CN106533662A - 一种传输网络安全密钥的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传输网络安全密钥方法和装置，其中的一种方法具体包括：智能设备按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；智能设备将第一公钥发送至用户终端，以使用户终端按照密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照密钥交换策略由第一公钥和第二私钥计算得到共享密钥，使用共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回第二公钥和加密后的网络安全密钥；智能设备接收来自用户终端的第二公钥，以按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥；智能设备接收来自用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用共享密钥解密得到网络安全密钥。本发明可以提高传输网络安全密钥的安全性。

Description

一种传输网络安全密钥的方法与装置

技术领域

本发明涉及安全技术领域，尤其涉及一种传输网络安全密钥的方法与装置。

背景技术

智能硬件是继智能手机之后的一个全新的科技概念，其通过软硬件结合的方式，对传统设备进行改造，进而使其拥有智能化的功能。从当前的技术发展来看，硬件智能化主要指两个方面：可编程和可联网。可编程指的是赋予硬件设备软件编程接口，硬件使用者(产品开发者或用户自身)可根据需求编程定制所需功能；可联网是指设备可通过有线接入、无线接入等方式接入局域网或互联网，与应用、服务端进行数据交互，通过集成数据和集中化控制实现智能化服务。智能硬件的可编程特性实现了服务的定制，能够满足复杂的用户需求；智能硬件的可联网特性实现了互联网服务的加载，具备了大数据等附加价值。

在目前实际应用中，硬件智能化后得到的智能设备主要通过无线局域网(Wireless Fidelity，WIFI)接入网络。为了增强用户体验，大部分智能设备并不会使用屏幕和键盘这些传统的人机接口来引导用户完成网络的接入，而通常会通过安装在智能手机或者个人计算机的软件或应用引导用户以无线广播的方式将WIFI的网络安全密钥加密传输到智能设备中来完成接入网络。可以看出，该方式下网络安全密钥的解密密钥必须在出厂时就固化在智能设备中，而软件或应用的加密方式也会随之固定，因而在智能设备的使用过程中很容易通过外部逆向手段获取该解密密钥，使得用户所使用的智能设备成为网络安全密钥泄露的突破口。

由此可见，如何克服现有技术中网络安全密钥的解密密钥固化在智能设备中的方式会导致网络安全密钥易泄露的缺陷，以提高传输网络安全密钥的安全性，成为现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的传输网络安全密钥的方法与装置。

本发明的一个方面，提供了一种传输网络安全密钥的装置，该装置包括：

生成模块，用于按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

发送模块，用于将所述生成模块所生成的第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

第一接收模块，用于接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二接收模块，用于接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述第一接收模块得到的共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

可选的，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

可选的，所述发送模块具体用于使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥，从而按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥。

可选的，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

根据本发明的又一方面，本发明还提供一种传输网络安全密钥的装置，该装置包括：

接收模块，用于接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

生成模块，用于按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述接收模块得到的第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

第一发送模块，用于将所述生成模块所生成的第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二发送模块，用于将所述生成模块得到的加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用其计算得到的所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

可选的，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

可选的，所述接收模块具体用于根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。

可选的，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

根据本发明的又一方面，本发明还提供一种传输网络安全密钥的方法，该方法包括：

智能设备按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

所述智能设备将所述第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

根据本发明的又一方面，本发明还提供一种传输网络安全密钥的方法，该方法包括：

用户终端接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

所述用户终端将所述第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述用户终端将加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

基于密钥交换策略的特性，智能设备与用户终端可以在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个安全的共享密钥，使得无论预先配置在智能设备和用户终端内的信息是否被泄露，使用共享密钥加密后的网络安全密钥都能在用户终端与智能设备之间安全传输。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明一个实施例中传输网络安全密钥的方法的流程图；

图2是本发明一实施例中传输网络安全密钥的方法的流程图；

图3是本发明一实施例中传输网络安全密钥的信令图；

图4是本发明一实施例中传输网络安全密钥的装置的结构框图；

图5是本发明一实施例中传输网络安全密钥的装置的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的一个方面，提供了一种传输网络安全密钥的方法，如图1所示，该方法包括：

