CN116488919B

CN116488919B - 一种数据处理方法、通信节点及存储介质

Info

Publication number: CN116488919B
Application number: CN202310504710.7A
Authority: CN
Inventors: 周大创; 石显锋
Original assignee: Beijing Hede Aerospace Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Hede Aerospace Technology Co ltd
Priority date: 2023-05-06
Filing date: 2023-05-06
Publication date: 2023-12-12
Anticipated expiration: 2043-05-06
Also published as: CN116488919A

Abstract

本发明公开了一种数据处理方法、通信节点及存储介质。数据处理方法包括：针对待编码数据中每位数据，基于数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定顺序位置上的元素，编码数组中包括至少两个元素；向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据，第二加密数据用于验证第一加密数据是否为加密后的待编码数据；获取第二通信节点传输的编码验证信息，编码验证信息为第二通信节点基于第一加密数据和编码映射信息从第二加密数据中选取的数据确定；基于私钥验证编码验证信息，得到验证结果，并将验证结果传输至第二通信节点。该方法能够实现对第二通信节点所接收的第一加密数据进行验证，提高了通信的安全性。

Description

一种数据处理方法、通信节点及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、通信节点及存储介质。

背景技术

随着物联网应用场景的不断丰富，卫星通信作为物联网设备间的数据传输方式在物联网应用的越来越多。在卫星物联网应用中，通信卫星负责提供物联网设备间数据传输通道，不会对传输的数据做任何处理。

在卫星物联网应用场景中，基于对数据的隐私保护以及数据的安全性考虑，数据一般不会明文传输。当前的各类物联网应用中，对数据传输中的隐私保护基本都是采用传统的加密方式：即发送端公钥加密，接收端私钥解密后使用。当前的物联网数据隐私保护方法中只能对数据接收方进行确认，即谁持有私钥就能解密到明文，不能对明文内容进行验证。比如，若物联网设备数据发送端被攻击或者操作错误，向接收端发送了错误的内容，接收端仍可解密数据使用，并且无感知，这会给卫星物联网应用带来极大的不利影响。

发明内容

本发明提供了一种数据处理方法、通信节点及存储介质，以解决作为接收方的第二通信节点不能对数据进行验证的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种数据处理方法，应用于第一通信节点，所述方法包括：

针对待编码数据中每位数据，基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，所述编码数组中包括至少两个元素；

向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为基于公钥对所述编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据是否为加密后的所述待编码数据；

获取所述第二通信节点传输的编码验证信息，所述编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和所述编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定；

基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点。

根据本发明的另一方面，提供了一种数据处理方法，应用于第二通信节点，所述方法包括：

从第一通信节点获取第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为所述第一通信节点基于公钥对编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据否为加密后的待编码数据，所述编码数组为所述第一通信节点对待编码数据编码后得到的数组；

基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据；

基于所选取的数据确定编码验证信息；

向所述第一通信节点传输所述编码验证信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种通信节点，所述通信节点包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的方法。

本发明实施例的技术方案，通过针对待编码数据中每位数据，基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，所述编码数组中包括至少两个元素；向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为基于公钥对所述编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据是否为加密后的所述待编码数据；获取所述第二通信节点传输的编码验证信息，所述编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和所述编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定；基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点，解决了作为接收方的第二通信节点不能对数据进行验证的技术问题，实现了对第二通信节点所接收的第一加密数据进行验证，提高了通信的安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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是根据本发明实施例一提供的一种数据处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例提供的一种通信系统示意图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种数据处理方法的流程图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种通信流程示意图；

图5是根据本发明实施例四提供的一种数据处理装置的结构示意图；

图6是根据本发明实施例五提供的一种数据处理装置的结构示意图；

图7是实现本发明实施例的处理方法的通信节点的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是根据本发明实施例一提供的一种数据处理方法的流程图，本实施例可适用于进行传输的数据验证的情况，该方法可以由数据处理装置来执行，该数据处理装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该数据处理装置可配置于第一通信节点中，第一通信节点可以是数据的发送方，如发送第一加密数据的通信节点，第一加密数据可以是第一通信节点向第二通信节点传输的数据，本实施例的数据处理方法能够验证传输至第二通信节点的第一加密数据的正确性。

