CN105227680A - 一种智能设备文件下载有效性控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能设备文件下载有效性控制方法，包括步骤：客户端向服务器发起下载请求，下载服务器返回文件密文和文件长度、文件哈希值，文件类型等文件相关值。客户端把上述信息存入数据库，然后根据文件哈希值及客户端本地值验证文件密文，如果验证成功则下载，如果验证失败则下载失败。在断点续传时，判断此次请求与上次请求的文件哈希值是否相等，如果相等则继续下载，如果不相等则重新下载。下载成功后，客户端再次计算文件哈希值，验证文件完整性，如果验证失败，则下载失败。本发明系统具有高效性、高效率、高扩展性，通过多步验证，有效解决下载文件被截持、下载断点续传时服务器文件再次更新、下载文件不完整等文件有效性安全问题。

Description

一种智能设备文件下载有效性控制方法

技术领域

本发明涉及智能设备下载过程中的网络安全和网络数据传输领域，特别涉及一种智能设备文件下载有效性控制方法。

背景技术

随着信息技术的发展，特别是Android和iOS系统的推出，移动互联网极大的丰富了人们的生活。人们日益习惯于通过智能设备来下载各种数据，如软件应用、视频、音乐等。现有的下载工作流程如下：

步骤1：客户端通过下载地址向服务器发起请求；

步骤2：服务器返回客户端需要下载的文件流；

步骤3：客户端开始读取文件流，将文件存储在本地客户端磁盘上。

针对Android等比较开放的系统，当用户点击下载某一个应用a时，可能会被中间运营商或路由器等中间通信设备出于推广应用等目的截持，将下载地址替换成其他下载地址，进而变成下载应用b，然后在用户不知情的情况下，强迫在智能设备上安装成应用b。更有甚者，用户点击下载某个应用，结果被变成下载病毒，进而直接威胁用户的使用安全。

另外，如果出现用户点击暂停、智能设备电量不足、网络中断等情况，会造成当前下载文件的中断。目前一般的解决方法是，在用户重新点击续传后，客户端再次从服务器之前的存储位置读取数据。由于服务器有可能会更新文件，因此如果继续从之前的文件位置读取数据，则下载后的文件将是被损坏的文件，不能被使用，会浪费用户的时间、流量，给用户造成不便。

因此，寻求一种能够验证服务器文件有效性、断点续传文件有效性和完整性的智能设备文件下载有效性控制方法和系统具有重要的研究意义。

发明内容

针对现有智能设备下载文件可能被截持、下载文件经常损坏的问题，本发明提供一种智能设备文件下载有效性控制方法，该方法通过传输额外的文件验证信息，可验证文件有效性、断点续传文件的有效性和下载后文件的完整性，有效解决了下载文件被截持、下载断点续传时服务器文件再次更新、下载文件不完整等文件有效性安全问题，具有高效性、高效率、高扩展性的优点。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种智能设备文件下载有效性控制方法，包括步骤：在客户端向服务器发起某一文件下载请求时，服务器计算所述文件的初始哈希值，并对其进行加密得到一文件密文，将此文件密文以及初始哈希值发送到客户端；客户端对文件密文进行解密，得到解密后哈希值；验证所述解密后哈希值与初始哈希值是否一致，如果一致，则开始下载，否则拒绝下载。从而防止下载文件被截持，验证文件的有效性。

具体的，包括步骤：

(1)客户端从服务器获取URI(UniformResourceIdentifier,统一资源标识符)，并设置好文件存储路径；

(2)客户端通过URI以HTTP方式向服务器发起某一文件下载请求；

(3)服务器通过URI返回客户端文件流，并对所述文件进行哈希值计算，得到初始哈希值，然后通过预先设定的加密算法将该初始哈希值加密得到文件密文，然后将初始哈希值、文件密文、文件大小、文件类型传输到客户端；

(4)客户端通过采用与所述加密算法对应的解密算法对所述文件密文进行解密，得到解密后哈希值，判断解密后哈希值与初始哈希值是否一致，如果一致，则验证成功，执行步骤(5)，否则，验证失败，表示下载失败；

