CN103338437B - 一种移动即时消息的加密方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于即时消息技术领域，本发明公开了一种移动即时消息的加密方法，其具体包括：采用随机数R对即时消息加密；同时采用密码服务器的公钥对随机数R加密；密码服务器采用其私钥解密出随机数R，并采用接收方移动终端的公钥加密随机数R；即时消息和随机数发送给接收方移动终端；接收方移动终端采用自身的私钥解密出随机数R，然后用R解密即时消息，得到即时消息并显示。即时消息在传输的过程中不仅通过随机数R进行加密，同时将密钥R也进行了加密，增强了即时消息的保密性。同时所有的用户身份与密钥配对、密码转换等密码处理放到处理能力较强的服务器上实现，以减轻终端的负担，达到既保证信息传输的安全，又减少终端的运算量的目的，此外加密消息传输时，终端和服务器之间无须增加额外的通信流程，节约了有限的无线带宽资源。

Description

一种移动即时消息的加密方法及系统

技术领域

本发明涉及移动即时消息（instantmessaging）系统，尤其涉及一种移动即时消息的加密方法及系统。

背景技术

即时消息（InstantMessage，IM）已经成为移动终端之间进行瞬间通信的一种非常普及的方式，即时消息是一种依靠互联网实现多终端之间接近于实时的传递消息的通信技术，其支持的媒体类型包括声音、文字和图像等，是一个低成本、高效率、综合型的“通信平台”。

移动即时消息（M-IM）是把移动通信和互联网技术相结合，利用移动网络分组域（PS域）实现手机用户之间的文字、语音、图片、邮件和文件的即时交流功能。移动即时消息的便利性非常好，但这也相应面临着非常大的安全风险，如容易被窃听等，因此有必要对无线信道上传输的即时消息进行加密保护。

但现有的PC系统的加密方式显然无法直接在移动终端的移动即时消息上使用，这是因为移动终端和桌面PC系统在处理能力和接入的带宽上较大的差距。首先移动终端的运算能力有限，复杂的加解密算法难以适用，其次接入移动网PS域所分配的信道带宽有限，消息加密不能给有限的信道带来较大的负担，因此如何在现有的技术条件下实现移动即时消息的有效加密是亟待解决的技术问题。

CN200610008336.8公开了一种即时消息加密传输方法和系统，其方法包括：发送方客户端向服务器发送即时消息；服务器收到消息后，解析即时消息，判断即时消息是否为加密即时消息，并根据判断的结果通过发送方密钥利用加解密算法进行加解密处理；判断接收方客户端是否支持即时消息加密，根据判断的结果通过接收方密钥利用加解密算法进行加解密处理，并将处理后的即时消息下发给接收方客户端；接收方客户端接收到即时消息并进行处理后显示给用户。本发明还提供了一种即时消息加密传输系统。其保证了用户聊天时的信息私密性，提高即时消息系统的安全性和可用性。

上述的方法中密钥管理模块在每个移动终端注册时随机生成一个唯一的密钥，移动终端通过这个密钥给即时消息进行加密或者解密。这样一个用户终端对应一个密钥，这样的方式虽然可以给用户聊天的信息进行加密，但只要得到了用户终端的密钥，就能很轻易地进行窃听，难以满足用户对即时信息保密性的要求。

发明内容

针对现有技术即时消息的加密方法保密性不高的技术问题，本发明公开了一种移动即时消息的加密方法。本发明还公开了上述移动即时消息的加密方法对应的加密系统。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种移动即时消息的加密方法，其具体包括以下的步骤：

步骤1.发送方移动终端产生随机数R，采用随机数R对发送的即时消息进行加密，得到加密后的即时消息；同时采用密码服务器的公钥对随机数R进行加密，得到加密后的随机数；

步骤2.发送方移动终端将加密后的即时消息、加密后的随机数、发送方移动终端的唯一识别号以及接收方移动终端的唯一识别号发送给即时消息服务器；

步骤3.即时消息服务器将接收的加密后的随机数和接收方移动终端的唯一识别号发送给密码服务器，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端的唯一识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；

步骤4.即时消息服务器将加密后的即时消息和采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送给接收方移动终端；

步骤5.接收方移动终端采用自身的私钥解密出随机数R，然后采用解密后的随机数R解密即时消息，得到明文即时消息并进行显示。

通过本发明的方法，一方面使得即时消息能够得到有效加密，同时没有改变现有的即时消息的通信流程，也不增加终端与服务器之间的交互流程，同时将用户身份与密钥配对、密码转换等密码处理放到处理能力较强的服务器上实现，以减轻终端的负担，达到既保证信息传输的安全，又减少终端的运算量和节约无线带宽资源的目的。

