CN104683976A - 报文发送以及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种报文发送方法，包括以下步骤：随机生成第一密钥序列；利用所述第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据；将所述第一密钥序列附加在所述新数据上形成有效数据；根据所述有效数据形成加密报文发送给接收端。上述报文发送方法，会随机生成第一密钥序列并利用该第一密钥序列对原始数据进行加密后形成新数据，还将该第一密钥序列附加在新数据上形成有效数据后形成报文发送给接收端。由于第一密钥序列每次都是随机产生，具有不固定、无规律的特点，从而使得破解难度较高，提高了数据传输过程的安全性。还公开了一种报文接收方法。

Description

报文发送以及接收方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种报文发送以及接收方法。

背景技术

随着通信技术和计算机技术的不断发展，当前无线通信设备广泛应用于各个领域。由于无线设备的使用场景广泛，无线设备会安装在各个地方。当需要与设备进行数据传输时，有可能只能通过无线方式向设备发送相关数据报文来实现。对于一些安装位置不便于维护的设备，通常也会为该设备增加无线通信功能，以对设备进行无线升级等操作。在某些无线通信系统中，无线网络需要工作在某些固定频率，在向这些设备进行数据传输时采用的无线频段也是固定的，因此很容易被监听到并导致传输的数据信息泄露，从而使得无线通信过程中数据的安全性较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种数据安全性较高的报文发送方法。

还提供一种报文接收方法。

一种报文发送方法，包括以下步骤：随机生成第一密钥序列；利用所述第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据；将所述第一密钥序列附加在所述新数据上形成有效数据；根据所述有效数据形成加密报文发送给接收端。

在其中一个实施例中，所述利用所述第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据的步骤具体包括：计算所述第一密钥序列的算术和；利用所述算术和对所述原始数据进行加密形成新数据。

在其中一个实施例中，所述利用所述算术和对所述原始数据进行加密形成新数据的步骤中，是将所述算术和与所述原始数据进行逻辑运算来进行加密形成新数据的。

在其中一个实施例中，所述将所述第一密钥序列附加在所述新数据上形成有效数据的步骤之后、所述根据所述有效数据形成加密报文发送给接收端的步骤之前，还包括步骤：生成第二密钥序列；获取有效数据并将第二密钥序列附加在所述有效数据后形成校验数据；根据所述校验数据计算获得校验码；将所述校验码附加在所述有效数据上；所述加密报文包括附加了校验码的有效数据。

在其中一个实施例中，还包括步骤：将所述第一密钥序列的字节长度以及所述第一密钥序列在所述有效数据上的位置信息发送给接收端。

一种报文接收方法，包括以下步骤：接收发送端发送来的加密报文；从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列；将所述有效数据上的所述第一密钥序列去除形成新数据；利用所述第一密钥序列对所述新数据进行解密获得原始数据。

在其中一个实施例中，所述利用所述第一密钥序列对所述新数据进行解密获得原始数据的步骤具体包括：计算所述第一密钥序列的算术和；利用所述算术和对所述新数据进行解密获得原始数据。

在其中一个实施例中，所述利用所述算术和对所述新数据进行解密获得原始数据的步骤中，是将所述算术和与所述新数据进行逻辑运算来进行解密获得原始数据的。

在其中一个实施例中，所述接收发送端发送来的加密报文的步骤之后、从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤之前，还包括步骤：获取第二密钥序列以及原始校验码；将所述原始校验码从所述有效数据中去除；将所述第二密钥序列附加在去除了校验码的有效数据后形成校验数据；根据所述校验数据计算获得校验码；判断计算得到的校验码是否等于所述原始校验码；若是则执行所述从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤；若否，则丢弃所述加密报文。

在其中一个实施例中，所述从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤具体为：获取所述第一密钥序列的长度以及所述第一密钥序列在所述有效数据中的位置信息；根据所述长度以及所述位置信息从所述有效数据中获取第一密钥序列。

上述报文发送方法，会随机生成第一密钥序列并利用该第一密钥序列对原始数据进行加密后形成新数据，还将该第一密钥序列附加在新数据上形成有效数据后形成报文发送给接收端。由于第一密钥序列每次都是随机产生，具有不固定、无规律的特点，从而使得破解难度较高，提高了数据传输过程的安全性。

上述报文接收方法，根据加密报文中的第一密钥序列对加密报文中传输的有效数据进行解密从而获得原始数据。由于第一密钥序列每次都是随机产生，具有不固定、无规律的特点，从而使得破解难度较高，提高了数据传输过程的安全性。