(5)将URI、初始哈希值、文件大小、文件类型、文件密文存入本地数据库的表格中；将文件流写入本地文件，完成下载。

优选的，所述步骤(3)中，所述初始哈希值、文件密文、文件大小、文件类型通过HTTP头部信息(Headers)传输到客户端。

如果遇到必须暂停的情况，如用户点击暂停、电量不足、网络中断等，客户端会停止写入本地文件，并关闭与服务器建立的连接，如果后面还需要此文件，就需要进行断点续传。本发明所述智能设备文件下载有效性控制方法，还包括断点续传验证步骤，具体为：

(6-1)客户端首先检查本地文件是否存在，如果不存在，则从步骤(1)重新下载，如果存在，则读取当前本地文件长度值，通过URI和本地文件长度值向服务器发起断点续传的下载请求；

(6-2)服务器收到断点续传的下载请求后，把本地文件长度值之后的文件数据以流的方式返回给客户端，并且把当前文件的哈希值、文件大小、文件类型、文件密文通过HTTP头部信息传输给客户端；

(6-3)客户端对于服务器返回的信息，首先将本地数据库储存的初始哈希值与当前接收到的哈希值进行比对，判断当前断点续传的文件是否是同一个文件，如果不是则停止信息接收，如果是，则执行步骤(6-4)；

(6-4)客户端利用当前收到的哈希值，再次对当前收到的文件密文进行解密，判断解密后哈希值与当前收到的哈希值是否一致，如果一致，则验证成功，下载成功，否则，验证失败，表示下载失败。

采用步骤(6-3)，是为了防止服务器中文件被替换，如果继续断点续传，导致下载的文件会是两个文件拼凑的文件，造成文件损坏的结果。采用步骤(6-4)，是防止断点续传时下载被截持，下载的来源是伪造的服务器。

更进一步的，所述步骤(6-1)中，发起断点请求的方法是在HTTP头部加Range参数，值为本地文件长度。

优选的，所述智能设备文件下载有效性控制方法，还包括下载文件完整性验证步骤，具体为：文件下载完成后，客户端对接收完成的本地文件进行哈希值计算，将计算的哈希值与数据库存储的初始哈希值进行比对，如果二者不一致，则表示本地文件已经损坏，需要重新下载；如果二者一致，则表示本地文件完整无损。

目前对于文件哈希值的计算算法已有很多公知的方法，在本发明中，只要采用同一种哈希值算法，对于同一个文件计算得出的值就一定是唯一的。对于不同的文件计算得出的值将会不一致。本发明中所采用的哈希值计算方法为SHA1哈希方法。

优选的，所述步骤(3)中，所述预先设定的加密算法采用对称加密算法或者RSA非对称加密算法。不过非对称加密算法安全性优于对称加密算法。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。采用RSA算法产生的密文，只能通过唯一的私钥生成，通过唯一的公钥验证。使用其他私钥生成的密文，用客户端公钥无法验证，所以客户端可以验证是否是伪造的服务器。

优选的，为了提高服务器返回文件的信息的速度，服务器内设有一数据库，该数据库用于存储服务器上当前所有文件的初始哈希值、文件大小、文件类型。从而可以大大减小响应客户端的时间。当服务器更新文件时，同时更新哈希值等相关信息。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明方法具有高效性、高效率、高扩展性，通过多步验证，有效解决了下载文件被截持、下载断点续传时服务器文件再次更新、下载文件不完整等文件有效性安全问题。

2、本发明只是通过HTTP头部额外传输了文本信息，不会影响下载速度。

附图说明

图1是实施例1的工作流程图。

图2是实施例1密文生成和验证流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例一种智能设备文件下载有效性控制方法，包括步骤：

