CN107395603A - 控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器 - Google Patents

控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及智能家居领域，公开了一种控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器。本发明中控制指令传输的加密方法包括：发送端采用滚动码加密算法对存储在发送端的序列号进行加密，生成第一加密数据；将第一加密数据有序的插入到AES公钥中，生成AES随机公钥；采用AES加密算法对待传输的数据进行加密，生成第二加密数据；使用私钥加密算法对第二加密数据及AES随机公钥进行加密，生成第三加密数据；在发送控制指令时发送第三加密数据。与现有技术相比，本发明能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，从而发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。

Description

控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器
技术领域
本发明实施例涉及智能家居领域，特别涉及控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器。
背景技术
近年来，随着科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，智能家居行业日渐流行。而作为智能家居的基础产品，智能门锁、智能空调、智能电视以及智能灯等设备也备受关注。比如，智能门锁是基于智能终端大面积普及而发展起来的新兴门锁，是区别于传统机械锁的基础上改进的，在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化简便化的锁具，用户可不需要物理钥匙，通过验证信息就可以直接开锁，比如通过手机APP(APP指的是手机上安装的应用程序)实现开锁。或，通过手机APP远程控制家中的智能空调等。在通过手机APP实现开锁或远程控制家中的智能空调时，手机发出的具有控制指令的数据包需要在网络中传输。
但是，现有技术中至少存在如下技术问题：在使用手机发送数据包时，数据包的内容很容易被其它设备截获、破译。虽然目前在发送数据包时，会对发送的数据包进行加密，但是目前的加密方式过于简单。即使能够保证数据包的内容不被非法截取者破译查看到，但当截取者发送被截取的数据包给接收端时，接收端依然会响应该数据包。由于存在以上技术问题，因此会造成一些比较重要的控制指令(如远程密码开锁、智能家居设备的远程控制等)不能在网络中安全的传输，给用户造成财产等损失。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种控制指令传输的加密、解密方法、终端设备/服务器，能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，从而发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种控制指令传输的加密方法，包括：发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密，生成第一加密数据；将所述第一加密数据有序的插入到AES公钥中，生成AES随机公钥；采用AES加密算法对待传输的数据进行加密，生成第二加密数据；其中，所述待传输的数据包括控制指令；使用私钥加密算法对所述第二加密数据及AES随机公钥进行加密，生成第三加密数据；在发送控制指令时发送第三加密数据。
本发明的实施方式还提供了一种控制指令传输的解密方法，包括：接收端在接收到携带控制指令的第三数据时，采用私钥解密算法对所述第三数据进行解密，生成第二加密数据及AES随机公钥；对所述AES随机公钥进行有序的提取，得到采用滚动码加密算法加密生成的第一加密数据；用滚动码解密算法对第一加密数据进行解密，生成序列号；在生成的序列号与存储的序列号相匹配时，采用AES解密算法对第二加密数据进行解密，生成待传输的数据；其中，所述待传输的数据包括控制指令；从所述待传输的数据中提取控制指令，并根据提取的所述控制指令执行相应的操作。
本发明的实施方式还提供了一种终端设备/服务器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述控制指令传输的加密方法。
本发明的实施方式还提供了一种终端设备/服务器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述控制指令传输的解密方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密，生成第一加密数据，使得可以保证在一段时间内，相同的数据不能被再次使用，从而保证了控制指令能够在网络中安全有效的进行传输。再通过将所述第一加密数据有序的插入到AES公钥中，生成AES随机公钥，使得可以减少最后需要传输的数据的长度，并且由于AES公钥本身就是一组随机数值，将滚动码加密生成的4字节加密数据有序的插入到AES公钥中，可以让截获者无法知道哪几个数据是滚动码加密生成的4字节加密数据。再通过采用AES加密算法对待传输的数据进行加密，生成第二加密数据；其中，所述待传输的数据包括控制指令；使用私钥加密算法对所述第二加密数据及AES随机公钥进行加密，生成第三加密数据；在发送控制指令时发送第三加密数据，使得在使用发送端发送携带有控制指令的数据时，发送端可以采用多种加密算法的嵌套形式对携带有控制指令的数据进行加密，能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，使得发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
