一种基于南瑞安全芯片NRSEC3000的输电设备状态监测系统

目前普遍应用的输电线路(静态)危险点视频监控系统都是利用图像数据采集技术对线路运行状况进行全天候、实时性检测，实时监控直观性的对线路周围建筑施工导线悬挂物、塔材被盗等故障进行预警提示，此方式针对静态物体具有现实意思，但针对动态可移动性机械，就无法准确判断，往往需要办工人员现场监督，在一定程度上耗费了大量的人力、物力，同时人工监管存在后期的故障取证信息不统一、调查难度大，很难进行故障鉴定及事故赔偿，而且视频监控模式单一，时常存在视频盲区；现有视频监控系统采集的视频信息直接通过明文远传至监测终端，安全性较差，容易受到外来因素干扰或被破坏。因此，当下使用的输电线路(静态)危险点视频监控系统，在一定程度上以无法满足现代化线路安全生产需求。

基于NRSEC3000的输电设备状态监测系统，工作时，各种工业监测传感器将采集到的状态监测数据传输给数据接入模块，再经由数据处理模块实现国网规定的标准技术规范和通信规约，然后送给数据加密模块进行数据加密，加密后的数据再通过多模通信模块实现与后台状态监测主站的通信和传输，整体上实现了电力生产数据的安全接入。

输电设备状态监测系统实现了电力生产数据的安全接入同时，整合了数字摄像机监测、杆塔倾斜传感器监测、微气象传感器监测和测温传感器监测数据，供远程主站平台综合对线路运行状况进行全天候、实时性检测，避免了单一视频监测模式单一，时常存在视频盲区的问题。

输电设备状态监测系统包括NRSEC3000加密芯片和A20主板；NRSEC3000加密芯片安装在A20主板上，A20主板与NRSEC3000加密芯片的SPI总线连接；NRSEC3000加密芯片包括依次连接的数据接入模块、数据处理模块、数据加密模块和多模通信模块；A20主板上设有RJ45网口、RS485/232接口和USB接口。

安全芯片NRSEC3000采用32位嵌入式RISC架构的CPU。特点是低功耗、高性能、高代码密度，具有独立的存储器保护单元（mpu）和存储器加密单元（meu），是高性能、低功耗、具有丰富的内部协处理器和对外接口的安全芯片。

芯片内部实现了国家商用密码产品所需的SM2和SM1算法专用加密模块、DES/3DES加密模块和RSA公钥算法引擎。另外，芯片提供32位硬件加密处理器，可用于实现公钥算法，摘要算法以及AESDES等对称算法。芯片内嵌32位真随机数发生器TRNG，可满足COS开发者的密码学应用，可节约软件开销，提高软件实现效率。

NRSEC3000产品特点

1、芯片拥有丰富的对外接口，包括：7816（智能卡接口、一种串口，半双工）主/从收发器，可实现t=0和t=1协议，支持多种通信速率；硬件spi（一种串口，全双工）主/从模块。

2、芯片提供增强的安全特性。通过对存储器管理单元mmu进行配置，完成工作模式设置及相关权限设置，可实现由硬件保证安全性的一卡多应用。另外，芯片提供了包括电压、频率检测机制，程序和数据加密存储机制以及代码保护机制等安全机制，以对抗物理攻击、剖片探测等。

3、芯片是高性能、低功耗、具有丰富的内部协处理器和对外接口。

产品性能

SM2签名：2.34s/次

SM 1加解密：3.38mb/s

SM2密钥产生：1.62 s/次

SM 2签名验证：4.68s/次

SM 2公钥运算：4.67s/次

SM2私钥运算：1.63 s/次

芯片概述

处理器：本安全芯片采用32位嵌入式RISC架构的CPU， 特点是低功耗、高性能、高代码密度， 具有独立的存储器保护单元（MPU） 和存储器加密单元（MEU） 。

加密算法：芯片内部实现了国家商用密码产品所需的SM2和SM1算法专用加密模块、 DES/3DES加密模块和RSA公钥算法引擎。另外，芯片提供32位硬件加密处理器，可用于实现公钥算法、摘要算法以及AES、 DES等对称算法。芯片内嵌32位真随机数发生器TRNG，可满足COS开发者的密码学应用，可节约软件开销，提高软件实现效率。

通讯接口：芯片拥有丰富的对外接口，包括：7816（智能卡接口、一种串口，半双工） 主/从收发器，可实现T=0和T=1协议，支持多种通信速率；硬件SPI（一种串口，全双工） 主/从模块。

信息安全：芯片提供增强的安全特性。通过对存储器管理单元MMU进行配置，完成工作模式设置及相关权限设置，可实现由硬件保证安全性的一卡多应用。另外，芯片提供了包括电压、频率检测机制，程序和数据加密存储机制以及代码
保护机制等安全机制，以对抗物理攻击、剖片探测等。

应用领域：芯片是高性能、低功耗、具有丰富的内部协处理器和对外接口的安全芯片，可以作为智能卡、电子密钥、 SIM 卡或接触式智能 IC 卡，用于国家商用密码专用算法应用、网络银行应用、 PKI 卡、 SIM 卡、付费电视应用、城市一卡通应用等对信息安全有较高要求的应用场合。

审核编辑：刘清