图2是根据本发明实施例提供的一种通信系统示意图，图2仅为示例，不对通信系统进行限定，参见图2，通信系统包括物联网设备发送端、物联网设备接收端和通信卫星。物联网设备发送端对应第一通信节点，物联网设备接收端对应第二通信节点。物联网设备发送端向物联网接收端发送加密数据，为了保证物联网设备接收端接收到的加密数据的安全性，本实施例可以在物联网设备发送端进行数据编码(即基于待编码数据确定编码数组，并使用公钥对编码数组进行加密得到第二加密数据)，将数据编码的结果(即第二加密数据)发送至物联网设备接收端。物联网设备接收端可以基于加密数据(即第一加密数据)和数据编码的结果验证编码(即基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据；基于所选取的数据确定编码验证信息)，并将验证编码的结果(如编码验证信息，或加密后的编码验证信息)发送至物联网设备发送端，物联网设备发送端可以基于验证编码的结果进行验证处理(即基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果)。

如图1所示，该方法包括：

S110、针对待编码数据中每位数据，基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素。

待编码数据可以认为是待进行编码的数据，本实施例可以将需要发送至第二通信节点的数据作为待编码数据，以验证第二通信节点接收的数据的正确性。第一编码信息可以认为是待编码数据对应的编码信息。编码信息可以认为是编码时所需使用的信息，要传输的数据可以包括数字和字母。每个数据可以对应一个编码信息，编码信息可以为数字。如通过为每个数据进行编码，数据对应的编码序号可以作为数据的编码信息。

在一个实施例中，数据对应的第一编码信息可以通过如下方式确定：从编码映射信息中，确定待编码数据中每位数据关联的第一编码信息。编码映射信息可以包括有所有数据对应的编码信息，本发明可以根据待编码数据中每位数据查询编码映射信息，确定对应该数据的第一编码信息。

本实施例中，待编码数据中每位数据均对应有一个编码数组，该编码数组为所对应数据编码后的内容。待编码数组中所有数据所对应的编码数组可以认为是二维数组。编码数组所包括的数据的个数可以为二维数组的行数，编码数组的元素的个数可以为二维数组的列数。编码数组所包括的数据的个数可以为二维数组的列数。编码数组的元素的个数可以为二维数组的行数。

编码数组中包括至少两个元素。元素的顺序位置可以认为是元素在数组中的位置。如表示元素是数组中的第几个元素。在元素对应的编码数组为一维数组的情况下，可以是行数组，也可以是列数组。在编码数组为行数组的情况下，可以使用各元素所在列序号表征顺序位置。在编码数组为列数组的情况下，可以使用各元素所在行序号表征顺序位置。其中，行序号可以认为是行内的序号。列序号可以认为是列内的序号。

本步骤在确定编码数组内元素时，可以基于元素的顺序位置和待编码的数据对应的第一编码信息确定，使得元素与所处位置和第一编码信息关联。本实施例不限定确定的技术手段，如可以将第一编码信息和顺序位置进行大小比较，以确定元素。

S120、向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据。

第二加密数据为基于公钥对所述编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据是否为加密后的所述待编码数据。第一加密数据是发送至第二通信节点的正确的数据，或者是因为第一通信节点被攻击或操作错误所发的错误的数据。正常情况下，第一通信节点待传输至第二通信节点的数据经加密后形成第一加密数据，同时也作为待编码数据形成第二加密数据，以验证第一加密数据。

公钥可以是通过对应的私钥计算得到的。私钥可以是通过采用非对称加密算法产生的。如采用支持乘法同态的非对称加密算法。如对于明文x1，x2，分别加密成密文c1和c2，c1*c2解密的明文为x1*x2。

此处不对非对称加密算法进行限定，只要能够使得基于编码验证信息能够进行验证得到验证结果即可。

第一加密数据和第二加密数据可以合成后发送至第二通信节点。

S130、获取所述第二通信节点传输的编码验证信息。

编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和所述编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定。