更进一步地，上述接收方移动终端为一个或者多个；当接收方移动终端为一个时，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端的唯一的一个识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；当接收方移动终端为多个时，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据每个接收方移动终端的唯一识别号得到多个接收方移动终端的公钥，逐一采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器。一对多或者一对一的即时消息加密都能在本发明中轻松实现，在不增加移动终端任何压力的情况下，只改变服务器的设置以及服务器的处理过程，使得本发明实现简单，应用范围广。

更进一步地，当接收方移动终端为一个时，发送方移动终端和接收方移动终端中的即时消息在单聊界面中显示。单聊界面单独设置，使得能够区分出哪些即时消息是单聊，哪些即时消息不是单聊，方便了用户的使用。

更进一步地，当接收方移动终端大于一个时，发送方移动终端和接收方移动终端中的即时消息在群聊界面中显示。群聊界面单独设置，使得能够区分出哪些即时消息是群聊，哪些即时消息不是群聊，方便了用户的使用。

更进一步地，上述方法还包括：移动终端向即时消息服务器注册，从即时消息服务器获取到密码服务器的公钥。在注册的时获取到密码服务器的公钥，密码服务器的公钥可以设定在一定的周期内进行更换，此时只需要更新密码服务器即可，操作方便。

更进一步地，上述方法还包括：密码服务器通过即时消息服务器获取移动终端的公钥，并与每个移动终端的唯一识别号一一对应。移动终端的公私密钥对也在注册的时候生成并通过即时消息服务器发送给密码服务器使用。

本发明还公开了一种移动即时消息的加密系统，其包括发送方移动终端、即时消息服务器、密码服务器和接收方移动终端，所述发送方移动终端与即时消息服务器信号连接，所述即时消息服务器与密码服务器信号连接，所述即时消息服务器与接收方移动终端信号连接；所述发送方移动终端产生随机数R，采用随机数R对发送的即时消息进行加密，得到加密后的即时消息；同时采用密码服务器的公钥对随机数R进行加密，得到加密后的随机数；所述发送方移动终端将加密后的即时消息、加密后的随机数、发送方移动终端的唯一识别号以及接收方移动终端的唯一识别号发送给即时消息服务器；所述即时消息服务器将接收加密后的随机数和接收方移动终端的唯一识别号发送给密码服务器，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端的唯一识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；所述即时消息服务器将加密后的即时消息和采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送给接收方移动终端；所述接收方移动终端采用自身的私钥解密出随机数R，然后采用解密后的随机数R解密即时消息，得到明文即时消息并进行显示。本发明的系统中，一个即时消息产生一个随机数R，实现了即时消息加密密钥的““一次一密”，并采用密码服务器的公钥对随机数进行加密，然后在密码服务器收到加密后的随机数后解密并采用接收方移动终端的公钥进行加密，使得即时消息在传输的过程中不仅通过随机数R进行加密，同时将密钥R也进行加密，增强了即时消息的保密性。同时所有的将用户与密钥配对、密码转换等密码处理放到处理能力较强的服务器上实现，以减轻终端的负担，达到既保证信息传输的安全，又减少终端的运算量和节约无线带宽资源的目的。

更进一步地，上述一个发送方移动终端向一个或者多个接收方移动终端发送即时消息。

更进一步地，上述移动终端包括单聊界面模块和群聊界面模块，当一个发送方移动终端向一个接收方移动终端发送即时消息时，即时消息显示在单聊界面；当一个发送方移动终端向大于一个的接收方移动终端发送即时消息时，即时消息显示在群聊界面。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果：本发明中，一个即时消息产生一个随机数R，实现了即时消息加密密钥的““一次一密”，并采用密码服务器的公钥对随机数R进行加密，然后在密码服务器收到加密后的随机数后解密并采用接收方移动终端的公钥进行加密，使得即时消息在传输的过程中不仅通过随机数R进行加密，同时将密钥R也进行了加密，增强了即时消息的保密性。同时所有的用户与密钥配对、密码转换等密码处理放到处理能力较强的服务器上实现，以减轻终端的负担，达到既保证信息传输的安全，又减少终端的运算量和节约无线带宽资源的目的。

附图说明

附图1是移动终端向另一个移动终端发送单聊即时消息的流程图。

附图2是移动终端向多个移动终端发送群聊即时消息的流程图。

具体实施方式

移动终端和密码服务器通过公钥基础设施（PKI）获得自己的证书，当移动终端注册即时消息服务器成功后，移动终端和密码服务器之间进行证书的交换（以保证双方证书的有效性）。移动终端通过密码服务器的证书获取密码服务器的公钥，密码服务器通过移动终端的证书获取移动终端的公钥，并与移动终端的ID号（唯一标识号）一一对应。上述步骤的主要目的是移动终端和密码服务器通过即时消息服务器得到对方公钥的过程，可以通过注册的方式得到，当然也可以采用其他的任何方式。此不属于本发明的重点内容，在此不再详细进行描述。

