CN105227494B - 一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据通信、密码应用技术领域，尤其是一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置。本发明针对现有技术的问题，提供一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置，设计出一种安全高效的设备密钥、文件密钥、协议密钥的密钥体系，提出交换机镜像防护、交换机文件防护、协议数据防护的方法，解决以太网交换机自身的安全隐患。本发明通过交换机与太网交换机进行相互配合在镜像启动、配置文件及数据传输过程进行加密处理，来判断操作是否合法，用以达到本发明的目的。

Description

一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信、密码应用技术领域，尤其是一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置。

背景技术

现有的以太网交换机基于“转发与控制分离”的技术架构，对交换机自身的安全性考虑不完善，存在如下安全隐患：（1）以太网交换机启动镜像的合法性和安全性存在隐患；（2）以太网交换机文件系统以明文进行保存，交换机文件轻易被暴露，存在网络内拓扑信息被暴露的安全隐患；（3）以太网交换机协议大多以明文方式进行通信，存在通过构造虚假协议报文，截取业务数据的安全隐患；

本发明设计出一种安全高效的设备密钥、文件密钥、协议密钥的二层密钥体系，提出对交换机镜像、文件、协议数据防护的方法，解决上述交换机自身的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的问题，提供一种基于以太网交换机的数据安全交互方法及装置，本发明基于以太网交换机设备“转发与控制分离”的技术架构，设计出一种安全高效的设备密钥、文件密钥、协议密钥的密钥体系，提出交换机镜像防护、交换机文件防护、协议数据防护的方法，解决以太网交换机自身的安全隐患。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于以太网交换机的数据安全交互方法包括：

步骤1：以太网交换机启动镜像验证，然后进行配置文件解密验证；

步骤2：当以太网交换机收到其他以太网交换机加密后的RIP报文时，该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行解密，如果加密卡解密成功，则加密卡返回解密后的RIP报文给以太网交换机，否则，加密卡返回RIP报文非法；

步骤3：当该以太网交换机向其他以太网交换机发送RIP报文时；该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行加密，如果加密卡加密成功，则返回加密后的RIP报文给其他指定的以太网交换机；否则，加密卡返回失败。

进一步的，所述步骤1中启动镜像验证的具体过程是：

步骤11：以太网交换机启动时加载启动镜像；

步骤12：以太网交换机向加密卡传入设备私钥，加密卡通过SM4对称算法对启动镜像进行解密；如果加密卡对镜像解密成功，则以太网交换机启动镜像，进行配置文件加载验证；否则，交换机无法正常启动。

进一步的，所述步骤1中加载文件验证包括：

步骤111：以太网交换机启动时加载配置文件；

步骤112：以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对配置文件解密，如果加密卡对配置文件解密成功，则加密卡给以太网交换机返回明文配置文件，进行以太网交换机数据交互；否则，交换机加载配置文件失败。

进一步的，当配置文件有更改时，以太网交换机对更改后的配置文件进行加密，以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备公钥，加密卡通过SM4对称算法进行加密，如果加密卡加密成功，则返回加密后的配置文件给以太网交换机；否则，配置文件加密失败。

一种基于以太网交换机的数据安全交互装置包括：

以太网交换机，用于启动镜像验证，然后进行配置文件解密验证；

加密卡，用于当以太网交换机收到其他以太网交换机加密后的RIP报文时，该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行解密，如果加密卡解密成功，则加密卡返回解密后的RIP报文给以太网交换机，否则，加密卡返回RIP报文非法；当该以太网交换机向其他以太网交换机发送RIP报文时；该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡处理后返回结果；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行加密，如果加密卡加密成功，返回加密后的RIP报文给其他指定的以太网交换机；否则，加密卡返回失败

进一步的，所述配置文件解密验证具体过程包括：

步骤11：以太网交换机启动时加载启动镜像；

步骤12：以太网交换机向加密卡传入设备私钥，加密卡通过SM4对称算法对启动镜像进行解密；如果加密卡对镜像解密成功，则以太网交换机启动镜像，进行配置文件加载验证；否则，交换机无法正常启动：

进一步的，所述启动镜像验证具体过程是：

步骤111：以太网交换机启动时加载配置文件；

步骤112：以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对配置文件解密，如果加密卡对配置文件解密成功，则加密卡给以太网交换机返回明文配置文件，进行以太网交换机数据交互；否则，交换机加载配置文件失败。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.安全可靠。设计出安全高效的设备密钥、文件密钥、协议密钥的二层密钥体系，对文件密钥和协议密钥采用二层加密的方式，保证密钥的安全可靠，同时提出了解决以太网交换机自身安全隐患的方法，实现以太网交换机启动镜像的安全防护、以太网交换机重要文件的安全防护、以太网交换机协议数据的安全防护，保障了以太网交换机的安全可靠。

2.良好的扩展性。协议数据加密目前采用SM算法，可以灵活的进行算法替换，保证协议数据的机密性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1安全以太网交换机二级密钥管理架构。

图2以太网交换机启动镜像防护流程图。

图3以太网交换机配置文件流程图。

图4以太网交换机协议加密流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以太网交换机的密钥管理通过设备密钥、文件密钥、协议密钥二级体系对密钥进行管理和分发，其密钥体系架构如图1所示。

以太网交换机的设备密钥采用公开密钥体制，设备密钥通过设备离线注册的方式产生，设备通过使用USBKEY等方式掌握自己的私钥，通过使用设备公钥加密交换机启动镜像，使用私钥解密的方式来确保交换机启动镜像的合法可靠；