编码验证信息可以认为是第二通信节点为了验证第一加密数据返回的信息。

S140、基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点。

由于编码验证信息是从第二加密数据中选取的，编码验证信息是基于加密后的编码数组确定的，第一通信节点获取到编码验证信息后，可以使用私钥对编码验证信息进行解密，然后基于解密后的数据确定验证结果。此处不限定如何基于解密后的数据确定验证结果，验证的手段与确定编码验证信息的手段相同。

在编码验证信息为从第二加密数据中选取的数据的情况下，第一通信节点可以确定所选取的数据是否与理论应选择的数据相同。

在编码验证信息为从第二加密数据中选取的数据的乘积的情况下，第一通信节点可以确定乘积对应的明文的乘积是否为设定数值。如，编码验证信息选取的数据都是明文1对应的密文，将所选取密文的乘积作为编码验证信息，在采用私钥验证编码验证信息时，可以确定采用私钥解密后的数据是否为1，若是则可以认为第二通信节点所接收的第一加密数据正确。此处明文1仅为限定，此处不作限定，明文不同的取值，在验证时可以对应不同的数值。

本发明实施例提供了一种数据处理方法，通过针对待编码数据中每位数据，基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，所述编码数组中包括至少两个元素；向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为基于公钥对所述编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据是否为加密后的所述待编码数据；获取所述第二通信节点传输的编码验证信息，所述编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和所述编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定；基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点，解决了作为接收方的第二通信节点不能对数据进行验证的技术问题，实现了对第二通信节点所接收的第一加密数据进行验证，提高了通信的安全性。

在上述实施例的基础上，提出了上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

在一个实施例中，所述基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，包括：

将所述数据对应的第一编码信息所对应的数值和编码数组中元素的顺序位置所对应的位置号进行大小比较，得到比较结果；

选取对应所述比较结果的数据作为所述顺序位置上的元素，其中，不同的比较结果对应不同的数据。

本实施例的第一编码信息可以是数字。位置号可以是数字，如列序号或行序号。本实施例在确定元素时，可以将第一编码信息的数值和待确定元素的位置号，确定元素的取值。每个元素基于其位置号和所对应数据的第一编码信息确定。

比较结果可以指示第一编码信息所对应数值和位置号的大小关系。

元素的取值可以为比较结果所对应的数据，数据可以为数字。不同的比较结果所对应的数字可以用于验证编码验证信息得到验证结果。如比较结果为在位置号等于第一编码信息对应数值时，对应的数据可以为1，则在通过私钥验证编码验证信息时，私钥解密后得到的取值为1表示数据验证通过。

在一个实施例中，选取对应所述比较结果的数据作为所述顺序位置上的元素，包括：

针对编码数组中每个元素，在所述元素在所述编码数组中的位置号小于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为第一数值；

在所述元素在所述编码数组中的位置号等于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为1；

在所述元素在所述编码数组中的位置号大于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为非所述第一数值和非1的任一正整数。

在所述元素在所述编码数组中的位置号小于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，比较结果对应的数据为第一数值，元素为第一数值。

在所述元素在所述编码数组中的位置号等于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，比较结果对应的数据为1，元素为1。

在所述元素在所述编码数组中的位置号大于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，对应数据为非所述第一数值和非1的任一正整数，所述元素为非所述第一数值和非1的任一正整数。

在一个实施例中，所述基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，包括：

使用私钥解密所述编码验证信息，基于解密后的数据的取值确定验证结果，所述验证结果指示所述第一加密数据是否为加密后的待编码数据，产生所述私钥的非对称加密算法支持乘法同态。

产生私钥的非对称加密算法支持乘法同态，则编码验证信息可以为选取的数据的乘积，在使用私钥解密后得到的取值，可以基于明文对应位置处数字的乘积确定。

在解密后的数据的取值与理论值相等，则可以认为验证结果为验证通过，否则认为验证结果为验证不通过。其中，理论值基于编码验证信息所选择数据的位置在明文中对应的元素的取值。

在一个实施例中，以选取编码数组中的位置号等于数据对应的第一编码信息所对应的数值的元素，则解密后的数据的取值应为1，在基于私钥解密编码验证信息得到解密后的数据的取值为1的情况下可以认为验证结果为验证通过。