S1.智能设备按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

S2.智能设备将第一公钥发送至用户终端，以使用户终端按照密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照密钥交换策略由第一公钥和第二私钥计算得到共享密钥，使用共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回第二公钥和加密后的网络安全密钥；

S3.智能设备接收来自用户终端的第二公钥，以按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥；

S4.智能设备接收来自用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用共享密钥解密得到网络安全密钥。

可理解的是，本发明实施例的方法可以应用于任意一种硬件智能化而得到的智能设备，例如智能家居(如智能摄像头、智能插座、智能开关、智能照明设备、智能门窗、智能锁、智能车载设备、智能人体秤等等)、智能电器(如智能空气净化器、智能电视、智能电视机顶盒、智能空调、智能冰箱、智能热水器、智能家用机器人、智能电饭煲等等)、智能可穿戴设备(如智能手环、智能手表、智能耳机、智能眼镜等等)和智能汽车等等。

对应于上述智能设备侧的传输网络安全密钥的方法，本发明的又一个方面，提供了用户终端侧的一种传输网络安全密钥的方法，如图2所示，该方法包括：

T1.用户终端接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

T2.用户终端按照密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照密钥交换策略由第一公钥和第二私钥计算得到共享密钥，并使用共享密钥对网络安全密钥进行加密；

T3.用户终端将第二公钥发送至智能设备，以使智能设备按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥；

T4.用户终端将加密后的网络安全密钥发送至智能设备，以使智能设备使用共享密钥解密得到网络安全密钥。

可理解的是，本发明实施例的方法可以应用于任意一种用户终端，例如个人计算机(如台式机、笔记本电脑、平板电脑、一体机)、智能手机、电子阅读器、智能电视、智能数码相框、智能导航仪等等。

需要说明的是，上述S1至S4可以在满足前后逻辑关系的情况下不严格地按照图示的先后顺序执行，上述T1至T4也可以在满足前后逻辑关系的情况下不严格地按照图示的先后顺序执行。比如，上述S3中的“智能设备接收来自用户终端的第二公钥”与上述S4中的“智能设备接收来自用户终端的加密后的网络安全密钥”可以同时执行或在一段时间内按照任意顺序先后执行，而在此之后再依次执行“智能设备按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥”和“智能设备使用共享密钥解密得到网络安全密钥”。

可以看出，图1所示的流程与图2所示的流程分别为智能设备侧下与用户终端侧下的同一过程，因此为表述清楚，下面对图1所对应的传输网络安全密钥的方法实施例与图2所对应的传输网络安全密钥的方法实施例一并进行说明。

在上述任意一种传输网络安全密钥的方法中应理解的是，用户终端向智能设备传输网络安全密钥一般发生在智能设备的激活过程中，即一般情况下智能设备在没有得到网络安全密钥之前都无法接入网络而不能实现需要联网才能实现的功能，而须按照预先配置的方式进入等待与用户终端之间形成通信连接的待激活状态。就此，本领域技术人员可以根据实际需求分别预先在智能设备和用户终端处配置相关数据，以使智能设备与用户终端可以在开始传输网络安全密钥之前形成所需要的通信连接，从而上述任意一种传输网络安全密钥的方法的实施例中智能设备或用户终端可利用该通信连接进行彼此间的数据的接收和发送，而上述任意一种传输网络安全密钥的方法的实施例对实现所需通信连接的具体方式不做限制。

