CN103458382B - 一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法及系统 - Google Patents
一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法，所述加密发送步骤如下：通过安全认证过程；使用接收端和发送端手机号码作为参数生成加解密的所用密钥；撰写明文短信内容；使用加解密模块对短信加密；使用短信处理模块，将密文短信发送。本发明还提供了与上述加密发送方法相对应的接收解密方法，以及与上述方法配合工作的手机私密短信的硬件加密传输和存储系统。本本发明所述的上述手机私密短信的硬件加密传输和存储技术，不占用系统资源，具有高性能、高安全性、高可靠性，可有效地满足人们对私密通信或联系的加密保护需求。
Description
技术领域
本发明应用于移动通信和信息安全等领域，尤其涉及一种高性能、高安全性的手机私密短信的硬件加密传输和存储技术。
背景技术
通过调查，目前市场上，还没有手机直接对短信内容进行加密传输和存储，也没有手机产品使用硬件加密芯片进行数据保护的，目前软件市场上有一些软件应用可以针对一些短信进行加密传输或者存储。传输上通常实现的方式是：本机设置一个安全密码，同时把这个密码告诉给接收人；发短信时把这个密码作为key对短信进行加密；接收方收到加密短信后根据事先知道的密码进行解密。存储上通常实现的方式是固定某个密钥，指定某条短信进行加密，然后把密文替换保存在系统中，在没有解密时看到的即是密文。只有在对应的管理界面解密后才能看到明文。这种方案或技术至少存在下述几方面的不足：(1)可用性不强。目前的应用基本上只实现一部分，没有从系统的角度全面考虑，比如要么是只实现在传输部分加密，要么就是只实现对本地短信加密，更没有考虑在使用上什么情况下加密什么情况下不加密，对于短信的安全也没有做到整体的考虑，从短信的密钥生成，到加密传输，再到本地保存这每个阶段都要考虑。因此要自己搞一套完整的短信安全系统，需要多个软件配合，而从目前的应用软件看是很难配合起来的。(2)易用性差。通过发送方和接收方事先协商出一个密钥，不仅使用不方便，而且增加了额外的成本。不方便处在于，双方需要通信，也许电话，也许短信；，而且如果有多个联系人使用加密短信时，就会产生多个密码，这种情况下就不容易记住了。解密时需要临时找解密密码。如果每个短信都协商一次，虽然可以获取密码，但通信成本增加了，比如本来发一条短信，但保证安全的情况下至少会产生三条短信，通信成本增加了2倍。而且每条短信保存时只能是明文，否则对应的密码丢了就无法解开了。对于存储加密短信的应用来说，往往看到的是密文，这对想查看短信内容的人来说，是非常痛苦的，不能一眼看出是哪条短信，需要每条都解密才能确定。(3)安全性不高。从目前市场上存在的应用软件来看，不同的应用存在的安全问题也不尽相同。主要的安全风险在于应用实现的非完整性。没有从短信的密钥生成，到加密传输，再到本地保存这每个阶段都进行了安全考虑，而是仅仅实现一部分，另外现有的应用对key的设置也基本上都很弱，安全性很差。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足而提供一种高性能、高可靠性、高安全性的手机私密短信的硬件加密传输和存储技术。
为达到上述目的，本发明首先提供一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法，包括加密发送和接收解密两个过程方法。
所述加密发送过程包括如下步骤：
(1)进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块；
(2)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；
(3)打开短信功能界面，创建并撰写明文的短信内容，按加密发送按钮，触发加密发送过程；
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件加密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对短信内容进行硬件加密；
(5)使用短信处理模块，将密文短信发送出去，同时使用短信存储读写模块的写操作接口将密文短信存储到本地私有数据库。
所述接收解密过程包括如下步骤：
(1)系统收到私密短信通知，短信存储读写模块的写操作接口将接收到的密文短信存储到本地私有数据库；
(2)点击通知，进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块，查看未读短信；
(3)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件解密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对密文短信进行硬件解密；
(5)显示解密的短信内容到指定的联系人栏目下，进行明文查看。
所述密钥生成模块生成密钥的方法为：获取发送方和接收方的手机号码PhoneNum_S、PhoneNum_R，以PhoneNum_S、PhoneNum_R作为变参，使用密钥生成模块分别计算密钥中间值String1＝F1(PhoneNum_S，PhoneNum_R)、String2＝F2(PhoneNum_S，PhoneNum_R)，以String1作为Key，以String2作为源数据加密，使用对称加密算法(AES)计算加密后数据为Key1＝E1(String1，String2)，将Key1作为加解密所用的密钥。