实施例二

图3是根据本发明实施例二提供的一种数据处理方法的流程图，本发明实施例适用于进行传输的数据验证的情况，该方法可以由数据处理装置来执行，该数据处理装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该数据处理装置可配置于第二通信节点中，第二通信节点可以是数据的接收方，如接收第一加密数据的通信节点。如图2所示，该方法包括：

S210、从第一通信节点获取第一加密数据和第二加密数据。

所述第二加密数据为所述第一通信节点基于公钥对编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据否为加密后的待编码数据，所述编码数组为所述第一通信节点对待编码数据编码后得到的数组。

S220、基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据。

第一加密数据可以解密后结合编码映射信息，从第二加密数据中选取数据。第一加密数据解密后的数据可以从编码映射信息中确定第二编码信息，然后基于第二编码信息从第二加密数据对应的数据的数组中选取数据。

S230、基于所选取的数据确定编码验证信息。

此处不对确定的手段进行限定，可以直接将所选取的数据作为编码验证信息，也可以将所选取的数据的乘积作为编码验证信息。

S240、向所述第一通信节点传输所述编码验证信息。

确定编码验证信息后，第二通信节点可以向第一通信节点传输编码验证信息，也可以将编码验证信息加密后向第一通信节点传输加密后的编码验证信息。

本实施例在获取第一加密数据和第二加密数据后，基于第一加密数据从第二加密数据中选取数据用于确定编码验证信息，然后将编码验证信息传输至第一通信节点，以供第一通信节点确定第二通信节点接收的第一加密数据是否正确。实现了对数据的验证，提升了通信的安全性。

在一个实施例中，基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据，包括：

解密所述第一加密数据，得到参考数据；

根据所述编码映射信息，确定所述参考数据中每位数据关联的第二编码信息；

针对所述参考数据中每位数据，从所述第二加密数据中对应所述数据的数组中，选取所述数据所包括的第二编码信息的取值所对应顺序位置处的数据。

参考数据可以认为是对第一加密数据解密后得到的数据。参考数据可以认为是用于从第二加密数据中选取数据所参考的数据。

在确定参考数据后，可以从编码映射信息中确定参考数据中每位数据关联的第二编码信息，第二编码信息可以认为是参考数据中数据对应的编码信息。

参考数据中每位数据均在第二加密数据中存在对应数据的数组。本实施例可以为参考数据中每位数据从第二加密数据中选取一个数据，如从第二加密数据中对应参考数据中该数据的数组中选取一个数据。选取时可以基于该数据的第二编码信息的取值选取。如选取第二编码信息的取值所对应顺序位置处的数据。

在一个实施例中，所述基于所选取的数据确定编码验证信息，包括：

将所选取的数据的乘积确定为所述编码验证信息。

在一个实施例中，基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据的执行条件包括：

所述第二加密数据中所包括加密后的编码数组的个数等于所述第一加密数据解密后数据的总长度；和，

所述第一加密数据中所包括的每组加密后的编码数组中元素的个数等于设定个数。

在选取数据之前可以首先验证第二加密数据中所包括的加密后的编码数组的个数和每组加密后的编码数组中元素的个数。在第二加密数据为二维数组的情况下，可以认为是先验证数组的行数和列数是否满足要求。

设定个数可以认为是预先设定的个数，如第一通信节点和第二通信节点预先约定的个数。如36、34或10等数值。

实施例三

本实施例对本发明提供的数据处理方法进行示例性描述，本发明提供的数据处理方法可以认为是可验证的卫星物联网数据编码方法，用于卫星物联网数据的内容验证，提升了卫星物联网应用数据的安全性。