可理解的是，基于上述“公钥”和“私钥”的描述方式，可确定公钥和私钥彼此成对，并在生成时使用了非对称加密算法；而基于“生成”的描述方式，可确定所得到的密钥一般具有随机性(由生成密钥时所使用的种子决定)。具体地，在上述任意一种传输网络安全密钥的方法中，预先配置的密钥交换策略具体指的是任意一种基于非对称加密方式指导通信双方在不泄露彼此私钥的前提下协商出一个可供双方共同使用的密钥的算法，例如Diffie–Hellman密钥交换算法或者其与RSA算法、Elgamal算法、背包算法、DSA算法、ECC(EllipticCurveCryptosystems，椭圆曲线加密)算法等非对称加密算法中的任意一个之间的结合。具体来说，上述预先配置的密钥交换策略主要包括非对称加密部分和密钥交换部分，其中：非对称加密部分用于基于非对称加密原理指导通信双方随机生成各自的公钥和私钥；密钥交换部分用于基于密钥交换原理指导通信双方分别使用对方的公钥得到一个共同的密钥。基于此，非对称加密原理可保证公钥的泄露不影响私钥的安全性，而密钥交换原理可保证通信双方所得到的共享密钥的一致性(双方得到的共享密钥完全一致)。因此，上述预先配置的密钥交换策略可以使通信双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个安全的共享密钥。

作为一种具体的示例，上述预先配置的密钥交换策略可以具体为基于椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptosystems，ECC)体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。在椭圆曲线密码体制的核心在于：在已知椭圆曲线E上的一个点P和一个整数k时，求解点Q＝k*P是容易的；但在已知点P、点Q以及Q＝k*P时，求解整数k是数学难题。在此情况下，上述预先配置的密钥交换策略中，智能设备和用户终端所使用的椭圆曲线参数(包括椭圆曲线E、阶数i、基点G)相同。从而在上述S1中，智能设备通过生成的随机整数m(m<i)计算得到点A＝m*G，此时整数m即第一私钥、点A即第一公钥；在上述T2中，用户终端通过生成的随机整数n(n<i)计算得到点B＝n*G，此时整数n即第二私钥、点B即第二公钥。在上述S3中，智能设备由第二公钥B和第一私钥m计算得到共享密钥Q＝m*B；在上述T3中，用户终端由第一公钥A和第二私钥n计算得到共享密钥Q’＝n*A。因为Q＝m*B＝m*(n*G)＝n*(m*G)＝n*A＝Q’，所以智能设备与用户终端得到了同一个共享密钥，并且第一私钥m无法由除了智能设备以外的任何一方获取、第二私钥n无法由除了用户终端以外的任何一方获取，共享密钥Q和共享密钥Q’也因此分别被智能设备和用户终端所私有，通信的双方可以在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个安全的共享密钥。

在此基础之上可以理解的是，上述S1中智能设备生成第一公钥和第一私钥所需要使用的生成随机数的方式和非对称加密算法中成对的公钥和私钥的生成方式应作为密钥交换策略的一部分被预先配置在智能设备中；上述T2中用户终端生成第二公钥和第二私钥所需要使用的生成随机数的方但对于式和非对称加密算法中成对的公钥和私钥的生成方式应作为密钥交换策略的一部分预先由用户终端获取，或者被预先配置在用户终端中。

还可以理解的是，上述S3中智能设备由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥的方式应作为密钥交换策略的一部分被预先配置在智能设备中；上述T3中智能设备由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥的方式应作为密钥交换策略的一部分预先由用户终端获取，或者被预先配置在用户终端中。

还应理解的是，上述T2中用户终端使用共享密钥对网络安全密钥进行加密的加密方式与上述S4中智能设备使用共享密钥解密得到网络安全密钥的解密方式应当相互对应，因此本领域技术人员虽然可以根据实际需要选取密码体系(比如采用智能设备与用户终端之间的通信协议中进行密钥收发时所默认采取的加密方式与解密方式)，但用户终端所实际采用的加密方式应当与预先配置在智能设备中的解密方式相互对应，以保障网络安全密钥的正确传输。

可以看出，上述任意一种传输网络安全密钥的方法基于使用非对称加密算法、在需要加密网络安全密钥时生成公钥和私钥，以及在整个过程中仅发送或接收公钥而保留私钥的特点，可使智能设备的第一私钥与用户终端的第二私钥因几乎不可能被逆向计算得到而始终保持私密性。

