CN103580860A

CN103580860A - 近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备

Info

Publication number: CN103580860A
Application number: CN201210254686.8A
Authority: CN
Inventors: 葛欣; 朱本浩
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: CN103580860B

Abstract

本发明公开了一种近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备，用以在不影响通信效率和通信速度的前提下，保证数据传输的安全性，其中，近距离通信中数据传输方法，包括：打开非超高频信道；接收对端设备通过所述非超高频信道传输的安全数据信息；利用所述安全数据信息，分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，所述超高频信道用于传输普通数据信息；确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息；将确定出的正式频点信息和正式地址信息使用所述通信密钥加密后，通过超高频信道临时频点和临时地址发送给所述对端设备。

Description

近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备。

背景技术

随着通信技术的发展，超高频技术被越来越多地用于近距离通信应用中，其较快的通信速率、较远的通信距离为近距离通信提供了便利条件，但是，由于超高频信号的通信距离较远（通常为几米至十几米），很容易被接收工具捕获并破解，造成通信信息的泄漏，因此，如何解决超高频信道的通信安全成为了亟待解决的技术问题。

针对上述问题，现有技术提出了以下两种解决方法：交叉验证方法和非对称加解密方法，其中，前者是利用最近一次接收到的验证码作为加密后的通讯包的密钥，以减少数据传输过程中明文暴露的风险；后者是利用非对称密钥体系，发送方使用公钥对所传输的数据进行加密，接收方使用私钥对接收到的数据进行解密，以保证通信安全，这种方法在远距离通信应用中使用更为广泛。

上述交叉验证方法中，由于数据接收方需要使用上一次接收到的验证码作为接收到的数据的密钥对接收到的数据进行解密，但是，在首次进行通信时，发送方需要将第一次生成的验证码通过明文的方式传给对方，因此，存在密钥泄漏的风险，同时，每次通信生成随机数作为验证码的方式也影响通信效率；而上述非对称加解密方法中，虽然能够达到保证所传输的数据安全的目的，但是每次通信需要发送方和接收方均进行非对称加解密计算，对通信终端的性能要求较高，且计算耗费时间较长，是一种以通信速度换取通信安全的方法，影响了通信双方的通信速度。

发明内容

本发明实施例提供一种近距离通信中数据传输方法、装置及系统，用以在不影响通信效率和通信速度的前提下，保证数据传输的安全性。

本发明实施例提供一种近距离通信中数据传输方法，包括：

打开低/高频信道；

接收对端设备通过所述低/高频信道传输的安全数据信息；

利用所述安全数据信息，分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，所述超高频信道用于传输普通数据信息；

确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息；

将确定出的正式频点信息和正式地址信息使用所述通信密钥加密后，通过超高频信道临时频点和临时地址发送给所述对端设备。

本发明实施例提供一种近距离通信中数据传输装置，包括：

信道控制单元，用于打开低/高频信道；

接收单元，用于接收对端设备通过所述低/高频信道传输的安全数据信息；

生成单元，用于利用所述接收单元接收到的安全数据信息，分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，所述超高频信道用于传输普通数据信息；

确定单元，用于确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息；

加密单元，用于使用所述通信密钥加密所述确定单元确定出的正式频点信息和正式地址信息；

发送单元，用于将所述加密单元加密后的正式频点信息和正式地址信息通过超高频信道临时频点和临时地址发送给所述对端设备

本发明实施例提供另外一种近距离通信中数据传输方法，包括：

打开非超高频信道；

使用所述非超高频信道，将安全数据信息发送给对端设备；以及

利用所述安全数据信息，分别生成本次通信使用的第一通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，所述超高频信道用于传输普通数据信息；

接收所述对端设备发送的、使用第二通信密钥加密后的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，其中，所述第二通信密钥为所述对端设备利用所述安全数据信息生成的；

使用所述第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

本发明实施例提供另外一种近距离通信中数据传输装置，包括：

信道控制单元，用于打开非超高频信道；

发送单元，用于使用所述非超高频信道，将安全数据信息发送给对端设备；

生成单元，用于利用所述安全数据信息，分别生成本次通信使用的第一通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，所述超高频信道用于传输普通数据信息；

接收单元，用于接收所述对端设备发送的、使用第二通信密钥加密后的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，其中，所述第二通信密钥为所述对端设备利用所述安全数据信息生成的；