图4是根据本发明实施例三提供的一种通信流程示意图，物联网设备接收端和联网设备发送端间增加了数据编码，验证编码，验证处理三个模块，数据发送者与数据接收者增加一次数据验证交互，确保所收到的数据内容是安全的。参见图4，数据发送端即第一通信节点进行数据加密，并调用数据编码模块，将数据加密后的第一加密数据和调用数据编码模块产生的第二加密数据进行数据包合成，然后通过通信卫星传输至数据接收端，即第二通信节点，第二通信节点进行数据解密得到参考数据，调用验证编码模块得到编码验证信息。并将编码验证信息通过通信卫星传输至数据发送端，数据发送端调用验证处理模型得到验证结果，并加密验证处理结果，即验证结果。然后将加密处理结果，即加密后的验证结果通过通信卫星发送至第二通信节点。第二通信节点解密验证结果可以实现对数据的验证。

数据编码模块内部流程如下：

1.构建编码序号表(对应本发明中编码映射信息，本示例中以编码序号表的形式示出映射关系)，假设要传输的数据包括数字或者数字与字母的组合：0-9，A-Z。分别对应的第一编码信息(如编码序号)为1-36。表1为本发明实施例提供的编码序号表。

表1为本发明实施例提供的编码序号表

数据	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	…	Z
														编码序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	…	36

2.产生ElGamal加密算法私钥s,并计算公钥h＝g^s mod p；p,g为公共参数；对需要编码的数据(即待编码数据)进行以下处理，以指令110…72X为例，构建表格2，为待传输至第二通信节点的数据，也是待编码数据。表2为本发明实施例提供的待填充编码数组的表格。此处不对表格的填充方式进行限定，也可以将待编码数据填充至第一行，编码序号表填充至第一列和第二列。

表2本发明实施例提供的待填充编码数组的表格

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	…	X	Y	Z
															1	2	3	4	5	6	7	8	9	…	34	35	36
1
														1
0
														…
7
														2
X

3.将表2中的除第一列、第一行和第二行外的表格表示为二维数组V[m][n]，m为表格行数，n为列数，本例中n＝36，即V[m][36]。二维数组中每行为编码数据对应待编码数据中的一个数据。

填充V[m][n]，填充规则如下，将所述数据对应的第一编码信息所对应的数值和编码数组中元素的顺序位置所对应的位置号进行大小比较，得到比较结果；选取对应所述比较结果的数据作为所述顺序位置上的元素。示例性的，对第i(i<＝m)行，第j(j<＝n)列而言，当列序号j小于本行数据的编码序号，则V[i][j]＝2(即在所述元素在所述编码数组中的位置号小于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为第一数值)；若列序号j等于本行数据的编码序号，则V[i][j]＝1(即在所述元素在所述编码数组中的位置号等于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为1)；若列序号j大于本行数据的编码序号，则V[i][j]＝W_ij，W_ij取非0，1，2的随机正整数(即在所述元素在所述编码数组中的位置号大于所述数据对应的第一编码信息所对应的数值的情况下，所述元素为非所述第一数值和非1的任一正整数)。填充后，上一步中的表格如表3，表3为本发明提供的填充编码数组后的表格。

示例性的，以110…72X中第一个数据1为例，在确定1对应的编码数组中第一个元素时，基于第一个元素的列序号1，又称顺序位置的位置号，和1在编码映射信息中对应的编码序号2进行大小比较，1小于2，故在第一个元素处填充2。在确定1对应的编码数组中的第二个元素时，基于第二个元素的列序号2，和数据1对应的编码序号2进行比较，两者相等，故元素为1。在确定1对应编码数组中的第三个元素时，基于第三个元素的列序号3，和数据1对应的编码序号2进行比较，列序号小于编码序号，故元素为非0、1、2的正整数W₁₃。W₁₃表示二维数组中第一行第三列。也可以对应待编码数据中第一个数据对应的编码数组。

表3本发明提供的填充编码数组后的表格

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	…	X
															1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	…	34
1	2	1	W₁₃	W₁₄	W₁₅	W₁₆	W₁₇	W₁₈	W₁₉	W₁₍₁₀₎	W₁₍₁₁₎	…	W₁₍₃₄₎
														1	2	1	W₂₃	W₂₄	W₂₅	W₂₆	W₂₇	W₂₈	W₂₉	W₂₍₁₀₎	W₂₍₁₁₎	…	W₂₍₃₄₎
0	1	W₃₂	W₃₃	W₃₄	W₃₅	W₃₆	W₃₇	W₃₈	W₃₉	W₃₍₁₀₎	W₃₍₁₁₎	…	W₃₍₃₄₎
														…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
7	2	2	2	2	2	2	2	1	W_i9	W_i(10)	W_i(11)	…	W_i(34)
														2	2	2	1	W_i4	W_i5	W_i6	W_i7	W_i8	W_i9	W_i(10)	W_i(11)	…	W_i(34)
X	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	…	1