举例来说，即使窃密者通过窃听等外部手段窃取得到了第一公钥、第二公钥以及所使用的非对称加密算法的所有固定参数，其所要计算得到第一私钥或第二私钥的数学问题也是在目前数学领域内几乎不可能解决的数学难题(此为非对称加密算法的特点)，因此在此情况下窃密者仍无法得到智能设备的第一私钥或用户终端的第二私钥。同理，智能设备无法通过接收到的第二公钥计算得到用户终端的第二私钥，用户终端也无法通过接收到的第一公钥计算得到智能设备的第一私钥，因此在双方得到共享密钥后仍无法知晓对方的私钥。

进一步地，上述任意一种传输网络安全密钥的方法基于密钥交换策略的使用可以使智能设备由第一私钥与第二公钥计算得到的共享密钥等同于用户终端由第二私钥与第一公钥计算得到的共享密钥，基于共享密钥始终没有在智能设备与用户终端之间传输的特点使得共享密钥也因第一私钥和第二私钥的几乎无法被逆向运算得到的特点而始终保持私密性。

由此可见，相比于现有技术而言，上述任意一种传输网络安全密钥的方法可使得无论预先配置在智能设备和用户终端内的信息是否被泄露，使用共享密钥加密后的网络安全密钥都能在用户终端与智能设备之间安全传输，因而可以克服现有技术中网络安全密钥的解密密钥固化在智能设备中的方式会导致网络安全密钥易泄露的缺陷，提高传输网络安全密钥的安全性。

进一步地，在上述任意一种传输网络安全密钥的方法的基础之上，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个可以通过无线信号的广播信道传输。基于此，可使现有技术中常在智能设备的激活过程中被用来交换信息的广播信道也能安全地传输网络安全密钥，解决了无线信号的广播信道由于容易被窃听而导致网络安全密钥泄露的技术问题，避免了更高安全性但同时配置成本也更高的通信方式的使用。

作为一种具体的传输网络安全密钥的过程示例，图3示出了本发明又一实施例中一种的传输网络安全密钥的信令图。参见图3，本发明实施例中传输网络安全密钥具体包括以下过程：

首先，智能设备结合预先配置与用户操作进入待激活状态：在用户操作发起激活流程之后，智能设备利用预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥，并将第一公钥编码后放在一个服务集标识SSID下的Beacon帧(信标帧)中定期广播，即进入待激活状态。其中，该SSID包含了预先配置在智能设备中的设备标识，用于使用户终端找到该智能设备所对应的SSID。

然后，用户终端可以根据预先获取的智能设备的设备标识找到其所对应的SSID，并通过接收其广播的无线信号在Beacon帧中解码得到第一公钥。自此，用户终端即检测到了处于待激活状态的智能设备，正式开始网络安全密钥的传输，在此过程中：用户终端生成第二公钥和第二私钥，并通过广播信道向智能设备发送第二公钥，以使智能设备由第一私钥与第二公钥计算得到共享密钥；另一方面，用户终端由第二私钥与第一公钥计算得到共享密钥，并使用共享密钥对网络安全密钥进行加密，从而通过广播信道将加密后的网络安全密钥发送给智能设备，以使智能设备由计算得到的共享密钥解密得到网络安全密钥。

在本发明实施例中，网络安全密钥包含路由器所建立的无线网络的预共享密钥PSK，在接收到来自用户终端的PSK后，智能设备即可使用其接入路由器所建立的无线网络，实现其联网后可执行的功能。

在本发明实施例中可以理解的是，上述S2进一步包括：上述智能设备使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥，从而按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；而上述T1则进一步包括：所述用户终端根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。基于此，本发明实施例可以使智能设备与用户终端在互不知晓的情况下完成通信连接的建立，具有速度快、稳定性高的优点，有利于提升用户在智能设备激活过程中的用户体验。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种传输网络安全密钥的装置，如图4所示，该装置包括：