另外，所述发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密之前，所述控制指令传输的加密方法还包括：所述发送端在与接收端建立连接时，所述发送端生成序列号；所述发送端将生成的所述序列号发送至所述接收端；其中，所述发送端对所述序列号进行存储。通过发送端生成序列号，并将生成的序列号发送至接收端，保证了发送端的序列号和接收端的序列号的一致性，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。
另外，所述发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密之后，所述发送控制指令之前，所述控制指令传输的加密方法还包括：所述发送端以预设规则对存储在所述发送端的序列号进行更新。通过发送端对使用过的序列号进行更新，使得在下一次通过发送端发送携带控制指令的数据时，能够使用不同的序列号对数据进行加密，从而保证了相同的数据在一段时间内不能被再次使用，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。
另外，所述发送端以预设规则对存储在所述发送端的序列号进行更新，具体包括：所述发送端以预设步长将所述序列号进行递增或递减，将递增或递减后的序列号更新为当前的序列号，从而提供一种优选方式。
另外，所述第一加密数据为4字节加密数据，从而提供一种优选方式。
另外，所述接收端在接收到携带控制指令的第三数据之前，所述控制指令传输的解密方法还包括：所述接收端在与发送端建立连接时，接收并存储所述发送端发送的序列号。通过接收端接收并存储发送端发送的序列号，可以保证发送端的序列号和接收端的序列号的一致性，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。
另外，通过以下方式判断生成的序列号与存储的序列号是否相匹配：将生成的序列号减去存储的序列号，得到序列号差值；在所述序列号差值处于预设范围时，判定生成的序列号与存储的序列号相匹配，从而，提供了一种判断生成的序列号与存储的序列号是否相匹配的优选方式。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施方式中控制指令传输的加密方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施方式中控制指令传输的解密方法的流程图；
图3是根据本发明第三实施方式中终端设备/服务器的方框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种控制指令传输的加密方法。具体流程如图1所示，控制指令传输的加密方法包括：
步骤101，发送端在与接收端建立连接时，发送端生成序列号，并将生成的序列号发送至接收端。通过发送端生成序列号，并将生成的序列号发送至接收端，保证了发送端的序列号和接收端的序列号的一致性，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。其中，序列号可以简单的理解为数据的编号，它是一个0～232的数值。
值得一提的是，在实际的应用中，可以使用发送端发送携带控制指令的数据，以实现对接收端进行控制。比如，发送端为智能手机，接收端为智能门锁，则可以通过智能手机发送携带控制指令的数据，智能门锁在接收到数据时实现解锁操作。或发送端为智能手机，接收端为智能空调，则可以通过智能手机发送携带控制指令的数据，智能空调在接收到数据时实现启动操作。
在发送端发送数据时，通常发送端和接收端会建立初始连接关系。具体而言，通过发送端或接收端发送添加指令或发送绑定指令，然后经过几次握手来建立发送端和接收端的初始连接关系。序列号在发送端和接收端握手时，由发送端或接收端生成。本实施方式以发送端生成序列号为例进行说明。
另外，需要说明的是，在实际的设计过程中，还可以在发送端存储一串序列号，并且在使用一串序列号中的其中一个序列号时，按照预先设定的顺序先使用第一个序列号。当再次使用序列号时，按照预先设定的顺序使用第二个序列号，以此类推。
步骤102，发送端对序列号进行存储。
步骤103，发送端采用滚动码加密算法对存储在发送端的序列号进行加密，生成第一加密数据。其中，作为优选方式，所述第一加密数据为4字节加密数据。
步骤104，发送端以预设规则对存储在发送端的序列号进行更新。
具体而言，发送端以预设步长将序列号进行递增或递减，将递增或递减后的序列号更新为当前的序列号。如，每次将序列号加1、加2、加3、减1、减2或减3等。值得一提的是，不限于以预设步长将序列号进行递增或递减。如还可以将序列号乘以一个固定的数值等，在此不再列举。