3.对填充后表格二维数组V[m][n]调用ElGamal加密算法用公钥h进行加密，记为EV[m][n](即第二加密数据)，此时EV[m][n]中所有项均为不相同的密文。

验证编码模块内部流程如下：

1.以数据110…72X为例，验证编码模块需拥有编码模块中最后一步产生的EV[m][n]才能执行验证编码模块。

判断EV[m][n]的行数，列数是否正确，即：所述第二加密数据中所包括加密后的编码数组的个数等于所述第一加密数据解密后数据的总长度；和，所述第一加密数据中所包括的每组加密后的编码数组中元素的个数等于设定个数。如，m是否等于数据110…72X的总长度，并且n＝＝36是否成立。

1.构建数据110…72X在编码序号表的位置表，结果如表4，表4是本发明实施例提供的一种位置表。构建位置表时，可以根据所述编码映射信息，确定所述参考数据(110…72X)中每位数据关联的第二编码信息，参考数据可以是对第一加密数据解密后得到。示例性的，以110…72X中第一个数据1为例，1在编码映射信息中对应的编码序号是2，故在1对应的数组中的第二列填充2。以110…72X中第三个数据0为例，0在编码映射信息中对应的编码序号是1，故在0对应的数组中的第一列填充1。

表4本发明实施例提供的一种位置表

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	…	X
															1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	…	34
1		2
														1		2
0	1
														…
7								8
														2			3
X													34

用一维数组表示此位置表，记为L[m]＝[2,2,1,…,8,3,34]＝[L1,L2,…,Lm]，m为数据总长度。L[m]可以认为是参考数据对应的第二编码信息。

4.构建密文集合E＝{EV[1][L[1]]，EV[2][L[2]]，…，EV[m][L[m]]}＝{EV[1][L1]，EV[2][L2]，…，EV[m][Lm]}，记为E＝{E1，E2，…，Em}，实现针对所述参考数据中每位数据，从所述第二加密数据中对应所述数据的数组中，选取所述数据所包括的第二编码信息的取值所对应顺序位置处的数据。以参考数据中第一个数据1为例，EV[1][L[1]]标识从EV[m][n]第一行的数组中，选取第L[1]＝2列的数据作为E1。选取的数据的位置参见表4中EV[m][n]对应区域中被填充数据的位置。

5.计算验证编码值DV＝E1*E2*…*Em(即将所选取的数据的乘积确定为所述编码验证信息)。

验证处理模块内部流程如下：

1.验证处理模块运行需要数据编码模块中产生的ElGamal加密算法私钥s，以及验证编码模块中最后一步产生的验证编码值DV。

2.用私钥s解密验证编码值DV，记为PV。若PV为1表示数据验证通过，其他值表示数据验证不通过(即使用私钥解密所述编码验证信息，基于解密后的数据的取值确定验证结果)。

上一步中的判断逻辑成立的原因是：一，ElGamal公钥加密算法支持乘法同态；二，根据本方案中的V[m][n]，位置表构建原理，集合E的构建原理，当数据是源数据时，构建E时必然会选择到EV[m][n]中密文项对应明文均为1的连续项，多个1的密文相乘结果密文解密后的结果同样为1，所以上一步中的结论成立。

本发明数据发送端持有数据编码模块中的ElGamal加密算法私钥s，公钥h，以及现有机制中的加密数据公钥；数据接收端持有现有机制中的加密数据私钥。

本发明在维持卫星物联网应用设备之间现有的通信方式之上增加了对数据内容的验证机制，提供了一种数据错发或者设备被攻击发送了假数据物联网设备接收端可感知的方式。数据内容验证交互过程中，交互数据均处于密文状态，即使被第三方获取也不能还原数据的明文，全流程保护了数据的隐私与安全。当卫星物联网设备发送端，接收端，通信卫星运营方对数据有争议时，三方联合可对数据进行重构验证。