步骤1：客户端从服务器获取统一资源标识符(URI)及下载相关的信息。

步骤2：服务器返回客户端需要的下载信息，客户端设置好文件存储路径。

步骤3：客户端通过URI以HTTP方式向服务器发起下载请求。

步骤4：服务器通过URI返回客户端文件流，并对所述文件进行哈希值计算，得到初始哈希值，然后通过预先设定的加密算法将该初始哈希值加密得到文件密文，然后将初始哈希值、文件密文、文件大小、文件类型通过HTTP头部信息(Headers)传输到客户端；

步骤5：客户端对所述文件密文进行解密，得到解密后哈希值，判断解密后哈希值与初始哈希值是否一致，如果一致则说明该文件是正确的服务器返回的文件，下载没有被截持，执行步骤6；否则文件被截持，需要重新下载。

步骤6：将URI、哈希值、文件大小、文件类型、文件密文存入客户端本地数据库的表格中。

步骤7：客户端将文件流写入本地文件，进行下载。

步骤8：读取文件流至末尾时，服务器返回读取完成标志。客户端收到读取完成标志后，对本地文件进行哈希值计算，确保文件没有被损坏。如果计算的哈希值与数据库存储的哈希值不一致，说明本地文件已经损坏，需要重新下载。如果哈希值一致，说明本地文件完整无损。

步骤9：对于下载完成的文件，在数据库表格中标记此下载为已完成。

如果遇到必须暂停的情况，如用户点击暂停，电量不足，网络中断等，客户端停止写入本地文件，关闭与服务器建立的连接。当需要继续之前的下载时，进行如下步骤：

(1)客户端首先检查本地文件是否存在，如果不存在，则重新下载。如果存在，则把本地文件长度值读取出来，通过URI和本地文件长度值向服务器发起断点续传的下载请求。发起断点请求的方法是公知的方法，在HTTP头部加Range参数，值为本地文件长度。服务器如果收到Range参数，则把本地文件长度之后的文件数据以流的方式返回给客户端。并且把当前文件的哈希值、文件大小、文件类型、文件密文通过HTTP头部信息(Headers)传输给客户端。

(2)客户端对于服务器返回断点续传信息，首先读取本地数据库之前存储的哈希值，与现在返回的哈希值进行对比，如果一致，说明断点续传的文件是同一个文件，从而防止服务器更新文件后继续断点续传，导致下载的文件是两个文件拼凑的文件，导致文件损坏的结果。

(3)客户端对于服务器返回的断点续传信息，通过哈希值，对当前收到的文件密文进行解密，判断解密后哈希值与当前收到的哈希值是否一致，如果一致，则说明文件来源不是伪造的服务器，下载的文件有效。

本实施例中采用SHA1哈希方法来计算哈希值，但在实际应用中，只要客户端和服务器全部采用同一种哈希值算法，对于同一个文件计算得出的值唯一即可。并不局限于仅采用这一种方法。

本实施例中服务器端采用公知的RSA非对称加密算法对初始哈希值进行加密，客户端采用对应的解密算法对文件密文进行解密。当然，在实际应用中也可以选择其他加解密算法，以实现文件有效性的验证。

RSA算法是目前最有影响力的公钥加密算法，其步骤为：

1、生成随机的RSA公钥和私钥。

2、将公钥存储在客户端里。如果客户端被反编译，公钥被公开，私钥不会受影响，不会影响本系统安全性。通过公钥无法推算出私钥。

3、产生密文时，服务器将文件哈希值a通过私钥加密成b。

4、服务器将b和文件哈希值a传输给客户端。

5、客户端收到密文b和文件哈希值a后，如果用公钥解密b后等于a，说明验证成功，如果解密b后与a不一致，说明验证失败。

上述的下载过程描述中，省略了下载链接URI重定向问题。当客户端检测到服务器返回的HTTP是重定向时，采用本领域公知方法处理即可，直到重定向至正确的文件下载链接URI。

为了提高服务器返回文件的信息的速度，服务器提前计算文件哈希值和文件长度等相关信息，并将上述信息存入一数据库中，从而大大提升响应客户端时间。当服务器有更新文件时，可以同时计算该文件的哈希值等信息，并将信息更新到数据库中。