通过发送端对使用过的序列号进行更新，使得在下一次通过发送端发送携带控制指令的数据时，能够使用不同的序列号对数据进行加密，从而保证了相同的数据在一段时间内不能被再次使用，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。
步骤105，发送端将第一加密数据有序的插入到AES公钥中，生成AES随机公钥。
具体而言，在第一加密数据为4字节加密数据时，发送端按照一定的顺序第4字节加密数据有序的插入到AES公钥中。比如，可以但不限于将第一加密数据的第1个字节插入到AES公钥的第1个字节中，将第一加密数据的第2个字节插入到AES公钥的第3个字节中，将第一加密数据的第3个字节插入到AES公钥的第5个字节中，将第一加密数据的第4个字节插入到AES公钥的第7个字节中。
本步骤通过将第一加密数据有序的插入到AES公钥中，使得可以减少最后需要传输的数据的长度，并且由于AES公钥本身就是一组随机数值，将滚动码加密生成的4字节加密数据有序的插入到AES公钥中，可以让截获者无法知道哪几个数据是滚动码加密生成的4字节加密数据。
步骤106，发送端采用AES加密算法对待传输的数据进行加密，生成第二加密数据。其中，所述待传输的数据包括控制指令。
步骤107，发送端使用私钥加密算法对所述第二加密数据及AES随机公钥进行加密，生成第三加密数据。
步骤108，发送端在发送控制指令时发送第三加密数据。
值得一提的是，在使用发送端发送携带有控制指令的数据时，发送端可以采用多种加密算法的嵌套形式对携带有控制指令的数据进行加密，能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，使得发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
通过上述内容，不难发现本实施方式能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，从而发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
本发明的第二实施方式涉及一种控制指令传输的解密方法。本实施方式中，首先值得一提的是，在实际的应用中，可以使用发送端发送携带控制指令的数据，以实现对接收端进行控制。比如，发送端为智能手机，接收端为智能门锁，则可以通过智能手机发送携带控制指令的数据，智能门锁在接收到数据时实现解锁操作。或发送端为智能手机，接收端为智能空调，则可以通过智能手机发送携带控制指令的数据，智能空调在接收到数据时实现启动操作。
在发送端发送数据时，通常发送端和接收端会建立初始连接关系。具体而言，通过发送端或接收端发送添加指令或发送绑定指令，然后经过几次握手来建立发送端和接收端的初始连接关系。序列号在发送端和接收端握手时，由发送端或接收端生成。本实施方式以发送端生成序列号为例进行说明。其中，序列号可以简单的理解为数据的编号，它是一个0～232的数值。
如图2所示，控制指令传输的解密方法包括：
步骤201，接收端在与发送端建立连接时，接收并存储发送端发送的序列号。通过接收端接收并存储发送端发送的序列号，可以保证发送端的序列号和接收端的序列号的一致性，有助于进一步保证数据在网络中传输的安全性。
需要说明的是，在实际的设计过程中，还可以在接收端存储一串序列号，并且在使用一串序列号中的其中一个序列号时，按照预先设定的顺序先使用第一个序列号。当再次使用序列号时，按照预先设定的顺序使用第二个序列号，以此类推。并且，接收端存储的一串序列号以及序列号的使用顺序和发送端存储的一串序列号以及序列号的使用顺序一致。
步骤202，接收端在接收到携带控制指令的第三数据时，采用私钥解密算法对该第三数据进行解密，生成第二加密数据及AES随机公钥。
步骤203，接收端对AES随机公钥进行有序的提取，得到采用滚动码加密算法加密生成的第一加密数据。
值得一提的是，接收端根据发送端将第一加密数据有序的插入到AES公钥中的插入顺序，对AES随机公钥进行有序的提取。如果，发送端将第一加密数据的第1个字节插入到AES公钥的第1个字节中，将第一加密数据的第2个字节插入到AES公钥的第3个字节中，将第一加密数据的第3个字节插入到AES公钥的第5个字节中，将第一加密数据的第4个字节插入到AES公钥的第7个字节中。那么，接收端也按照上述插入顺序，从AES随机公钥中提取第一加密数据的4个字节，即得到第一加密数据。
步骤204，接收端用滚动码解密算法对第一加密数据进行解密，生成序列号。
步骤205，接收端将生成的序列号减去存储的序列号，得到序列号差值。
步骤206，接收端判断序列号差值是否处于预设范围。如果是，则进入步骤207；否则，进入步骤209。
比如，如果生成的序列号与存储的序列号相等；则将生成的序列号减去存储的序列号，得到序列号差值为0，判定为：生成的序列号与存储的序列号相匹配。如果生成的序列号与存储的序列号不相等，则将生成的序列号减去存储的序列号，得到序列号差值不为0。但是如果生成的序列号与存储的序列号相差不大，即生成的序列号与存储的序列号的差值在一定的预设范围内，可以认定为生成的序列号与存储的序列号相匹配。如果生成的序列号与存储的序列号相差较大，即生成的序列号与存储的序列号的差值超出预设范围，可以认定为生成的序列号与存储的序列号不匹配。值得一提的是，预设范围的具体数值范围可以根据实际需求进行设定，本实施方式对预设范围的具体数值范围不作限制。
步骤207，接收端采用AES解密算法对第二加密数据进行解密，生成待传输的数据。其中，待传输的数据包括控制指令。