附图说明

图1为传统的进行无线通信报文组成的示意图；

图2为传统的常用无线升级报文格式的示意图；

图3为一实施例中的报文发送方法的流程图；

图4为另一实施例中的报文发送方法的流程图；

图5为图4所示实施例中的报文发送方法中形成的加密报文组成的示意图；

图6为一实施例中的报文接收方法的流程图；

图7为另一实施例中的报文接收方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在无线设备之间进行无线通信的报文一般可分为通用数据、关键数据以及校验码三个部分，如图1所示。图2则为传统的常用无线升级报文格式的示意图。其中，通用数据是指如帧头、帧尾、帧长以及帧类型等数据传输协议制定的帧字节。关键数据即为该报文传输的主要数据内容，即原始数据内容。校验码一般用于验证传输报文的正确性。传统的无线设备之间的无线通信的数据安全性较低。本发明公开了一种报文发送方法以及一种报文接收方法，能够有效提高无线设备之间数据传输的安全性，特别是能够有效提高设备无线升级过程的数据安全性。

图3为一实施例中的报文发送方法的流程图，包括以下步骤。

S310，随机生成第一密钥序列。

第一密钥序列为随机生成，其并不需要根据一定的规则来产生。并且，第一密钥序列每次都是随机产生的，其具有不固定、无规律的特点，因此提高了破解难度，从而有利于提高数据传输过程的安全性。生成的第一密钥序列的字节长度可以根据需要进行设定。在本实施例中，第一密钥序列的长度可以在进行数据传输之前发送给接收端，也可以在数据传输过程中将第一密钥序列的长度附在报文中一并发送给接收端。

S320，利用第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据。

利用第一密钥序列对等待传输的报文中的原始数据进行加密并形成新数据。在本实施例中，第一密钥序列是对关键数据部分的原始数据进行相应的加密操作。具体地，先计算随机生成的第一密钥序列的算术和，再根据该算术和对原始数据进行逻辑运算从而实现对原始数据的加密并形成新数据。其中，逻辑运算可以为加法、减法或者异或算法等。在本实施例中，逻辑运算采用加法运算，处理速度较快。

S330，将第一密钥序列附加在新数据上形成有效数据。

将第一密钥序列附加在经过加密的新数据上形成有效数据，一并进行发送。在本实施例中，第一密钥序列直接附加在新数据后面，因此解密过程中只需要获知第一密钥序列的长度即可。在其他的实施例中，为提高数据传输的安全性，还可以将第一密钥序列嵌在新数据的前面或者中间位置。因此，此时需要将第一密钥序列在有效数据中的位置信息附在报文中一并发送给接收端。

下面结合一具体实施例来对有效数据的形成进行说明。例如，报文中关键数据部分的原始数据为0x01 0x02 0x03 0x04 0x05，随机产生的第一密钥序列为0x01 0x01。在本例中，第一密钥序列为2字节，计算第一密钥序列的算术和S，S＝0x02。因此，根据计算得到的算术和S对原始数据进行逻辑加运算从而实现对原始数据的加密并形成新数据。加密后形成的新数据为0x03 0x04 0x05 0x060x07。有效数据是将第一密钥序列附加在新数据后获得的，因此，无线通信中报文的关键数据部分实际传输的有效数据为0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x010x01。

S340，根据有效数据形成加密报文发送给接收端。

根据经过第一密钥序列进行明码加密操作后的有效数据形成加密报文并发送给接收端。经过第一密钥序列进行明码加密后的有效数据具有较高的安全性，不易被破解，从而保证了数据的加密性。

上述报文发送方法，会随机生成第一密钥序列并利用该第一密钥序列对原始数据进行明码加密后形成新数据，还将该第一密钥序列附加在新数据上形成有效数据后形成报文发送给接收端。由于第一密钥序列每次都是随机产生，具有不固定、无规律的特点，从而使得破解难度较高，提高了数据传输过程的安全性。尤其是设备的无线升级过程中，无线升级报文中的关键数据部分经过第一密钥序列的加密处理，不容易被破译，不会导致机密信息的泄露。

图4为另一实施例中的报文发送方法，在本实施例中，在步骤S330和步骤S340之间还包括步骤S410～S440。

S410，生成第二密钥序列。

第二密钥序列可以通过一定的规则生成，也可以由发送端和接收端约定使用默认的密钥序列。因此，第二密钥序列无需附加在加密报文中。在本实施例中，第二密钥序列采用默认的密钥序列。

