CN102710628A - 一种基于家庭网关的云安全加密方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于家庭网关的云安全加密方法及系统，其中该方法包括如下步骤：家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；将所述加密的数据流发送到云端服务器。本发明能够通过基于家庭网关实现数据流的加密，保证了家庭网关与云端通信的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及数字家庭技术领域，具体涉及一种基于家庭网关的云安全加密方法及系统。
背景技术
云计算(cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型，他将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。云计算服务不仅包括网络上以应用的方式提供的服务，还包括以提供数据中心的硬件或者系统软件为内容的服务，我们把数据中心的软件和硬件就称之为云。Web应用和Web服务放置在大型的数据中心或者大型的服务器上，然后以服务的形式发布以供别人通过网络进行访问。云是一个虚拟计算机资源池，实现了将计算效能作为互联网服务进行传递。它能够动态分配虚拟或者物理计算机以部署不同工作强度的计算任务并且监控实时使用的资源从而在需要的时候对分配的任务进行重新平衡。云计算的架构有很高的扩展性和稳定性所以深受企业的亲昵。
智能家庭是普适计算的一种概念，然后因为家庭设备的复杂和多样性，智能家庭到现在也没有一个统一的定义。在大多数人看来，智能空间是在数字家庭中利用普适计算的相关算法来提供人性化的服务，在智能家庭中为了形成一个能够互相交流的网络，主要的家电和服务必须能够远程监视、控制和访问。现有的智能家庭只能够提供给用户本智能空间内所存在的服务，所以服务的种类大大减少，服务质量也不高。
将云计算应用到数字家庭大环境中已经成为不可逆的潮流，国内众多电视生厂商都推出了自己的云电视。用户也切身体验到家庭云所带来的便利。然而，云计算本身就处于刚刚起步的阶段，而在数字家庭的应用就更为不成熟，有待于进一步发展。云计算的安全问题也是阻碍云计算进一步发展的重要原因。
现阶段，云计算和智能家庭在其各自的领域内发展都非常快速，但是到目前为止还没有相关的研究把二者结合起来。图1示出了现有的基于机顶盒家庭云计算系统，它包括机顶盒、服务器和家电设备。机顶盒为家庭云计算系统的控制中心，它与家电设备以及服务器进行计算通信，接收请求计算的数据，控制各具有该计算能力的设备协同执行需要的大规模计算并将各设备返回的计算结果进行合并，输出给相应的请求计算的设备。
该系统定义了基于机顶盒为中心的家庭云计算系统，但是该系统对数据流的全安全，比如数据解密等以及防范黑空攻击等方面并未涉及，系统的安全性较弱。
发明内容
本发明的目的是解决云计算应用到数字家庭环境中的安全问题，在现有的家庭网关中新增面向云计算的安全模块实现加密的安全性，为用户提供一种安全可靠的家庭云服务。
本发明提供一种基于家庭网关的云安全加密方法，包括如下步骤：
家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；
基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；
将所述加密的数据流发送到云端服务器。
所述基于双向流加密算法对所述数据流进行加密包括：
获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
所述获取云端服务器云安全的加密解密类型包括：
家庭网关基于安全策略学习所需发送到相应云端服务器上的加密解密类型；或者
家庭网关首先识别出数据流所需发送的云端服务器，向云端服务器请求获取加密解密的类型。
所述家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。
所述无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
相应的，本发明实施例还提供了一种基于家庭网关的安全云系统，其中特征在于，包括：云端服务器、家庭网关和终端设备，其中：
云端服务器用于为家庭网络中的终端设备提供云服务，并对提供给家庭网络的数据流基于双向流加密或者解密；
家庭网关用于家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；将所述加密的数据流发送到云端服务器；
终端设备用于通过家庭网关向云端服务器发送数据流。
所述家庭网关获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
所述家庭网关基于安全策略学习所需发送到相应云端服务器上的加密解密类型；或者家庭网关首先识别出数据流所需发送的云端服务器，向云端服务器请求获取加密解密的类型。
所述家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。