所述加密传输和存储方法还可以浏览某位私密联系人所有私密短信，方法为：使用短信存储读写模块从本地私有数据库中读取对应私密联系人的所有已存储密文短信，并逐个进行硬件解密操作，实现所有私密短信明文浏览。
一种手机私密短信的硬件加密传输和存储系统，包括手机设备、加密芯片、密钥生成模块、加解密模块、私密联系人管理模块、登录认证模块、短信存储读写模块、短信处理模块、短信浏览模块；
所述密钥生成模块用于读取手机发送方和接收方的信息并生成加解密所用密钥；
所述加解密模块用于使用所述密钥生成模块生成的密钥，并调用加密芯片的加解密接口完成对私密短信的加密和解密；
所述私密联系人管理模块用于添加或删除私密联系人，或查看管理对应私密联系人的短信或通信记录的功能；
所述登录证模块用于提供登录认证功能，对私密联系人及其相关数据进行保护；
所述短信存储读写模块用于提供私有接口完成对本地私有数据库数据读写；
所述短信处理模块用于完成短信撰写、存储、发送及接收功能；
所述短信浏览模块用于查看所有历史短信信息。
本发明所述的上述手机私密短信的硬件加密传输和存储技术，不占用系统资源，操作简单，易用性强，具有高性能、高安全性、高可靠性，弥补了现有技术在私密通信实现上的不足，可有效地满足人们对私密通信或联系的加密保护需求。具体来说：
(1)使用硬件加密芯片，该芯片具备独立的内核处理器，不占用系统的CPU资源，提高了加密和解密的性能；在私密短信界面可以实时查看所有明文短信，不需要逐个解密，不增加操作的复杂度；(2)加密和解密密钥分别由发送端和接收端的手机自动动态生成，不需多次协商，没有保存到任何存储介质中，使密钥无法被获取到，对生成密钥Key的方式还进行了复杂的逻辑加密处理，就算获得手机号码，也无法获取到最终的密钥；(3)每个联系人的加密密钥都是不同的，密钥是跟双方的手机号码绑定，把加密短信移到其它相同手机上是无法解密的。
附图说明
图1为本发明所述手机私密短信的硬件加密传输和存储系统较佳实施例的功能模块示意图。
图2为本发明所述手机私密短信的硬件加密传输和存储方法加密发送过程的示意图。
图3为本发明所述手机私密短信的硬件加密传输和存储方法接收解密和显示过程的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。
如图1所示，提出了一种手机私密联系人的硬件加密存储系统，包括手机设备、加密芯片、密钥生成模块、加解密模块、私密联系人管理模块、登录认证模块、短信存储读写模块、短信处理模块、短信浏览模块；
所述加密芯片具备独立的内核处理器，不占用系统的CPU资源，因此性能上比纯软件的加解密过程有效率提升；
所述密钥生成模块用于读取手机发送方和接收方的信息并生成加解密所用密钥；
所述加解密模块用于使用所述密钥生成模块生成的密钥，并调用加密芯片的加解密接口完成对私密短信的加密和解密；该模块根据要加密或解密的短信内容，并调用密钥生成模块的接口获取加密/解密密钥；同时该模块会调用加密存储芯片的SDK接口设置密钥到芯片寄存器，如果芯片没有初始化，需要先进行初始化，获取设备描述符后才能操作；然后该模块调用芯片SDK的加密或解密接口对短信内容进行加密或解密。
所述私密联系人管理模块用于添加或删除私密联系人，或查看管理对应私密联系人的短信或通信记录的功能；可用于对一些非常重要的联系人或不想让别人知道的联系人进行单独处理，通过这个模块可以保证私密联系人在系统自带电话薄中是不可见的，同时当有该联系人的通话或短信时，同样在系统的通话记录和短信中不可见，只能在私密联系人管理界面才能看到；通过该模块可以添加或删除私密联系人，可以基于私密联系人发送短信和通话，查看短信记录及通话记录。
所述登录认证模块用于提供登录认证功能，对私密联系人及其相关数据进行保护，认证失败的用户是没有权限查看的；认证通过的用户才能进入私密联系人管理界面，才能发送短信，通话及浏览相关记录。
所述短信存储读写模块用于提供私有接口完成对本地私有数据库数据读写；在私密短信发送成功后保存私密短信到独立于系统的私密数据库；在接收到私密短信时，存储到该私密数据库；在用户查找历史短信时，提供查询短信记录的功能。
所述短信处理模块用于完成短信撰写、存储、发送及接收功能；具体地，可以指定私密联系人并生成要发送的短信内容，调用加解密模块的接口进行加密短信，发送私密短信；接收私密短信，并通知用户；调用短存储模块的接口保存私密短信。
所述短信浏览模块用于查看所有历史短信信息；该模块主要根据私密联系人查找出对应的加密短信记录，或查找出所有私密联系人的短信记录，并对查询结果进行解密处理，显示在用户界面上。
使用上述手机私密短信的硬件加密传输和存储系统，本发明还提供了一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法，包括加密发送和接收解密两个过程方法。
如图2所示，所述加密发送过程包括如下步骤：
(1)进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块。
(2)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；本机的手机号码是从底层获取，不能软件设定，保证加密短信在别的手机上不能解密。
(3)打开短信功能界面，创建并撰写明文的短信内容，按加密发送按钮，触发加密发送过程；从易用性上来说，这儿的操作跟系统自带的发送短信操作一样，并没有增加额外的处理。
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件加密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对短信内容进行硬件加密；加密芯片的加密功能需要先设置密钥才能对数据进行加密。
(5)使用短信处理模块，将密文短信发送出去，同时使用短信存储读写模块的写操作接口将密文短信存储到本地私有数据库。保存到数据库的是加密后的密文短信。这样保证别有用心的人，即使获取到私密数据库，也不会导致私密短信泄露。
