的，数据处理模块可以对电力数据进行统计、进行趋势图绘制等处理，从而得到处理结果。

可选的，如图3所示，还包括显示模块，显示模块用于显示处理结果。

具体的，显示模块可以包括投影仪、显示屏等能够显示设备。

可选的，人脸识别单元还包括划分子单元和对比序号存储子单元；

划分子单元用于根据预设的划分规则将人脸图像存储子单元中的每张人脸图像划分成多个相似度对比区域；

对比序号存储子单元用于存储人脸图像存储子单元中的每张人脸图像的各个相似度对比区域的对比序号。

具体的，划分好相似度对比区域之后，只需要对一部分的区域进行相似度的对比，若某个区域不符合相似度要求，则无需对剩余的区域进行对比，从而避免了现有技术中的，计算整幅图像的相似度所导致的，获得相似度的结果的速度比较慢的问题的出现。而且人脸图像存储子单元中的每张人脸图像中的相似度对比区域均可以事先划分好，当需要进行相似度计算时，直接调用即可，从而能够进一步提高相似度的计算速度。

可选的，根据预设的划分规则将人脸图像存储子单元中的每张人脸图像划分成多个相似度对比区域，包括：

对于人脸图像存储子单元中的人脸图像facimga，对facimga进行图像优化处理，得到图像facimgb；

分别获取facimgb中的眼、口、鼻、眉毛的区域，将得到的区域作为相似度对比区域。

具体的，人脸识别过程中，主要也是对眼、口、鼻、眉毛这几个区域进行识别，因此，本发明事先划分好这些区域，当需要用到时，直接调用即可。

而图像优化处理则是能够提高图像中的细节含量，进而提高后续的人脸识别过程的准确率。

具体的，眼、口、鼻、眉毛的区域的识别方法属于现有技术，例如公开号为CN202310205506.5的专利便公开了相关的方法。

可选的，对facimga进行图像优化处理，得到图像facimgb，包括：

计算facimga的优化参数；

若优化参数大于设定的优化参数阈值，则采用直方图均衡化算法或直方图规定化算法对facimga进行图像优化处理，得到图像facimgb；

若优化参数小于等于设定的优化参数阈值，则采用自适应伽马校正算法对facimga进行图像优化处理，得到图像facimgb。

具体的，本发明为优化参数不同的人脸图像采用了不同的优化处理算法，从而提高了算法的适用程度，当优化参数比较大时，表示人脸图像中的前景信息与背景信息之间的区分程度比较大，但是人脸部分的细节含量比较低，因此，本发明采用优化性能比较好，但是优化过程耗时比较长的算法来对facimga进行图像优化处理，当优化参数比较小时，则表示人脸图像的质量比较好，因此，本发明采用计算速度更快但是优化性能稍弱的算法来进行优化处理，从而使得图像的优化处理过程兼顾了优化处理的效率与优化处理的质量，在获得满足需要的优化质量的前提下，避免了对所有图像均采用更为耗时的算法来进行图像优化处理，降低了总体的图像优化处理的耗时。

可选的，优化参数的计算函数为：

optpar表示优化参数，d₁和d₂分别表示第一优化系数和第二优化系数，d₁+d₂＝1，numbg和numsl分别表示facimga所对应的灰度图像中灰度值大于分割阈值的像素点的数量和灰度值小于分割阈值的像素点的数量，numtol表示facimga中包含的像素点的总数，magray表示facimga所对应的灰度图像中的像素点的图像梯度的最小值，gray_i表示像素点i的图像梯度。

具体的，优化参数除了考虑分割阈值两边的像素点的数量之外，还考虑了像素点之间的图像梯度，图像梯度的方差越小，则表示图像中的细节的含量越小，此时，因此，需要采用优化处理性能更好的算法的概率越大。优化参数对人脸图像的实际情况进行准确的表示，从而提高了选择出的用于进行图像优化处理的算法的准确性。

可选的，分割阈值的获取过程包括：

使用otsu算法对facimga所对应的灰度图像进行计算，得到分割阈值。

可选的，优化参数阈值可以是10。

可选的，第一优化系数和第二优化系数的取值分别为0.3和0.7。

可选的，相似度对比区域的对比序号的确定过程包括：

分别计算每个相似度对比区域的信息系数；

根据信息系数从大到小的顺序对相似度对比区域进行编号，从而确定每个相似度对比区域的序号。

具体的，编号从1开始，相邻的两个编号之间相差1，信息系数越大，则编号越小，表示该相似度对比区域对于整张人脸图像而言，越重要。

可选的，信息系数的计算公式为：

sigpar_s表示相似度对比区域s的信息系数，nums_s表示s中的像素点的总数，numedg_s表示s中属于图像边缘的像素点的总数，ifretr_s表示s的图像熵，ifretrmh表示同一张脸部图像中所有的相似度对比区域的图像熵的最大值，α∈(0.2,0.6)，α表示权重。

信息系数除了考虑图像边缘的像素点之外，还考虑了图像熵，从而实现了从不同的角度来综合表示相似度对比区域中的属于图像边缘的像素点越多，图像熵越大，则表示包含的图像的细节越多。