解密单元，用于使用所述第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

本发明实施例提供一种通信设备，包括上述第一种近距离通信中数据传输装置，和/或包括上述第二种近距离通信中数据传输装置。

本发明实施例提供一种近距离通信中数据传输系统，包括第一通信设备和第二通信设备，其中，第一通信设备中设置有第二种近距离通信中数据传输装置，第二通信设备中设置有第一种近距离通信中数据传输装置。

本发明实施例提供的近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备，发送方使用非超高频信道向接收方传输安全数据信息，接收方利用该安全数据信息生成本次通信所使用的通信密钥以及超高频信道的临时频点信息和临时地址信息，同时，接收方确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，并使用生成的通信密钥对本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息进行加密后，通过超高频信道临时频点和临时地址发送给发送方，同时，发送方自身也会利用安全数据信息生成一个通信密钥，当发送方接收到本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息之后，利用自身生成的通信密钥进行解密，解密后，发送方和接收方便可以使用确定出的超高频信道正式频点和正式地址传输普通数据信息。由于上述过程中，发送方和接收方分别使用非超高频信道传输安全数据信息，由于非超高频信道传输距离较近，降低了信息泄漏风险，从而，保证了安全数据传输的安全性，同时，使用超高频信道传输普通数据信息，由于通信过程中采用对称密钥体系，发送方和接收方无需进行非对称加解密计算，从而不会影响通信效率和通信速度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例中，近距离通信中数据传输方法的实施流程示意图；

图2为本发明实施例中，近距离通信中数据传输装置一种可能的结构示意图；

图3为本发明实施例中，近距离通信中数据传输装置另外一种结构示意图；

图4为本发明实施例中，近距离通信中数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

为了在不影响通信效率和通信速度的同时，保证所传输数据的安全性，本发明实施例提供了一种近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备。

本发明实施例中涉及的非超高频频信道可以为低/高频信道，较佳地，其使用的频率范围可以但不限于在0~20MHz之间，通常为13.56MHz，超高频信道通常指频率在2.4GHz以上的信道。以下以非超频信道为低/高频信道为例进行说明。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例提供的近距离通信中数据传输方法的实施流程示意图，包括以下步骤：

S101、发送方设备打开低/高频信道；

S102、发送方设备利用该低/高频信道，向接收方设备发送安全数据信息；

其中，安全数据信息可以是用于初始化或者更改的敏感信息，包括密钥因子、加密算法标识等，其中，密钥因子可以由随机数生成，加密算法标识是通信双方预置的加密算法的统一标识，本发明实施例中，使用的加密算法可以但不限于为3DES、DES和AES等通用加密算法。

S103、安全数据信息发送完成后，发送方设备生成第一通信密钥和本次通信所使用的超高频信道的临时频点信息和临时地址信息；

具体的，发送方设备利用所发送的安全数据信息中包含的密钥因子和加密算法标识对应的加密算法分别生成本次通信所使用的第一通信密钥和本次通信所使用的超高频信道的临时频点信息和临时地址信息。

S104、发送方设备设置超高频信道的频点和地址分别为生成的超高频信道的临时频点和临时地址并等待；

S105、接收方设备打开低/高频信道等待；

具体实施时，接收方设备可以在通信开始时即打开低/高频信道等待，亦即无需在发送方设备执行步骤S101~S104之后打开低/高频信道等待。

S106、接收方设备接收发送方设备通过该低/高频信道传输的安全数据信息；

S107、接收方设备利用接收到的安全数据信息，分别生成本次通信使用的第二通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息；

具体的，接收方设备利用安全数据信息中的密钥因子和加密算法标识对应的加密算法生成本次通信的第二通信密钥；应当理解，为了便于区分，本发明实施例中将发送方设备和接收方设备各自生成的通信密钥分别称为第一通信密钥和第二通信密钥，具体实施时，由于发送方设备和接收方设备使用相同的密钥因子和加密算法分别生成第一通信密钥和第二通信密钥，因此，第一通信密钥和第二通信密钥是相同的。

S108、接收方设备确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息；

具体的，接收方设备利用预设加密算法对随机数进行计算，生成本次通信所使用的、超高频信道的正式频点信息和正式地址信息，且接收方设备需要确定该正式频点信息和地址信息未被占用。