如图3所示，所述接收解密过程包括如下步骤：
(1)系统收到私密短信通知，判断是否私密联系人的短信。如果是就截取该短信，取消继续向系统通知该短信接收事件，向系统提示收到加密短信，可以固定一个图标在通知栏提示。短信存储读写模块的写操作接口将接收到的密文短信存储到本地私有数据库。保存到数据库的是加密后的密文短信。这样保证别有用心的人，即使获取到私密数据库，也不会导致私密短信泄露。
(2)点击通知，进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块，查看未读短信。
(3)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；本机的手机号码是从底层获取，不能软件设定，保证加密短信在别的手机上不能解密。
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件解密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对密文短信进行硬件解密；加密芯片的解密功能需要先设置密钥才能对数据进行加密。
(5)显示解密的短信内容到指定的联系人栏目下，进行明文查看。
所述加密传输和存储方法还可以浏览某位私密联系人所有私密短信，方法为：进入私密联系人管理界面后，打开浏览所有私密短信界面；先获取所有私密联系人的最近一条短信，其次获取本机号码和短信发送方的手机号码，生成加密密钥Key；使用短信存储读写模块从本地私有数据库中读取对应私密联系人的所有已存储密文短信，并逐个进行硬件解密操作，实现所有私密短信明文浏览。
在上述手机私密短信的硬件加密传输和存储方法中：
在登录认证过程中，认证通过后才能进入私密联系人界面，认证失败，给出错误提示；
设置到芯片寄存器的key是没有接口支持读出的，只能设置，同时在该芯片掉电或复位时，该寄存器会清零，保证了密钥在加密芯片中的安全性，防止故意通过拆掉加密芯片使用专业设备进行解密；
所述密钥生成模块生成密钥的方法为：获取发送方和接收方的手机号码PhoneNum_S、PhoneNum_R，以PhoneNum_S、PhoneNum_R作为变参，使用密钥生成模块分别计算密钥中间值String1＝F1(PhoneNum_S，PhoneNum_R)、String2＝F2(PhoneNum_S，PhoneNum_R)，以String1作为Key，以String2作为源数据加密，使用对称加密算法(AES)计算加密后数据为Key1＝E1(String1，String2)，将Key1作为加解密所用的密钥，多重处理后提升了解密密钥的安全性。
整体来说，本发明所述的上述手机私密短信的硬件加密传输和存储技术，不占用系统资源，操作简单，易用性强，具有高性能、高安全性、高可靠性，弥补了现有技术在私密通信实现上的不足，可有效地满足人们对私密通信或联系的加密保护需求。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种手机私密短信的硬件加密传输和存储方法，其特征在于，包括加密发送和接收解密两个过程方法，其中，所述加密发送过程包括如下步骤：
(1)进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块；
(2)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；
(3)打开短信功能界面，创建并撰写明文的短信内容，按加密发送按钮，触发加密发送过程；
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件加密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对短信内容进行硬件加密；
(5)使用短信处理模块，将密文短信发送出去，同时使用短信存储读写模块的写操作接口将密文短信存储到本地私有数据库；
所述接收解密过程包括如下步骤：
(1)系统收到私密短信通知，短信存储读写模块的写操作接口将接收到的密文短信存储到本地私有数据库；
(2)点击通知，进入安全认证验证界面，输入验证信息，验证通过后进入私密联系人管理模块，查看未读短信；
(3)获取接收端和发送端手机号码，通过密钥生成模块生成加解密所用密钥，将密钥设置到加密芯片的芯片寄存器；
(4)使用加解密模块，调用加密芯片的硬件解密接口，使用加密芯片的芯片寄存器中的密钥，对密文短信进行硬件解密；
(5)显示解密的短信内容到指定的联系人栏目下，进行明文查看；
其中：所述密钥生成模块生成密钥的方法为：获取发送方和接收方的手机号码PhoneNum_S、PhoneNum_R，以PhoneNum_S、PhoneNum_R作为变参，使用密钥生成模块分别计算密钥中间值String1＝F1(PhoneNum_S，PhoneNum_R)、String2＝F2(PhoneNum_S，PhoneNum_R)，以String1作为Key，以String2作为源数据加密，使用对称加密算法(AES)计算加密后数据为Key1＝E1(String1，String2)，将Key1作为加解密所用的密钥。
2.如权利要求1所述的手机私密短信的硬件加密传输和存储方法，其特征在于，所述加密传输和存储方法还可以浏览某位私密联系人所有私密短信，方法为：打开浏览所有私密短信界面，使用短信存储读写模块从本地私有数据库中读取对应私密联系人的所有已存储密文短信，并逐个进行硬件解密操作，实现所有私密短信明文浏览。
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