S420，形成校验数据。

从加密报文中获取有效数据，并将生成的第二密钥序列附加在有效数据后形成检验数据。

S430，根据校验数据计算获得校验码。

传统的无线通信过程，校验码的获得是根据待传输的原始数据来计算获得的。而本实施例中，通过在获取到的有效数据之后附加第二密钥序列形成校验数据，再根据得到的校验数据来计算获得校验码。通过第二密钥序列实现对校验码的暗码加密，从而能够在保证数据传输的安全性以及加密性的同时有效防止恶意报文对设备的攻击。在本实施例中，计算获得校验码的方法为CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验)校验方法。

S430，将验证码附加在有效数据上。

将计算得到的校验码附加在有效数据上，从而完成对报文的加密。在本实施例中，计算获得的检验码附加在有效数据之后形成加密报文，发送给接收端。图5为报文发送方法中形成的加密报文组成的示意图。

上述报文发送方法，通过第一密钥序列对原始数据进行明码加密并通过第二密钥序列对验证码进行暗码加密，能够提高数据传输的安全性。采用第一密钥序列对原始数据进行明码，虽然加密方式简单，但由于每次第一密钥序列都是随机生成的，故产生的算术和也是随机，如不知道第一密钥序列的长度以及位置信息就无法对数据进行解密。上述报文发送方法还会采用第二密钥序列对验证码进行暗码加密，在不知道第二密钥序列的情况下即使知道了校验算法也无法得出有效的校验码，无效校验码的报文会被丢弃，能够避免除工作人员以外的其他人员向无线设备发送错误无线升级报文导致设备故障，从而提高了设备无线升级过程的数据安全性和设备无线升级功能的安全性。通过明码和暗码的加密方式，能够排除无线设备升级时数据泄密的可能，也增强了无线设备对有害报文、恶意报文的抵抗能力。上述报文发送方法特别适合于电力行业的无线设备的无线升级过程。

图6为一实施例中的报文接收方法的流程图，包括以下步骤。

S610，接收发送端发送来的加密报文。

接收端通过无线通信方式接收从发送端发送来的加密报文。

S620，从加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列。

在本实施例中，第一密钥序列直接附加在加密报文中的关键数据部分，接收端可以直接获取，无需额外操作来获得密钥，处理速度较快。由于加密过程中第一密钥序列是随机生成的，其可以嵌入在数据的任一位置，因此需要获取第一密钥序列的长度以及第一密钥序列在有效数据中的位置信息，从而根据其位置信息以及长度从有效数据中查找出来。在本实施例中，第一密钥序列的长度和第一密钥序列在有效数据中的位置信息均附在报文中。

S630，将有效数据上的第一密钥序列去除形成新数据。

在获取到第一密钥序列后就将其从有效数据中去除，形成新数据。

S640，利用第一密钥序列对新数据进行解密获得原始数据。

由于加密文件主要是通过第一密钥序列对报文中的关键数据部分的数据进行了加密处理，因此在利用第一密钥序列进行解密的过程中也仅对关键数据部分的数据进行解密即可。具体为，计算第一密钥序列的算术和，再根据该算术和对新数据进行逻辑运算从而实现对新数据的解密获得原始数据。利用第一密钥序列对新数据进行解密获得原始数据的过程与加密过程正好是相反的过程，即若加密过程的逻辑运算为加法，则解密过程则为减法。

上述报文接收方法，根据加密报文中的第一密钥序列对加密报文中传输的有效数据进行解密从而获得原始数据。由于第一密钥序列每次都是随机产生，具有不固定、无规律的特点，从而使得破解难度较高，提高了数据传输过程的安全性。

图7为另一实施例中的报文接收方法，在本实施例中，在步骤S610和步骤S620之间还包括步骤S710～S760。

S710，获取第二密钥序列以及原始校验码。

在本实施例中，原始校验码附加在加密报文中的有效数据中，因此可以直接从加密报文中获取到原始验证码。第二密钥序列为默认的密钥序列，因此可以在接收端直接获取到第二密钥序列。在其他的实施例中，第二密钥序列也可以通过一定的规则产生，接收端需要采用与发送端相同的规则来生成第二密钥序列。原始校验码即为加密报文中附加在有效数据后面的校验码。

S720，将原始校验码从有效数据中去除。

S730，将第二密钥序列附加在去除了校验码的有效数据后形成校验数据。

S740，根据校验数据计算获得校验码。

根据校验数据计算获得校验码的计算方式与加密过程中生成校验码的方法保持一致，本实施例中，采用CRC校验方法。

S750，判断计算得到的校验码是否等于原始校验码。

将计算得到的校验码和原始校验码进行比较，若计算得到的校验码与原始校验码相等，即可确认该加密报文的正确性，则执行步骤S620，即对有效数据进行解密；若计算得到的校验码与原始校验码不相等，则执行步骤S760。