生成模块41，用于按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

发送模块42，用于将生成模块41所生成的第一公钥发送至用户终端，以使用户终端按照密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照密钥交换策略由第一公钥和第二私钥计算得到共享密钥，使用共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回第二公钥和加密后的网络安全密钥；

第一接收模块43，用于接收来自用户终端的第二公钥，以按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥；

第二接收模块44，用于接收来自用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用第一接收模块43得到的共享密钥解密得到网络安全密钥。

可理解的是，本发明实施例的装置可以应用于任意一种硬件智能化而得到的智能设备，例如智能家居(如智能摄像头、智能插座、智能开关、智能照明设备、智能门窗、智能锁、智能车载设备、智能人体秤等等)、智能电器(如智能空气净化器、智能电视、智能电视机顶盒、智能空调、智能冰箱、智能热水器、智能家用机器人、智能电饭煲等等)、智能可穿戴设备(如智能手环、智能手表、智能耳机、智能眼镜等等)和智能汽车等等。

对应于上述智能设备侧的传输网络安全密钥的装置，本发明的又一个方面，提供了用户终端侧的一种传输网络安全密钥的装置，如图5所示，该装置包括：

接收模块51，用于接收来自智能设备的第一公钥；其中，第一公钥由智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

生成模块52，用于按照密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照密钥交换策略由接收模块51得到的第一公钥和第二私钥计算得到共享密钥，并使用共享密钥对网络安全密钥进行加密；

第一发送模块53，用于将生成模块52所生成的第二公钥发送至智能设备，以使智能设备按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥；

第二发送模块54，用于将生成模块52得到的加密后的网络安全密钥发送至智能设备，以使智能设备使用其计算得到的共享密钥解密得到网络安全密钥。

可理解的是，本发明实施例的装置可以应用于任意一种用户终端，例如个人计算机(如台式机、笔记本电脑、平板电脑、一体机)、智能手机、电子阅读器、智能电视、智能数码相框、智能导航仪等等。

需要说明的是，上述各模块所执行的功能可以在满足前后逻辑关系的情况下不严格地按照一定的先后顺序执行。比如，第一接收模块43所执行的“接收来自用户终端的第二公钥”与上述第二接收模块44所执行的“接收来自用户终端的加密后的网络安全密钥”可以同时执行或在一段时间内按照任意顺序先后执行，而可以在此之后再使“按照密钥交换策略由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥”与“使用共享密钥解密得到网络安全密钥”依次执行。

可以看出，上面两种传输网络安全密钥的装置可以用于执行同一个传输网络安全密钥的过程，因此为表述清楚，下面对图4所对应的传输网络安全密钥的装置实施例与图5所对应的传输网络安全密钥的装置实施例一并进行说明。

在上述任意一种传输网络安全密钥的装置中应理解的是，用户终端向智能设备传输网络安全密钥一般发生在智能设备的激活过程中，即一般情况下智能设备在没有得到网络安全密钥之前都无法接入网络而不能实现需要联网才能实现的功能，而须按照预先配置的方式进入等待与用户终端之间形成通信连接的待激活状态。就此，本领域技术人员可以根据实际需求分别预先在智能设备和用户终端处配置相关数据，以使智能设备与用户终端可以在开始传输网络安全密钥之前形成所需要的通信连接，从而上述任意一种传输网络安全密钥的方装置的实施例中智能设备或用户终端可利用该通信连接进行彼此间的数据的接收和发送，而上述任意一种传输网络安全密钥的装置的实施例对实现所需通信连接的具体方式不做限制。