所述无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
以上技术可以看出，通过引入云计算模式到智能家庭环境中，提高用户体验是当前数字家庭中所稀缺的，将加密功能放置到家庭网关中不仅能够保证云服务的安全性，同时也能够应对多家云服务提供商云服务异构带来的安全问题；在原有的家庭网关上加入外部云安全处理模块，不仅充分利用了已有的资源，无需再设计硬件同时也符合系统升级的需求，成本小，升级方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它的附图。
图1是现有技术中基于机顶盒的家庭云计算系统结构图；
图2是本发明实施例中的基于家庭网关的云安全加密系统结构示意图；
图3是本发明实施例中的家庭网关结构示意图；
图4是本发明实施例中家庭网关中的终端设备通信模块的结构示意图；
图5是本发明实施例中的基于家庭网关的云安全加密方法流程图。
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。
图2示出了本发明实施例中的基于家庭网关的安全云处理系统架构图，包括有：云端服务器、家庭网关以及基于家庭网关控制下的若干个终端设备，这里的云端服务器为终端设备提供云服务，家庭网关完成终端设备与云端服务器间的通信桥梁，保障终端设备与云端服务器间的安全通信，具体的：
云云端服务器用于为家庭网络中的终端设备提供云服务，并对提供给家庭网络的数据流基于双向流加密或者解密；
家庭网关用于家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；将所述加密的数据流发送到云端服务器；
终端设备用于通过家庭网关向云端服务器发送数据流。
云端服务器是家庭云计算数据及运营商提供的其他云服务的载体，它与家庭网关相连，云端服务器需要解决的问题主要是数据访问和存储，相对应的安全体系有云端数据加密以及用户鉴权；家庭网关是单个家庭中的中心控制器，它不仅负责家庭内部网络的主控任务，同时还负责家庭网络和外部网络，即云端服务器的互联互通，在家庭网关中对外部连接请求进入家庭内部具有严格的用户鉴权；家庭内部网络是由众多家电设备及其互联组成的，家庭内部网络的互联方式有很多种，可以是以太网、电力线网等有线互联，也可以是蓝牙、WiFi以及红外等无线互联方式。
云端服务器因为不同的服务提供商不同，其对应的加密认证方法也不同。而很多云服务提供商并没有云安全方面的基础，对数据加密和用户控制方面依然存在较大的漏洞。不管云端加密方式如何，在家庭网关中解决安全问题是可行的并且能够应用于诸多云端异构的需求。图3是家庭网关的结构示意图，面向云计算的家庭网关在原有家庭网关的基础之上新增外部云安全处理模块(即特征对比模块、加密模块、解密模块、本地特征库模块等来完成)。外部云安全处理模块是针对家庭网关和外部云服务器之间的联系进行的一个安全处理模块，它和云通信模块和数据处理模块相连，主要是对向家庭内部向外发送的数据进行流式加密以及对从云端服务器发送来的数据进行流式解密。它和云通信模块的加解密不同，通信模块进行的是通信数据的加密解密，属于位进制层的加解密，而外部云安全处理模块是一种软件增强模块，对原有的家庭网关只需进行软件升级即可而无需进行硬件改造。此外，云通信模块负责和外部的物理通信和通信加密解密，在数字家庭中通信模块可能涉及多种方式的通信；数据处理模块是家庭网关的处理器，主要包含对用户需求的相应、后台任务的调度以及其他管理。
具体的，家庭网关包括如下功能模块：
云通信模块，用于对通信数据基于位制层的加解密；
特征比对模块，用于识别云端服务器发送的数据流加密的类型；
本地特征库模块，用于存储加密解密数据特征；
解密模块，用于在本地特征库中查询所对应的解密类型，完成对数据流的解密；
数据处理模块，用于对解密的数据流进行内容解析，解析出相应的控制指令；
加密模块，用于在本地特征库中查询所对应的加密类型，完成对数据流的加密；
终端设备通信模块，用于将所述控制指令发送到家庭网络中的终端设备上。
终端设备通信模块包括：
设备解析子单元，用于解析所需控制的终端设备，并判断所述终端设备是否位于家庭网络中；
通信子单元，用于在设备解析子单元判断所述终端设备存在家庭网络中时，将所属控制指令发送到家庭网络中的终端设备上；
通信模式识别单元，用于判断所述终端设备与家庭网关的通信连接方式，如果是基于有线通信模式，则通信子单元直接将所属控制指令发送到家庭网络中的终端设备上；如果是基于无线通信模式，则通信子单元完成对所述控制指令的无线加密，并将所述控制指令发送到家庭网络的终端设备上。
进一步的，这里的家庭网关用于识别云端服务器发送的数据流加密的类型，并在本地特征库中查找所对应的解密类型，完成对数据流的解密。
进一步的，这里的家庭网关还用于解析出所需控制的终端设备，并判断终端设备是否位于家庭网络中，如果存在家庭网络中，则将所述控制指令发送到家庭网络中的终端设备上。
进一步的，这里的家庭网关还用于判断所述终端设备与家庭网关的通信连接方式，如果是基于有线通信模式，则直接将所述控制指令发送到家庭网络中的终端设备上；如果是基于无线通信模式，则对所述控制指令完成相应的无线加密，并将所述控制指令发送到家庭网络的终端设备上。