本实施例的下载可以采用多线程下载，可以达到多个任务同时下载，并且保证用户的界面不受影响而卡顿。

在本实施例中，由于还提出了文件下载完成后进行下载文件完整性验证步骤，所以即使伪造服务器提前向正确服务器发起请求，将文件密文等返回给客户端，但是把文件替换，客户端仍然不会下载成功，因为当客户端下载完成后，会对文件做哈希值检验。因为伪造服务器返回的哈希值和客户端计算出的哈希值是不一致的，因此密文会验证不成功，从而保证下载文件有效。

在本实施例中，由于还提出了对断点续传的文件进行验证的步骤，因此当服务器文件更新文件后，因为新文件的哈希值与旧文件不一致，因此可停止续传，重新开始下载。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，包括步骤：在客户端向服务器发起某一文件下载请求时，服务器计算所述文件的初始哈希值，并对其进行加密得到一文件密文，将此文件密文以及初始哈希值发送到客户端；客户端对文件密文进行解密，得到解密后哈希值；验证所述解密后哈希值与初始哈希值是否一致，如果一致，则开始下载，否则拒绝下载。

2.根据权利要求1所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，包括步骤：

(1)客户端从服务器获取URI，并设置好文件存储路径；

(2)客户端通过URI以HTTP方式向服务器发起某一文件下载请求；

(3)服务器通过URI返回客户端文件流，并对所述文件进行哈希值计算，得到初始哈希值，然后通过预先设定的加密算法将该初始哈希值加密得到文件密文，然后将初始哈希值、文件密文、文件大小、文件类型传输到客户端；

(4)客户端通过采用与所述加密算法对应的解密算法对所述文件密文进行解密，得到解密后哈希值，判断解密后哈希值与初始哈希值是否一致，如果一致，则验证成功，执行步骤(5)，否则，验证失败，表示下载失败；

(5)将URI、初始哈希值、文件大小、文件类型、文件密文存入本地数据库的表格中；将文件流写入本地文件，完成下载。

3.根据权利要求2所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，包括步骤：所述步骤(3)中，所述初始哈希值、文件密文、文件大小、文件类型通过HTTP头部信息传输到客户端。

4.根据权利要求2所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，还包括断点续传验证步骤，具体为：

(6-1)客户端首先检查本地文件是否存在，如果不存在，则从步骤(1)重新下载，如果存在，则读取当前本地文件长度值，通过URI和本地文件长度值向服务器发起断点续传的下载请求；

(6-2)服务器收到断点续传的下载请求后，把本地文件长度值之后的文件数据以流的方式返回给客户端，并且把当前文件的哈希值、文件大小、文件类型、文件密文通过HTTP头部信息传输给客户端；

(6-3)客户端对于服务器返回的信息，首先将本地数据库储存的初始哈希值与当前接收到的哈希值进行比对，判断当前断点续传的文件是否是同一个文件，如果不是则停止信息接收，如果是，则执行步骤(6-4)；

(6-4)客户端利用当前收到的哈希值，再次对当前收到的文件密文进行解密，判断解密后哈希值与当前收到的哈希值是否一致，如果一致，则验证成功，下载成功，否则，验证失败，表示下载失败。

5.根据权利要求4所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，所述步骤(6-1)中，发起断点请求的方法是在HTTP头部加Range参数，值为本地文件长度。

6.根据权利要求2所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，还包括下载文件完整性验证步骤，具体为：文件下载完成后，客户端对接收完成的本地文件进行哈希值计算，将计算的哈希值与数据库存储的初始哈希值进行比对，如果二者不一致，则表示本地文件已经损坏，需要重新下载；如果二者一致，则表示本地文件完整无损。

7.根据权利要求2或6所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，所采用的哈希值计算方法为SHA1哈希方法。

8.根据权利要求2所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述预先设定的加密算法采用对称加密算法或者RSA非对称加密算法。

9.根据权利要求2所述的智能设备文件下载有效性控制方法，其特征在于，服务器内设有一数据库，该数据库用于存储服务器上当前所有文件的初始哈希值、文件大小、文件类型。