可理解的是，基于上述“公钥”和“私钥”的描述方式，可确定公钥和私钥彼此成对，并在生成时使用了非对称加密算法；而基于“生成”的描述方式，

可确定所得到的密钥一般具有随机性(由生成密钥时所使用的种子决定)。具体地，在上述任意一种传输网络安全密钥的装置中，预先配置的密钥交换策略具体指的是任意一种基于非对称加密方式指导通信双方在不泄露彼此私钥的前提下协商出一个可供双方共同使用的密钥的算法，例如Diffie–Hellman密钥交换算法或者其与RSA算法、Elgamal算法、背包算法、DSA算法、ECC(Elliptic Curve Cryptosystems，椭圆曲线加密)算法等非对称加密算法中的任意一个之间的结合。具体来说，上述预先配置的密钥交换策略主要包括非对称加密部分和密钥交换部分，其中：非对称加密部分用于基于非对称加密原理指导通信双方随机生成各自的公钥和私钥；密钥交换部分用于基于密钥交换原理指导通信双方分别使用对方的公钥得到一个共同的密钥。基于此，非对称加密原理可保证公钥的泄露不影响私钥的安全性，而密钥交换原理可保证通信双方所得到的共享密钥的一致性(双方得到的共享密钥完全一致)。因此，上述预先配置的密钥交换策略可以使通信双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个安全的共享密钥。

作为一种具体的示例，上述预先配置的密钥交换策略可以具体为基于椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptosystems，ECC)体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。在椭圆曲线密码体制的核心在于：在已知椭圆曲线E上的一个点P和一个整数k时，求解点Q＝k*P是容易的；但在已知点P、点Q以及Q＝k*P时，求解整数k是数学难题。在此情况下，上述预先配置的密钥交换策略中，智能设备和用户终端所使用的椭圆曲线参数(包括椭圆曲线E、阶数i、基点G)相同。从而上述生成模块41通过生成的随机整数m(m<i)计算得到点A＝m*G，此时整数m即第一私钥、点A即第一公钥；上述生成模块52通过生成的随机整数n(n<i)计算得到点B＝n*G，此时整数n即第二私钥、点B即第二公钥。上述第一接收模块43由第二公钥B和第一私钥m计算得到共享密钥Q＝m*B；上述第一发送模块53由第一公钥A和第二私钥n计算得到共享密钥Q’＝n*A。因为Q＝m*B＝m*(n*G)＝n*(m*G)＝n*A＝Q’，所以智能设备与用户终端得到了同一个共享密钥，并且第一私钥m无法由除了智能设备以外的任何一方获取、第二私钥n无法由除了用户终端以外的任何一方获取，共享密钥Q和共享密钥Q’也因此分别被智能设备和用户终端所私有，通信的双方可以在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个安全的共享密钥。

在此基础之上可以理解的是，上述生成模块41生成第一公钥和第一私钥所需要使用的生成随机数的方式和非对称加密算法中成对的公钥和私钥的生成方式应作为密钥交换策略的一部分被预先配置在智能设备中；所述生成模块52生成第二公钥和第二私钥所需要使用的生成随机数的方但对于式和非对称加密算法中成对的公钥和私钥的生成方式应作为密钥交换策略的一部分预先由用户终端获取，或者被预先配置在用户终端中。

还可以理解的是，上述第一接收模块43由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥的方式应作为密钥交换策略的一部分被预先配置在智能设备中；上述第一发送模块53由第二公钥和第一私钥计算得到共享密钥的方式应作为密钥交换策略的一部分预先由用户终端获取，或者被预先配置在用户终端中。

还应理解的是，上述生成模块52使用共享密钥对网络安全密钥进行加密的加密方式与第二接收模块44使用共享密钥解密得到网络安全密钥的解密方式应当相互对应，因此本领域技术人员虽然可以根据实际需要选取密码体系(比如采用智能设备与用户终端之间的通信协议中进行密钥收发时所默认采取的加密方式与解密方式)，但用户终端所实际采用的加密方式应当与预先配置在智能设备中的解密方式相互对应，以保障网络安全密钥的正确传输。

可以看出，上述任意一种传输网络安全密钥的装置基于使用非对称加密算法、在需要加密网络安全密钥时生成公钥和私钥，以及在整个过程中仅发送或接收公钥而保留私钥的特点，可使智能设备的第一私钥与用户终端的第二私钥因几乎不可能被逆向计算得到而始终保持私密性。