本发明的实施例中做以下的规定。

密码服务器：公私密钥对为PKC/SKC。

移动终端1：身份号为ID1，公私密钥对为PK1/SK1。

移动终端2：身份号为ID2，公私密钥对为PK2/SK2。

移动终端3：身份号为ID3，公私密钥对为PK3/SK3。

随机数：R，作为加密即时消息的工作密钥，可以每一个即时消息一个随机数R，也可以公私密钥对为一个随机数加密几个即时消息，在此不做规定。

密信息标志：F_Cipher。单聊标志：F_Sim。群聊标志：F_Multi。这三个标志位的设定主要是为了快速识别出即时消息的类型，当然不需要标志位也可以通过其他的方式识别出类型，比如通过接收方移动终端ID号的个数就可以识别出是单聊即时消息还是群聊即时消息。

本实施例中对用随机数Ｒ对即时消息的加密采用的是对称密钥加密算法。对称密钥加密算法A（如AES，高级加密标准）：用于对即时消息的加密，表示为A（K，M）,其中K为加密密钥，M为被加密的消息。

本实施例中对随机数Ｒ进行加密采用的是非对称密钥加密算法。非对称密钥加密算法E（如ECC，椭圆曲线算法）：用于对工作密钥的加密，表示为E（PK，K）,其中PK为对方公钥，K为被加密的数据。

本发明的一个实施例。

移动终端1向移动终端2发送即时消息，如图1所示的移动终端向另一个移动终端发送单聊即时消息的流程图。

移动终端1编辑消息M，启动移动终端中的加密模块，加密模块产生随机数R，加密模块用随机数R加密消息M，得到用随机数给消息加密后的加密消息A（R,M）。每一个消息产生一个随机数R。同时，加密模块用密码服务器的公钥PKC加密随机数R，得到E（PKC,R）。移动终端1向即时消息服务器发送消息加密标志F_Cipher，单聊标志F_Sim，收发双方的身份ID1和ID2，以及加密的随机数E（PKC,R）和加密的消息A（R,M）。即时消息服务器对收到的消息进行解析，将各种标志信息和数据提取出来，以判断是否加密，一对一通信还是一对多通信。如果包含加密标志，则即时消息服务器将接收方的身份ID2和E（PKC,R）发送给密码服务器。如果不包含加密标志，则即时消息服务器直接将即时消息发送给移动终端2。在密码服务器收到接收方的身份ID2和E（PKC,R）后，先使用密码服务器的私钥SKC对E（PKC,R）解密，得到明文R，再通过ID2匹配到移动终端2的公钥PK2，并利用PK2加密R，得到E（PK2,R）。然后密码服务器将ID2和E（PK2,R）回送给即时消息服务器。即时消息服务器对该消息重新进行组帧后将消息发送给接收方移动终端2，消息内容包括加密标志F_Cipher，单聊标志F_Sim，收发双方的身份ID1和ID2，以及加密的随机数E（PK2,R）和加密的消息A（R,M）。移动终端2利用SK2对E（PK2,R）解密，得到明文R，再利用R解密A（R,M），得到明文M，在单聊的界面上显示。

本发明的一个实施例。

移动终端1同时向移动终端2和移动终端3发送即时消息。

移动终端1编辑消息M，启动移动终端中的加密模块，产生随机数R，用R加密M，得到A（R,M）。同时，用密码服务器的公钥PKC加密R，得到E（PKC,R）。移动终端1向即时消息服务器发送消息加密标志F_Cipher，群聊标志F_Sim，发方的身份ID1，以及加密的随机数E（PKC,R）和加密的消息A（R,M）；即时消息服务器对收到的消息进行解析，将各种标志信息和数据提取出来，以判断是否加密，单聊还是群聊，对群聊用户进行匹配，匹配出ID2和ID3；如果包含加密标志和群聊标志，即时消息服务器则将收方的身份ID2和ID3，以及E（PKC,R）发送给密码服务器。密码服务器先使用SKC对E（PKC,R）解密，得到明文R，通过ID2匹配PK2，利用PK2加密R，得到E（PK2,R），通过ID3匹配PK3，利用PK3加密R，得到E（PK3,R）；密码服务器将ID2、E（PK2,R）和ID3、E（PK3,R）回送给即时消息服务器；即时消息服务器对该消息重新进行组帧。即时消息服务器将消息发送给接收方移动终端2，消息内容包括加密标志F_Cipher，群聊标志F_Multi，收发双方的身份ID1和ID2，以及加密的随机数E（PK2,R）和加密的消息A（R,M）。移动终端2利用SK2对E（PK2,R）解密，得到明文R，再利用R解密A（R,M），得到明文M，在群聊的界面上显示。即时消息服务器将消息发送给接收方移动终端3，消息内容包括加密标志F_Cipher，群聊标志F_Multi，收发双方的身份ID1和ID3，以及加密的随机数E（PK3,R）和加密的消息A（R,M）。移动终端3利用SK3对E（PK3,R）解密，得到明文R，再利用R解密A（R,M），得到明文M，在群聊的界面上显示。