S109、接收方设备利用自身生成的第二通信密钥对生成的超高频信道的正式频点信息和正式地址信息加密；

S110、接收方设备设置超高频信道的频点和地址分别为生成的超高频信道的临时频点和临时地址；

S111、接收方设备将加密后的超高频信道的正式频点信息和正式地址信息通过超高频信道发送给发送方设备；

S112、接收方设备设置超高频信道的频点和地址分别为生成的超高频信道的正式频点和正式地址；

较佳地，为了防止多个近距离通信系统并存的情况下，造成的超高频信道的频点、地址冲突，本发明实施例中，接收方设备可以采用跳频技术设置超高频信道的频点和地址分别为生成的超高频信道的正式频点和正式地址。

S113、发送方设备接收加密后的超高频信道的正式频点信息和正式地址信息；

S114、发送方设备利用自身生成的第一通信密钥对接收到的超高频信道的正式频点信息和正式地址信息解密；

S115、发送方设备设置超高频信道的频点和地址分别为超高频信道的正式频点和正式地址；

较佳地，为了防止多个近距离通信系统并存的情况下，造成的超高频信道的频点、地址冲突，本发明实施例中，发送方设备可以采用跳频技术设置超高频信道的频点和地址分别为生成的超高频信道的正式频点和正式地址。

S116、发送方设备和接收方设备通过超高频信道传输普通数据信息。

具体的，双方之间发送的普通数据信息可以各自使用自身生成的通信密钥进行加密，而对于接收到的普通数据信息则利用自身生成的通信密钥进行解密。

具体实施时，本发明实施例可以但不限应用与以下应用场景：

应用场景一、移动终端之间的收费视频流的传输

以手机与机顶盒之间数据交互为例，分别在手机与机顶盒中设置低/高频模块（例如13.56MHz的NFC模块）和超高频模块（如蓝牙模块），手机与机顶盒之间通过NFC模块建立通信连接，即手机与机顶盒之间使用NFC模块传输鉴权和计费相关数据，使用蓝牙模块传输收费的视频数据。

应用场景二、应用于停车场中的信息推送

分别在手机与停车场收费终端中设置低/高频模块（例如13.56MHz的NFC模块）和超高频模块（如WiFi模块），手机与收费终端之间通过NFC模块进行收费数据的传输，收费终端使用WiFi模块向用户推送广告信息等。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种近距离通信中数据传输装置、系统及相关通信设备，由于上述装置、系统及设备解决问题的原理与近距离通信中数据传输方法相似，因此上述装置、系统及设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

实施例二

如图2所示，为本发明实施例提供的第一种近距离通信中数据传输装置的结构示意图，包括：

信道控制单元201，用于打开非超高频信道；

接收单元202，用于接收对端设备通过该非超高频信道传输的安全数据信息；

生成单元203，用于利用接收单元202接收到的安全数据信息，分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，其中，超高频信道用于传输普通数据信息；

确定单元204，用于确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息；

加密单元205，用于使用通信密钥加密确定单元204确定出的正式频点信息和正式地址信息；

发送单元206，用于将加密单元205加密后的正式频点信息和正式地址信息通过超高频信道临时频点和临时地址发送给对端设备。

具体实施时，信道控制单元201，还可以用于在将确定出的正式频点信息和正式地址信息发送给所述对端设备之后，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

具体的，信道控制单元201，可以用于使用跳频技术设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为超高频信道的正式频点信息对应的频点和超高频信道的正式地址信息对应的地址。

较佳地，安全数据信息包括密钥因子和加密算法标识；以及

生成单元203，可以用于利用接收到的密钥因子和加密算法标识对应的加密算法分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和地址信息。

较佳地，确定单元204，可以用于利用预设加密算法对随机数进行计算，生成本次通信使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

需要说明的是，上述近距离通信中数据传输装置可以设置于接收方设备中。

实施例三

如图3所示，为本发明实施例提供的第二种近距离通信中数据传输装置的结构示意图，包括：

信道控制单元301，用于打开非超高频信道；

发送单元302，用于使用该非超高频信道，将安全数据信息发送给对端设备；

生成单元303，用于利用该安全数据信息，分别生成本次通信使用的第一通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，其中，超高频信道用于传输普通数据信息；