举例来说，即使窃密者通过窃听等外部手段窃取得到了第一公钥、第二公钥以及所使用的非对称加密算法的所有固定参数，其所要计算得到第一私钥或第二私钥的数学问题也是在目前数学领域内几乎不可能解决的数学难题(此为非对称加密算法的特点)，因此在此情况下窃密者仍无法得到智能设备的第一私钥或用户终端的第二私钥。同理，智能设备无法通过接收到的第二公钥计算得到用户终端的第二私钥，用户终端也无法通过接收到的第一公钥计算得到智能设备的第一私钥，因此在双方得到共享密钥后仍无法知晓对方的私钥。

进一步地，上述任意一种传输网络安全密钥的装置基于密钥交换策略的使用可以使智能设备由第一私钥与第二公钥计算得到的共享密钥等同于用户终端由第二私钥与第一公钥计算得到的共享密钥，基于共享密钥始终没有在智能设备与用户终端之间传输的特点使得共享密钥也因第一私钥和第二私钥的几乎无法被逆向运算得到的特点而始终保持私密性。

由此可见，相比于现有技术而言，上述任意一种传输网络安全密钥的装置可使得无论预先配置在智能设备和用户终端内的信息是否被泄露，使用共享密钥加密后的网络安全密钥都能在用户终端与智能设备之间安全传输，因而可以克服现有技术中网络安全密钥的解密密钥固化在智能设备中的方式会导致网络安全密钥易泄露的缺陷，提高传输网络安全密钥的安全性。

进一步地，在上述任意一种传输网络安全密钥的装置的基础之上，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个可以通过无线信号的广播信道传输。基于此，可使现有技术中常在智能设备的激活过程中被用来交换信息的广播信道也能安全地传输网络安全密钥，解决了无线信号的广播信道由于容易被窃听而导致网络安全密钥泄露的技术问题，避免了更高安全性但同时配置成本也更高的通信方式的使用。

作为一种具体的传输网络安全密钥的过程示例，图3示出了本发明又一实施例中一种的传输网络安全密钥的信令图。参见图3，本发明实施例中传输网络安全密钥具体包括以下过程：

首先，智能设备结合预先配置与用户操作进入待激活状态：在用户操作发起激活流程之后，智能设备利用预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥，并将第一公钥编码后放在一个服务集标识SSID下的Beacon帧(信标帧)中定期广播，即进入待激活状态。其中，该SSID包含了预先配置在智能设备中的设备标识，用于使用户终端找到该智能设备所对应的SSID。

然后，用户终端可以根据预先获取的智能设备的设备标识找到其所对应的SSID，并通过接收其广播的无线信号在Beacon帧中解码得到第一公钥。自此，用户终端即检测到了处于待激活状态的智能设备，正式开始网络安全密钥的传输，在此过程中：用户终端生成第二公钥和第二私钥，并通过广播信道向智能设备发送第二公钥，以使智能设备由第一私钥与第二公钥计算得到共享密钥；另一方面，用户终端由第二私钥与第一公钥计算得到共享密钥，并使用共享密钥对网络安全密钥进行加密，从而通过广播信道将加密后的网络安全密钥发送给智能设备，以使智能设备由计算得到的共享密钥解密得到网络安全密钥。

在本发明实施例中，网络安全密钥包含路由器所建立的无线网络的预共享密钥PSK，在接收到来自用户终端的PSK后，智能设备即可使用其接入路由器所建立的无线网络，实现其联网后可执行的功能。

在本发明实施例中可以理解的是，上述发送模块42进一步用于使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥，从而按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；而上述接收模块则进一步用于51根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。基于此，本发明实施例可以使智能设备与用户终端在互不知晓的情况下完成通信连接的建立，具有速度快、稳定性高的优点，有利于提升用户在智能设备激活过程中的用户体验。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本发明公开了下述技术方案：