文件密钥则是文件的哈希值，设备使用该哈希值加密文件，利用设备公钥加密该哈希值，使用私钥解密的方式来保护交换机重要文件（例如交换机配置文件）的安全可靠；

协议密钥通过CLI/WEB配置生成，内部使用设备公钥加密保存，使用私钥解密的方式来保护协议密钥的安全可靠，协议数据采用SM算法进行加密。

以太网交换机启动镜像的安全防护流程图2。

1) 以太网交换机启动时加载启动镜像；

2) 以太网交换机向加密卡传入设备私钥；

3) 加密卡通过SM4对称算法进行解密处理。如果解密成功，返回启动镜像，如果解密失败，交换机无法正常启动；

以太网交换机重要文件的安全防护流程如图3（以交换机配置文件为例）：

1) 以太网交换机启动时加载配置文件；

2) 以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备私钥，加密卡通过SM4对称算法进行解密；如果解密成功，返回明文配置文件，如果解密失败，交换机加载配置文件失败；

当配置文件有更改时，以太网交换机进行配置文件加密，具体过程是：

1) 收到配置文件加密请求，向加密卡传入文件哈希值、设备公钥；

2) 加密卡通过SM4对称算法进行加密。如果加密成功，返回加密后的配置文件；否则，配置文件加密失败；

以太网交换机协议数据加密的安全防护流程如图4（以动态路由协议RIP为例）：

1) 以太网交换机B收到以太网交换机A加密后的RIP报文；

2) 以太网交换机B向加密卡传入协议密钥、设备A公钥；

3) 加密卡通过SM4对称算法进行解密；如果解密成功，返回解密后的RIP报文，如果解密失败，返回RIP报文非法；

4) 以太网交换机B向以太网交换机A发送RIP报文

5) 以太网交换机B向加密卡传入协议密钥、设备A公钥；

6) 加密卡通过SM4对称算法进行加密；如果加密成功，返回加密后的RIP报文，如果加密失败，返回失败；

向以太网交换机A发送加密后的RIP报文。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种基于以太网交换机的数据安全交互方法，其特征在于包括：

步骤1：以太网交换机启动镜像验证，然后进行配置文件解密验证；

步骤2：当以太网交换机收到其他以太网交换机加密后的RIP报文时，该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行解密，如果加密卡解密成功，则加密卡返回解密后的RIP报文给以太网交换机，否则，加密卡返回RIP报文非法；

步骤3：当该以太网交换机向其他以太网交换机发送RIP报文时；该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行加密，如果加密卡加密成功，则返回加密后的RIP报文给其他指定的以太网交换机；否则，加密卡返回失败。

2.根据权利要求1所述的一种基于以太网交换机的数据安全交互方法，其特征在于所述步骤1中启动镜像验证的具体过程是：

步骤11：以太网交换机启动时加载启动镜像；

步骤12：以太网交换机向加密卡传入对称密钥，加密卡通过SM4对称算法对启动镜像进行解密；如果加密卡对镜像解密成功，则以太网交换机启动镜像，进行配置文件加载验证；否则，交换机无法正常启动。

3.根据权利要求1所述的一种基于以太网交换机的数据安全交互方法，其特征在于所述步骤1中加载文件验证包括：

步骤111：以太网交换机启动时加载配置文件；

步骤112：以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对配置文件解密，如果加密卡对配置文件解密成功，则加密卡给以太网交换机返回明文配置文件，进行以太网交换机数据交互；否则，交换机加载配置文件失败。

4.根据权利要求1至3之一所述的一种基于以太网交换机的数据安全交互方法，其特征在于当配置文件有更改时，以太网交换机对更改后的配置文件进行加密，以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备公钥，加密卡通过SM4对称算法进行加密，如果加密卡加密成功，则返回加密后的配置文件给以太网交换机；否则，配置文件加密失败。

5.一种基于以太网交换机的数据安全交互装置，其特征在于包括：

以太网交换机，用于启动镜像验证，然后进行配置文件解密验证；

加密卡，用于当以太网交换机收到其他以太网交换机加密后的RIP报文时，该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行解密，如果加密卡解密成功，则加密卡返回解密后的RIP报文给以太网交换机，否则，加密卡返回RIP报文非法；当该以太网交换机向其他以太网交换机发送RIP报文时；该以太网交换机向加密卡传入协议密钥、其他以太网接收机公钥；加密卡处理后返回结果；加密卡通过SM4对称算法对RIP报文进行加密，如果加密卡加密成功，返回加密后的RIP报文给其他指定的以太网交换机；否则，加密卡返回失败。

6.根据权利要求5所述的一种基于以太网交换机的数据安全交互装置，其特征在于所述配置文件解密验证具体过程包括：

步骤11：以太网交换机启动时加载启动镜像；

步骤12：以太网交换机向加密卡传入对称密钥，加密卡通过SM4对称算法对启动镜像进行解密；如果加密卡对镜像解密成功，则以太网交换机启动镜像，进行配置文件加载验证；否则，交换机无法正常启动。

7.根据权利要求5所述的一种基于以太网交换机的数据安全交互装置，其特征在于所述启动镜像验证具体过程是：

步骤111：以太网交换机启动时加载配置文件；

步骤112：以太网交换机向加密卡传入文件哈希值、设备私钥；加密卡通过SM4对称算法对配置文件解密，如果加密卡对配置文件解密成功，则加密卡给以太网交换机返回明文配置文件，进行以太网交换机数据交互；否则，交换机加载配置文件失败。