实施例四

图5是根据本发明实施例四提供的一种数据处理装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：

确定模块510，用于针对待编码数据中每位数据，基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，所述编码数组中包括至少两个元素；

发送模块520，用于向第二通信节点发送第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为基于公钥对所述编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据是否为加密后的所述待编码数据；

获取模块530，用于获取所述第二通信节点传输的编码验证信息，所述编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和所述编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定；

得到模块540，用于基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点

可选的，确定模块510，包括：

比较单元，用于将所述数据对应的第一编码信息所对应的数值和编码数组中元素的顺序位置所对应的位置号进行大小比较，得到比较结果；

选取单元，用于选取对应所述比较结果的数据作为所述顺序位置上的元素，其中，不同的比较结果对应不同的数据。

在一个实施例中，选取单元具体用于：

在一个实施例中，得到模块540，具体用于：

本发明实施例所提供的数据处理装置可执行本发明实施例一所提供的数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图6是根据本发明实施例五提供的一种数据处理装置的结构示意图，该装置包括：

获取模块610，用于从第一通信节点获取第一加密数据和第二加密数据，所述第二加密数据为所述第一通信节点基于公钥对编码数组加密后的数据，所述第二加密数据用于验证所述第一加密数据否为加密后的待编码数据，所述编码数组为所述第一通信节点对待编码数据编码后得到的数组；

选取模块620，用于基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据；

确定模块630，用于基于所选取的数据确定编码验证信息；

传输模块640，用于向所述第一通信节点传输所述编码验证信息。

可选的，选取模块620，具体用于：

解密所述第一加密数据，得到参考数据；

可选的，确定模块630，具体用于：

将所选取的数据的乘积确定为所述编码验证信息。

可选的，基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据的执行条件包括：

本发明实施例所提供的数据处理装置可执行本发明实施例二所提供的数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例六

图7是实现本发明实施例的处理方法的通信节点的结构示意图。通信节点旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。通信节点还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。通信节点为第一通信节点和/或第二通信节点。

如图7所示，通信节点10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储通信节点10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

通信节点10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许通信节点10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如数据处理方法。

在一些实施例中，数据处理方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到通信节点10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的数据处理方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行数据处理方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在通信节点上实施此处描述的系统和技术，该通信节点具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给通信节点。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种数据处理方法，其特征在于，应用于第一通信节点，所述方法包括：

获取所述第二通信节点传输的编码验证信息，所述编码验证信息为所述第二通信节点基于所述第一加密数据和编码映射信息从所述第二加密数据中选取的数据确定；

基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，并将所述验证结果传输至所述第二通信节点；

其中，所述第一编码信息通过如下方式确定：从所述编码映射信息中，确定所述待编码数据中每位数据关联的第一编码信息；

所述从所述第二加密数据中选取的数据由所述第二通信节点通过如下方式确定：解密所述第一加密数据，得到参考数据；根据所述编码映射信息，确定所述参考数据中每位数据关联的第二编码信息；针对所述参考数据中每位数据，从所述第二加密数据中对应所述数据的数组中，选取所述数据所包括的第二编码信息的取值所对应顺序位置处的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述数据对应的第一编码信息和编码数组中元素的顺序位置，确定所述顺序位置上的元素，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，选取对应所述比较结果的数据作为所述顺序位置上的元素，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于私钥验证所述编码验证信息，得到验证结果，包括：

5.一种数据处理方法，其特征在于，应用于第二通信节点，所述方法包括：

基于所选取的数据确定编码验证信息；

向所述第一通信节点传输所述编码验证信息；

其中，基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据，包括：

解密所述第一加密数据，得到参考数据；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所选取的数据确定编码验证信息，包括：

将所选取的数据的乘积确定为所述编码验证信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第一加密数据和编码映射信息，从所述第二加密数据中选取数据的执行条件包括：

8.一种通信节点，其特征在于，所述通信节点包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。