接收单元304，用于接收对端设备发送的、使用第二通信密钥加密后的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，其中，第二通信密钥为对端设备利用接收到的安全数据信息生成的；

解密单元305，用于使用第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

具体实施时，信道控制单元301，还可以用于在使用第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息之后，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

具体的，信道控制单元301，可以用于使用跳频技术设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

需要说明的是，上述近距离通信中数据传输装置可以设置于发送方设备中。

上述两种近距离通信中数据传输装置，可以设置在任何可以进行近距离通信的通信设备中，既可以单独设置在发送方设备中或者单独设置在接收方设备中，还可以设置于同一通信设备，来实现近距离通信数据传输。

实施例四

如图4所示，为本发明实施例提供的近距离通信中数据传输系统的结构示意图，包括第一通信设备401和第二通信设备402，其中，在第一通信设备401中设置有图3所示的近距离通信中数据传输装置，在第二通信设备402中设置有图2所示的近距离通信中数据传输装置。

本发明实施例提供的近距离通信中数据传输方法、装置、系统及通信设备，发送方使用低/高频信道向接收方传输安全数据信息，接收方利用该安全数据信息生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道的临时频点信息和临时地址信息，同时，接收方确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，并使用生成的通信密钥对本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息进行加密后，通过超高频信道临时频点和临时地址发送给发送方，同时，发送方自身也会利用安全数据信息生成一个通信密钥，当发送方接收到本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息之后，利用自身生成的通信密钥进行解密，解密后，发送方和接收方便可以使用确定出的超高频信道正式频点和正式地址传输普通数据信息。由于上述过程中，发送方和接收方分别使用低/高频信道传输安全数据信息，由于低/高频信道传输距离较近，降低了信息泄漏风险，从而，保证了安全数据传输的安全性，同时，使用超高频信道传输普通数据信息，由于通信过程中采用对称密钥体系，发送方和接收方无需进行非对称加解密计算，从而不会影响通信效率和通信速度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种近距离通信中数据传输方法，其特征在于，包括：

打开非超高频信道；

接收对端设备通过所述非超高频信道传输的安全数据信息；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将确定出的正式频点信息和正式地址信息发送给所述对端设备之后，还包括：

设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址，具体包括：

使用跳频技术设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全数据信息包括密钥因子和加密算法标识；以及

根据所述安全数据信息，分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和临时地址信息，具体包括：

利用接收到的密钥因子和加密算法标识对应的加密算法分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和地址信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息，具体包括：

利用预设加密算法对随机数进行计算，生成本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

6.一种近距离通信中数据传输装置，其特征在于，包括：

信道控制单元，用于打开非超高频信道；

接收单元，用于接收对端设备通过所述非超高频信道传输的安全数据信息；

发送单元，用于将所述加密单元加密后的正式频点信息和正式地址信息通过超高频信道临时频点和临时地址发送给所述对端设备。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述信道控制单元，还用于在将确定出的正式频点信息和正式地址信息发送给所述对端设备之后，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述信道控制单元，具体用于使用跳频技术设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述安全数据信息包括密钥因子和加密算法标识；以及

所述生成单元，具体用于利用接收到的密钥因子和加密算法标识对应的加密算法分别生成本次通信使用的通信密钥以及超高频信道临时频点信息和地址信息。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述确定单元，具体用于利用预设加密算法对随机数进行计算，生成本次通信使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息。

11.一种近距离通信中数据传输方法，其特征在于，包括：

打开非超高频信道；

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在使用所述第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息之后，还包括：

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址，具体包括：

14.一种近距离通信中数据传输装置，其特征在于，包括：

信道控制单元，用于打开非超高频信道；

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，

所述信道控制单元，还用于在使用所述第一通信密钥解密对端设备发送的本次通信所使用的超高频信道正式频点信息和正式地址信息之后，设置本次通信所使用的超高频信道的频点和地址分别为所述正式频点信息对应的频点和所述正式地址信息对应的地址。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，

17.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求6~10任一权利要求所述的装置，和/或权利要求14、15或16所述的装置。

18.一种近距离通信中数据传输系统，其特征在于，包括第一通信设备和第二通信设备，其中，所述第一通信设备中设置有权利要求14、15或16所述的装置，所述第二通信设备中设置有权利要求6~10任一权利要求所述的装置。