上述的实施例中所给出的系数和参数，是提供给本领域的技术人员来实现或使用本发明的，本发明并不限定仅取前述公开的数值，在不脱离本发明的发明思想的情况下，本领域的技术人员可以对上述实施例作出种种修改或调整，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种移动即时消息的加密方法，其具体包括以下的步骤：

步骤1.发送方移动终端产生随机数R，采用随机数R对发送的即时消息进行加密，得到加密后的即时消息；同时采用密码服务器的公钥对随机数R进行加密，得到加密后的随机数；

步骤2.发送方移动终端将加密后的即时消息、加密后的随机数、发送方移动终端的唯一识别号以及接收方移动终端的唯一识别号发送给即时消息服务器；

步骤3.即时消息服务器将接收的加密后的随机数和接收方移动终端的唯一识别号发送给密码服务器，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端的唯一识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；

步骤4.即时消息服务器将加密后的即时消息和采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送给接收方移动终端；

步骤5.接收方移动终端采用自身的私钥解密出随机数R，然后采用解密后的随机数R解密即时消息，得到明文的即时消息并进行显示。

2.如权利要求1所述的移动即时消息的加密方法，其特征在于所述接收方移动终端为一个或者多个；当接收方移动终端为一个时，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端唯一的一个识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；当接收方移动终端为多个时，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据每个接收方移动终端的唯一识别号得到多个接收方移动终端的公钥，分别采用每一个接收方移动终端的公钥加密随机数R得到针对每一个接收方移动终端的加密后的随机数，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器。

3.如权利要求2所述的移动即时消息的加密方法，其特征在于当接收方移动终端为一个时，发送方移动终端和接收方移动终端中的即时消息在单聊界面中显示。

4.如权利要求2所述的移动即时消息的加密方法，其特征在于当接收方移动终端大于一个时，发送方移动终端和接收方移动终端中的即时消息在群聊界面中显示。

5.如权利要求1所述的移动即时消息的加密方法，其特征在于所述方法还包括：移动终端向即时消息服务器注册，从即时消息服务器获取到密码服务器的公钥。

6.如权利要求5所述的移动即时消息的加密方法，其特征在于所述方法还包括：密码服务器通过即时消息服务器获取每个移动终端的公钥，并与每个移动终端的唯一识别号一一对应。

7.一种移动即时消息的加密系统，其特征在于包括发送方移动终端、即时消息服务器、密码服务器和接收方移动终端，所述发送方移动终端与即时消息服务器信号连接，所述即时消息服务器与密码服务器信号连接，所述即时消息服务器与接收方移动终端信号连接；所述发送方移动终端产生随机数R，采用随机数R对发送的即时消息进行加密，得到加密后的即时消息；同时采用密码服务器的公钥对随机数R进行加密，得到加密后的随机数；所述发送方移动终端将加密后的即时消息、加密后的随机数、发送方移动终端的唯一识别号以及接收方移动终端的唯一识别号发送给即时消息服务器；所述即时消息服务器将接收的加密后的随机数和接收方移动终端的唯一识别号发送给密码服务器，密码服务器采用其私钥解密出明文随机数R，并根据接收方移动终端的唯一识别号得到接收方移动终端的公钥，采用接收方移动终端的公钥加密随机数R，然后将采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送回给即时消息服务器；所述即时消息服务器将加密后的即时消息和采用接收方移动终端公钥加密后的随机数发送给接收方移动终端；所述接收方移动终端采用自身的私钥解密出随机数R，然后采用解密后的随机数R解密即时消息，得到明文即时消息并进行显示。

8.如权利要求7所述的移动即时消息的加密系统，其特征在于一个发送方移动终端向一个或者多个接收方移动终端发送即时消息。

9.如权利要求8所述的移动即时消息的加密系统，其特征在于所述移动终端包括单聊界面模块和群聊界面模块，当一个发送方移动终端向一个接收方移动终端发送即时消息时，即时消息显示在单聊界面；当一个发送方移动终端向大于一个的接收方移动终端发送即时消息时，即时消息显示在群聊界面。