可选的，人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的获取过程包括：

S1，对于人脸图像存储子单元中存储的人脸图像facimg，将facimg对应的每个相似度对比区域的对比序号保存到集合facimgsrt；

S2，初始化对比序号为1；

S3，计算facimg中对比序号所对应的相似度对比区域与人脸图像采集子单元获得的人脸图像nwfacimg中所对应的区域之间的相似度simblk，判断simblk是否大于设定的第三相似度阈值，若是，则进入S4，若否，则将facimg与nwfacimg之间的相似度设为0；

S4，判断对比序号是否大于等于facimgsrt中的最大值，若是，则使用预设的相似度计算算法计算facimg与nwfacimg之间的相似度，若否，则将对比序号的值加1，进入S3。

具体的，当每个相似度对比区域均满足对应的相似度要求时，则表示当前的图像满足进一步计算相似度的要求，因此，本发明进一步采用相似度表征更为准确的算法来进行相似度的计算，从而保证了人脸识别的安全性。

具体的，第三相似度阈值可以是0.9。

可选的，计算facimg中对比序号所对应的相似度对比区域与人脸图像采集子单元获得的人脸图像nwfacimg中所对应的区域之间的相似度simblk，包括：

获取nwfacimg中所包含所有相似度对比区域；

获取对比序号所对应的相似度对比区域u的类型Q；

获取nwfacimg中类型为Q的相似度对比区域v；

计算相似度对比区域u和相似度对比区域v之间的相似度simblk。

具体的，simblk在计算时可以采用余弦相似度算法。

具体的，相似度对比区域的类型包括眼部区域、口部区域、鼻子区域、眉毛区域。

可选的，预设的相似度计算算法包括SimGNN、Graph kernel等算法。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种电力信息安全防护系统，包括存储模块、登录模块和数据调用模块；

存储模块用于存储电力数据；

登录模块用于对使用数据调用模块的人员进行身份识别，仅允许通过身份识别的人员使用数据调用模块对存储模块中保存的电力数据进行调用；

登录模块包括随机数生成单元、判断单元、提示单元、指纹识别单元和人脸识别单元；

随机数生成单元用于生成数值在预设的数值区间内的整数型随机数randnum；

判断单元用于判断randnum属于奇数还是偶数；

提示单元用于在randnum属于奇数时，提示使用数据调用模块的人员使用指纹识别单元来进行身份识别，以及用于在randnum属于偶数时，提示使用数据调用模块的人员使用人脸识别单元来进行身份识别。

2.根据权利要求1所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，指纹识别单元包括指纹图像采集子单元、指纹对比子单元和指纹图像存储子单元；

指纹图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹图像存储子单元用于存储所有能够使用数据调用模块的人员的指纹的指纹图像；

指纹对比子单元用于获取指纹图像存储子单元中存储的指纹图像与指纹图像采集子单元获得的指纹图像之间的相似度的最大值simfig，并判断simfig是否大于设定的第一相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

3.根据权利要求1所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，人脸识别单元包括人脸图像采集子单元、人脸图像存储子单元和人脸对比子单元；

人脸图像采集子单元用于获取使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸图像存储子单元用于所有能够使用数据调用模块的人员的人脸图像；

人脸对比子单元用于获取人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的最大值simfac，并判断simfac是否大于设定的第二相似度阈值，若是，则使用数据调用模块的人员通过身份识别；若否，则使用数据调用模块的人员没有通过身份识别。

4.根据权利要求1所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，数据调用模块包括调用单元和通信单元；

调用单元用于通过身份识别的人员输入发送至存储模块的调用指令；

通信单元用于将调用指令发送至存储模块以及用于接收存储模块根据调用指令发送回来的电力数据。

5.根据权利要求4所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，存储模块还用于在接收到调用指令后，根据调用指令对自身存储的电力数据进行检索，得到用于发送至通信单元的电力数据。

6.根据权利要求1所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，还包括数据处理模块，数据处理模块用于对数据调用模块获取的电力数据进行处理，得到处理结果。

7.根据权利要求6所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，还包括显示模块，显示模块用于显示处理结果。

8.根据权利要求3所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，人脸识别单元还包括划分子单元和对比序号存储子单元；

划分子单元用于根据预设的划分规则将人脸图像存储子单元中的每张人脸图像划分成多个相似度对比区域；

对比序号存储子单元用于存储人脸图像存储子单元中的每张人脸图像的各个相似度对比区域的对比序号。

9.根据权利要求8所述的一种电力信息安全防护系统，其特征在于，人脸图像存储子单元中存储的人脸图像与人脸图像采集子单元获得的人脸图像之间的相似度的获取过程包括：

S1，对于人脸图像存储子单元中存储的人脸图像facimg，将facimg对应的每个相似度对比区域的对比序号保存到集合facimgsrt；

S2，初始化对比序号为1；

S3，计算facimg中对比序号所对应的相似度对比区域与人脸图像采集子单元获得的人脸图像nwfacimg中所对应的区域之间的相似度simblk，判断simblk是否大于设定的第三相似度阈值，若是，则进入S4，若否，则将facimg与nwfacimg之间的相似度设为0；

S4，判断对比序号是否大于等于facimgsrt中的最大值，若是，则使用预设的相似度计算算法计算facimg与nwfacimg之间的相似度，若否，则将对比序号的值加1，进入S3。