步骤208，接收端从待传输的数据中提取控制指令，并根据提取的控制指令执行相应的操作。
步骤209，接收端将接收到的携带控制指令的第三数据丢弃。
通过上述内容，不难发现本实施方式能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，从而发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第三实施方式涉及一种终端设备/服务器，包括：至少一个处理器31；以及，与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32；其中，所述存储器32存储有可被所述至少一个处理器31执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器31执行，以使所述至少一个处理器31能够执行第一实施方式中的控制指令传输的加密方法。
其中，存储器32和处理器31采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器31和存储器32的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器31处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器31。
处理器31负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器32可以被用于存储处理器31在执行操作时所使用的数据。
通过上述内容，不难发现本实施方式能够有效的避免发送端发送的数据被非法截取者截获，而且大大增加了数据被破译的难度，从而发送端发送的数据能够安全的在网络中传输，避免给用户造成财产等损失。
本发明第四实施方式涉及一种终端设备/服务器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第二实施方式中的控制指令传输的解密方法。
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种控制指令传输的加密方法，其特征在于，包括：
发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密，生成第一加密数据；
将所述第一加密数据有序的插入到AES公钥中，生成AES随机公钥；
采用AES加密算法对待传输的数据进行加密，生成第二加密数据；其中，所述待传输的数据包括控制指令；
使用私钥加密算法对所述第二加密数据及AES随机公钥进行加密，生成第三加密数据；
在发送控制指令时发送第三加密数据。
2.根据权利要求1所述的控制指令传输的加密方法，其特征在于，所述发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密之前，所述控制指令传输的加密方法还包括：
所述发送端在与接收端建立连接时，所述发送端生成序列号；
所述发送端将生成的所述序列号发送至所述接收端；其中，所述发送端对所述序列号进行存储。
3.根据权利要求1或2所述的控制指令传输的加密方法，其特征在于，所述发送端采用滚动码加密算法对存储在所述发送端的序列号进行加密之后，所述发送控制指令之前，所述控制指令传输的加密方法还包括：
所述发送端以预设规则对存储在所述发送端的序列号进行更新。
4.根据权利要求3所述的控制指令传输的加密方法，其特征在于，所述发送端以预设规则对存储在所述发送端的序列号进行更新，具体包括：
所述发送端以预设步长将所述序列号进行递增或递减；
将递增或递减后的序列号更新为当前的序列号。
5.根据权利要求1所述的控制指令传输的加密方法，其特征在于，所述第一加密数据为4字节加密数据。
6.一种控制指令传输的解密方法，其特征在于，包括：
接收端在接收到携带控制指令的第三数据时，采用私钥解密算法对所述第三数据进行解密，生成第二加密数据及AES随机公钥；
对所述AES随机公钥进行有序的提取，得到采用滚动码加密算法加密生成的第一加密数据；
用滚动码解密算法对第一加密数据进行解密，生成序列号；
在生成的序列号与存储的序列号相匹配时，采用AES解密算法对第二加密数据进行解密，生成待传输的数据；其中，所述待传输的数据包括所述控制指令；
从所述待传输的数据中提取控制指令，并根据提取的所述控制指令执行相应的操作。
7.根据权利要求6所述的控制指令传输的解密方法，其特征在于，所述接收端在接收到携带控制指令的第三数据之前，所述控制指令传输的解密方法还包括：
所述接收端在与发送端建立连接时，接收并存储所述发送端发送的序列号。
8.根据权利要求6所述的控制指令传输的解密方法，其特征在于，通过以下方式判断生成的序列号与存储的序列号是否相匹配：
将生成的序列号减去存储的序列号，得到序列号差值；
在所述序列号差值处于预设范围时，判定生成的序列号与存储的序列号相匹配。
9.一种终端设备/服务器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任一所述的控制指令传输的加密方法。
10.一种终端设备/服务器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求6至8中任一所述的控制指令传输的解密方法。
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