进一步的，这里的家庭网关获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
进一步的，这里的家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。这里的无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
相应的，图5示出了本发明实施例中的基于家庭网关的云安全加密方法流程图，包括如下步骤：
S501：家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；
S502：基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；
这里的基于双向流加密算法对所述数据流进行加密包括：获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
这里获取云端服务器云安全的加密解密类型包括：家庭网关基于安全策略学习所需发送到相应云端服务器上的加密解密类型；或者家庭网关首先识别出数据流所需发送的云端服务器，向云端服务器请求获取加密解密的类型。
S503：将所述加密的数据流发送到云端服务器。
这里的家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。该无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
综上，通过引入云计算模式到智能家庭环境中，提高用户体验是当前数字家庭中所稀缺的，将加密机制放置到家庭网关中不仅能够保证云服务的安全性，同时也能够应对多家云服务提供商云服务异构带来的安全问题；在原有的家庭网关上加入外部云安全处理模块，不仅充分利用了已有的资源，无需再设计硬件同时也符合系统升级的需求，成本小，升级方便。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的基于家庭网关的云安全加密方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于家庭网关的云安全加密方法，其特征在于，包括如下步骤：
家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；
基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；
将所述加密的数据流发送到云端服务器。
2.如权利要求1所述的基于家庭网关的云安全加密方法，其特征在于，所述基于双向流加密算法对所述数据流进行加密包括：
获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
3.如权利要求2所述的基于家庭网关的云安全加密方法，其特征在于，所述获取云端服务器云安全的加密解密类型包括：
家庭网关基于安全策略学习所需发送到相应云端服务器上的加密解密类型；或者
家庭网关首先识别出数据流所需发送的云端服务器，向云端服务器请求获取加密解密的类型。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于家庭网关的云安全加密方法，其特征在于，所述家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。
5.如权利要求4所述的基于家庭网关的云安全加密方法，其特征在于，所述无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
6.一种基于家庭网关的安全云系统，其中特征在于，包括：云端服务器、家庭网关和终端设备，其中：
云端服务器用于为家庭网络中的终端设备提供云服务，并对提供给家庭网络的数据流基于双向流加密或者解密；
家庭网关用于家庭网关接收家庭网络上的终端设备发送的数据流；基于双向流加密算法对所述数据流进行加密；将所述加密的数据流发送到云端服务器；
终端设备用于通过家庭网关向云端服务器发送数据流。
7.如权利要求6所述的基于家庭网关的安全云系统，其特征在于，所述家庭网关获取云端服务器云安全的加密解密类型，并在本地特征库中查找所对应的加密解密类型，并基于所对应的加密解密类型完成对数据流的加密。
8.如权利要求6或者7所述的基于家庭网关的安全云系统，其特征在于，所述家庭网关基于安全策略学习所需发送到相应云端服务器上的加密解密类型；或者
家庭网关首先识别出数据流所需发送的云端服务器，向云端服务器请求获取加密解密的类型。
9.如权利要求8所述的基于家庭网关的安全云系统，其特征在于，所述家庭网关基于有线通信或者无线通信的方式接收家庭网络上的终端设备发送的数据流。
10.如权利要求9所述的基于家庭网关的云安全系统，其特征在于，所述无线通信的方式包括：蓝牙、或者红外、或者WiFi。
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