1.一种工业无线通信安全方法，其特征在于，包括多设备密钥协商及更新方法、密钥扩展方法和加解密方法；

所述密钥协商及更新方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、密钥协商

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可信设备A、B、C...N接入网络之后，进行基于椭圆曲线方程y=x+ax+b的密钥协商，a、b为其系数，G为双方约定的基于该椭圆曲线的某个基点，n为基点G的阶，每次更新密钥时对a、b和G进行动态调整，具体步骤如下：S11、各设备使用自带的随机数发生器产生随机数ri∈[1,n‑1]；基于ri计算椭圆曲线点Ri=[ri]G=(xi,yi)；生成私钥di，私钥存储于可信区域内，严格保密且无法传输；基于私钥di生成公钥Pi=[di]G；上述步骤中i∈[A,N]；

S12、各设备向网络中发布非密数据：Ri、Pi；

S13、设备i获取其他设备的非密数据并计算椭圆曲线点：Ei=[ti](PA+RA)... (Pi‑1+Ri‑1) (Pi+1+Ri+1)... (PN+RN)=(xi',yi')，其中ti=di+ri；

因此对于设备A：EA=[tA](PB+RB)(PC+RC)...(PN+RN)=(xA',yA')，其中tA=dA+rA；

对于设备B：EB=[tB](PA+RA)(PC+RC)...(PN+RN)=(xB',yB')，其中tB=dB+rB；

依次类推可得到所有设备的椭圆曲线点；

各椭圆曲线点的坐标值相同，即xA'=xB'=...=xN',yA'=yB'=...=yN'；

S14、各设备计算协商密钥

首先各设备基于SM3算法计算256位哈希值：HA=H256(xA'||yA')；HB=H256(xB'||yB')；...；HN=H256(xN'||yN')；

然后计算协商密钥：

KA=F192(HA)；KB=F192(HB)；...；KN=F192(HN)；F192表示选取256位哈希值的前192位；

由S13步骤已知各椭圆曲线点坐标值相同，因此各设备获得相同的系统私钥值d∑=KA=KB=...=KN；

d∑为192位，对d∑进行十六进制数表示：A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A1

9A20A21A22A23A24A25A26A27A28A29A30A31A32A33A34A35A36A37A38A39A40A41A42A43A44A45A46A47，每个Ai表示

4位；另外可表示d∑=dSM4||dodd‑even，dSM4为密钥扩展算法使用的原始密钥，由A0~A31组成，dodd‑even为S盒置换机制中奇偶判定依据，由A32~A47组成；

S2、密钥更新

当有新设备接入并认证成功后，或经过设定周期T后，各设备建立第二线程并依据S1各

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步骤对密钥进行更新，密钥更新前需依据已协商的密钥对椭圆曲线方程y =x+ax+b的a和b2

参数进行更新，使a=A46，b=A47，并重新选择椭圆曲线的基点G，使其横坐标xG=HA，然后根据y3

=x+A46x+A47计算纵坐标yG，最终G=(xG,yG)。

2.根据权利要求1所述的一种工业无线通信安全方法，所述密钥扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：

S3、数据的预处理和输入：

原始密钥dSM4被拆分为：

MK0(32位)：A0A1A2A3A4A5A6A7；

MK1(32位)：A8A9A10A11A12A13A14A15；

MK2(32位)：A16A17A18A19A20A21A22A23；

MK3(32位)：A24A25A26A27A28A29A30A31；

MK0、MK1、MK2、MK3分别与动态参数FK进行异或运算后进入轮函数F'；

设置动态参数FK，以dSM4的反向数值作为FK的设置依据：FK0：A31A30A29A28A27A26A25A24；

FK1：A23A22A21A20A19A18A17A16；

FK2：A15A14A13A12A11A10A9A8；

FK3：A7A6A5A4A3A2A1A0；

设置动态参数CKi：在轮函数F'中根据轮次数i设定动态参数CKi，当i=0时，使CK0=FK1，当i≠0时，引入轮函数F'中间变量CKi=M'；

S4、轮函数F'运算：

S41、构造S盒置换机制τ：

SM4算法中标准的S盒符号为S1；基于混沌算法生成的S盒符号为S2； S2经过行列置换后的S盒符号为S2'；τ用于S盒的选择、评估和置换，每次进行密钥更新后需重设该机制，具体方法为：对A32~A47进行求和，结果为奇数则使用S1盒对32位数据M进行置换；结果为偶数则对S2盒进行行列置换形成S2'盒，其中A0~A15用于S2盒的列变换，依次交换A0A1列、A2A3列... A14A15列，A16~A31用于S2盒的行变换，依次交换A16A17行、A18A19行... A30A31行，构造S2'盒完成后计算其适应度函数，通过权衡其非线性度Ns、差分均匀度δs、雪崩度Bs构造函数f(s)=asfs(Ns)+adfd(δs)+aBfB(Bs)，这里定义fs(Ns)=Ns，fd(δs)=δs，fB(Bs)=Bs，as、ad、aB表示加权系数，f(s)越大则S盒综合性能越优良，适应度函数完整形式如下：f(s)=

所有设备约定相同的适应度阈值fTTZ，当f(s)≥fTTZ时则对32位数据M进行S2'盒的置换，若f(s)＜fTTZ时则对32位数据M进行原始S2盒的置换；

S42、轮密钥输出：

计算输出值：Ki+4= Ki⊕T'(M)=Ki⊕T'(Ki+1⊕Ki+2⊕Ki+3⊕CKi)，i=0,1,......,31；

其中T'为密钥扩展算法的合成置换操作；

T'(Ki+1⊕Ki+2⊕Ki+3⊕CKi)=L'(τ(Ki+1⊕Ki+2⊕Ki+3⊕CKi))；

其中L'()操作为线性变换，其计算公式为：L'(B)= B⊕(B<<<13)⊕(B<<<23)。

3.根据权利要求1所述的一种工业无线通信安全方法，所述加解密方法，其特征在于，包括以下步骤：

S5、输入明文的预处理：

每次输入128bit明文，可拆分为X0,X1,X2,X3；

计算输入进S盒置换机制τ的数据：

M=Xi+1⊕Xi+2⊕Xi+3⊕rki=Xi+1⊕Xi+2⊕Xi+3⊕Ki+4S6、轮函数F运算：

S61、构造S盒置换机制τ：

τ用于S盒的选择、评估和置换，直接借用S41步骤生成的S盒置换机制τ；

S62、生成密文：

Xi+4=Xi⊕T(M)= Xi⊕T(Xi+1⊕Xi+2⊕Xi+3⊕Ki+4)，i=0,1,......,31；

其中T为加密算法的合成置换操作；

T(Xi+1⊕Xi+2⊕Xi+3⊕Ki+4) =L(τ(Xi+1⊕Xi+2⊕Xi+3⊕Ki+4))；

其中L()操作为线性变换，其计算公式为：L(B)=(B<<<2)⊕(B<<<10)⊕B⊕(B<<<18)⊕(B<<<24)；

反序变换：在轮函数F中进行32次迭代后最终获得X32, X33, X34, X35共计128bit数据，使用反序变换最终得到128bit密文C=X35||X34||X33||X32；

S7、解密方法：

本算法的解密变换与加密变换相同，不同的仅是轮密钥的使用顺序，解密时，使用轮密钥序(rk31,rk30,..., rk0)。