传统的报文处理过程中，校验码是由原始数据进行计算获得的。例如，原始数据为AAAAAAAAAAAAAAAAAAA时，采用CRC检验方法计算得出校验码为0X1234。因此，接收端如收到(AAAAAAAAAAAAAAAAAAA+0X1234)(有效数据+校验段)报文后，会根据AAAAAAAAAAAAAAAAAAA采样相同的方法计算得到校验码，若得到校验码为0X1234，与接收到的校验码相同则认为该报文正确，可进下一步处理。这样简单的方式较容易受到恶意报文的攻击。

在本实施例中，加密报文会形成第二密钥序列对校验码进行加密。具体地，生成的第二密钥序列为BBBB，并将该第二密钥序列附加在原始数据上形成校验数据，形成的校验数据为AAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBB，因此通过CRC校验方法计算得到的校验码为0X5678。故，报文AAAAAAAAAAAAAAAAAAA对应的正确校验码应该是0X5678，而非0X1234。接收端只有在接收到(AAAAAAAAAAAAAAAAAAA+0X5678)报文，并且计算得到的校验码与接收到的原始校验码一致才认为该报文正确，可进下一步处理，采用这样的方式，可有效防止恶意报文的攻击。

S760，丢弃加密报文。

当计算得到的校验码与原始校验码不一致时，将该加密报文丢弃，能够避免除工作人员以外的其他人员向无线设备发送错误无线升级报文导致设备故障，从而提高了设备无线升级过程的数据安全性和设备无线升级功能的安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种报文发送方法，包括以下步骤：

随机生成第一密钥序列；

利用所述第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据；

将所述第一密钥序列附加在所述新数据上形成有效数据；

根据所述有效数据形成加密报文发送给接收端。

2.根据权利要求1所述的报文发送方法，其特征在于，所述利用所述第一密钥序列对待传输的原始数据进行加密形成新数据的步骤具体包括：

计算所述第一密钥序列的算术和；

利用所述算术和对所述原始数据进行加密形成新数据。

3.根据权利要求2所述的报文发送方法，其特征在于，所述利用所述算术和对所述原始数据进行加密形成新数据的步骤中，是将所述算术和与所述原始数据进行逻辑运算来进行加密形成新数据的。

4.根据权利要求1所述的报文发送方法，其特征在于，所述将所述第一密钥序列附加在所述新数据上形成有效数据的步骤之后、所述根据所述有效数据形成加密报文发送给接收端的步骤之前，还包括步骤：

生成第二密钥序列；

获取有效数据并将第二密钥序列附加在所述有效数据后形成校验数据；

根据所述校验数据计算获得校验码；

将所述校验码附加在所述有效数据上；所述加密报文包括附加了校验码的有效数据。

5.根据权利要求1所述的报文发送方法，其特征在于，还包括步骤：将所述第一密钥序列的字节长度以及所述第一密钥序列在所述有效数据上的位置信息发送给接收端。

6.一种报文接收方法，包括以下步骤：

接收发送端发送来的加密报文；

从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列；

将所述有效数据上的所述第一密钥序列去除形成新数据；

利用所述第一密钥序列对所述新数据进行解密获得原始数据。

7.根据权利要求6所述的报文接收方法，其特征在于，所述利用所述第一密钥序列对所述新数据进行解密获得原始数据的步骤具体包括：

计算所述第一密钥序列的算术和；

利用所述算术和对所述新数据进行解密获得原始数据。

8.根据权利要求7所述的报文接收方法，其特征在于，所述利用所述算术和对所述新数据进行解密获得原始数据的步骤中，是将所述算术和与所述新数据进行逻辑运算来进行解密获得原始数据的。

9.根据权利要求6所述的报文接收方法，其特征在于，所述接收发送端发送来的加密报文的步骤之后、从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤之前，还包括步骤：

获取第二密钥序列以及原始校验码；

将所述原始校验码从所述有效数据中去除；

将所述第二密钥序列附加在去除了校验码的有效数据后形成校验数据；

根据所述校验数据计算获得校验码；

判断计算得到的校验码是否等于所述原始校验码；

若是则执行所述从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤；

若否，则丢弃所述加密报文。

10.根据权利要求6所述的报文接收方法，其特征在于，所述从所述加密报文中传输的有效数据中获取第一密钥序列的步骤具体为：

获取所述第一密钥序列的长度以及所述第一密钥序列在所述有效数据中的位置信息；

根据所述长度以及所述位置信息从所述有效数据中获取第一密钥序列。