A1、一种传输网络安全密钥的装置，其特征在于，该装置包括：

生成模块，用于按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

发送模块，用于将所述生成模块所生成的第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

第一接收模块，用于接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二接收模块，用于接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述第一接收模块得到的共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

A2、根据A1所述的装置，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

A3、根据A1所述的装置，其特征在于，所述发送模块具体用于使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥，从而按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥。

A4、根据A1-A3中任一项所述的装置，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

B5、一种传输网络安全密钥的装置，其特征在于，该装置包括：

接收模块，用于接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

生成模块，用于按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述接收模块得到的第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

第一发送模块，用于将所述生成模块所生成的第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二发送模块，用于将所述生成模块得到的加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用其计算得到的所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

B6、根据B5所述的装置，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

B7、根据B5所述的装置，其特征在于，所述接收模块具体用于根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。

B8、根据B5-B7中任一项所述的装置，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

C9、一种传输网络安全密钥的方法，其特征在于，该方法包括：

智能设备按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

所述智能设备将所述第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

C10、根据C9所述的方法，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

C11、根据C9所述的方法，其特征在于，所述智能设备将所述第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥，具体包括：

所述智能设备使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥，从而按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥。

C12、根据C9-C11中任一项所述的方法，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

D13、一种传输网络安全密钥的方法，其特征在于，该方法包括：

用户终端接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥一同生成；

所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

所述用户终端将所述第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述用户终端将加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

D14、根据D13所述的方法，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

D15、根据D13所述的方法，其特征在于，所述用户终端接收来自智能设备的第一公钥，具体包括：

所述用户终端根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。

D16、根据D13-D15中任一项所述的方法，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

Claims (10)

1.一种传输网络安全密钥的装置，其特征在于，该装置包括：

生成模块，用于按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

发送模块，用于将所述生成模块所生成的第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

第一接收模块，用于接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二接收模块，用于接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述第一接收模块得到的共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发送模块具体用于使用包含有设备标识的服务集标识SSID广播包括所述第一公钥的无线信号，以使所述用户终端根据所述设备标识接收对应SSID所广播的无线信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

5.一种传输网络安全密钥的装置，其特征在于，该装置包括：

接收模块，用于接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥生成；

生成模块，用于按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述接收模块得到的第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

第一发送模块，用于将所述生成模块所生成的第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

第二发送模块，用于将所述生成模块得到的加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用其计算得到的所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一公钥、所述第二公钥和所述加密后的网络安全密钥中的至少一个通过无线信号的广播信道传输。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接收模块具体用于根据所述智能设备的设备标识接收包含有该设备标识的服务集标识SSID所广播的无线信号，并从该无线信号中提取出所述第一公钥。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述预先配置的密钥交换策略具体为基于椭圆曲线密码体制的Diffie-Hellman密钥交换算法。

9.一种传输网络安全密钥的方法，其特征在于，该方法包括：

智能设备按照预先配置的密钥交换策略生成第一公钥和第一私钥；

所述智能设备将所述第一公钥发送至用户终端，以使所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密，并返回所述第二公钥和加密后的网络安全密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的第二公钥，以按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述智能设备接收来自所述用户终端的加密后的网络安全密钥，以使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。

10.一种传输网络安全密钥的方法，其特征在于，该方法包括：

用户终端接收来自智能设备的第一公钥；其中，所述第一公钥由所述智能设备按照预先配置的密钥交换策略与第一私钥生成；

所述用户终端按照所述密钥交换策略生成第二公钥和第二私钥，以按照所述密钥交换策略由所述第一公钥和所述第二私钥计算得到共享密钥，并使用所述共享密钥对网络安全密钥进行加密；

所述用户终端将所述第二公钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备按照所述密钥交换策略由所述第二公钥和所述第一私钥计算得到所述共享密钥；

所述用户终端将加密后的网络安全密钥发送至所述智能设备，以使所述智能设备使用所述共享密钥解密得到所述网络安全密钥。