CN107707514A - 一种用于cdn节点间加密的方法及系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于CDN节点间加密的方法及系统及装置，此方法包括：密钥中心生成对称密钥集合和密钥索引，将密钥集合和密钥索引发送至各内容分发网络CDN节点；CDN节点从密钥中心接收密钥集合和密钥索引，根据密钥索引从对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行超文本传输协议HTTP数据传输时使用此密钥进行加密和解密处理。本案跳过消耗最大的HTTPS握手过程，利用两端节点可控的特点，进行对称密钥的直接使用，实现轻量级的加密过程，达到同标准HTTPS一致的加密效果，降低了CDN边缘节点和二级节点之间的加密开销，减轻两端服务器的负载。本发明还采用随机生成并周期性动态更新对称密钥的机制，比传统的HTTPS使用证书中的公钥以及对应的私钥更加安全。

Description

一种用于CDN节点间加密的方法及系统及装置
技术领域
本发明涉及云计算处理领域，尤其涉及一种用于CDN节点间加密的方法及系统及装置。
背景技术
随着以安全为目标的HTTP通道(Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer，HTTPS)在网络应用中的比例越来越大，迁移到HTTPS的网站数量也越来越多，对于在互联网中承担基础设施作用的内容分发网络(Content Delivery Network，简称CDN)来说，如何高效的提供全链路加密成为一个难题。CDN节点大多采用多级缓存的机制，有边缘节点，也有按照地理位置大区划分的二级节点。全链路的HTTPS是指客户端、边缘节点、二级节点、源站之间的所有环节均采用HTTPS通信。由于客户端到边缘节点以及二级节点到源站这两个环节均涉及到和第三方通信，导致优化手段有限。尤其在边缘节点和二级节点之间也需实施完整的HTTPS流程，这样对于两端参与运算的节点压力较大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于CDN节点间加密的方法及系统及装置。
本发明提供了一种用于CDN节点间加密的方法，包括：
密钥中心生成对称密钥集合和密钥索引，将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各内容分发网络CDN节点；
CDN节点从密钥中心接收所述密钥集合和所述密钥索引，根据所述密钥索引从所述对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行超文本传输协议HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
上述方法还具有以下特点：
所述密钥中心将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点包括：通过加密通道将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点。
上述方法还具有以下特点：
所述CDN节点在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理包括：所述CDN节点为边缘节点时，使用所述密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送；在从二级节点接收到HTTP应答后，使用所述密钥对HTTP应答进行解密；和/或；所述CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用所述密钥对HTTP请求进行解密，使用所述密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
上述方法还具有以下特点：
所述密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的密钥索引；所述密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合；所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔；
或者，所述密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的密钥索引；所述密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合和密钥索引；所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。
上述方法还具有以下特点：
所述密钥索引的范围为[x,y],x和y均为整数，y与x的差值加1为所述对称密钥集合中对称密钥的个数。
本发明还提供了一种用于CDN节点间加密的系统，包括密钥中心和CDN节点；
所述密钥中心，用于生成对称密钥集合和密钥索引，将所述对称密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点；
所述CDN节点，用于根据从所述密钥中心获取的索引从对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
本发明还提供了一种用于CDN节点间加密的装置，应用于密钥中心；包括生成模块和发送模块；
所述生成模块，用于生成对称密钥集合和密钥索引；
所述发送模块，用于将所述生成模块生成的密钥集合发送至各CDN节点，还用于将所述生成模块生成的密钥索引发送至各CDN节点。
上述装置方法还具有以下特点：
所述发送模块，还用于通过加密通道将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点。
上述装置方法还具有以下特点：
所述生成模块，还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔；或者，还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。
本发明还提供了一种用于CDN节点间加密的装置，应用于CDN节点；包括接收模块和加密处理模块；
所述接收模块，用于从密钥中心接收密钥集合，还用于从密钥中心接收密钥索引；
所述加密处理模块，用于根据所述密钥索引从所述对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
上述装置方法还具有以下特点：
所述加密处理模块，还用于在所述CDN节点为边缘节点时，使用所述密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送，在从二级节点接收到HTTP应答后，使用所述密钥对HTTP应答进行解密；还用于在所述CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用所述密钥对HTTP请求进行解密，使用所述密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
本发明的方案跳过消耗最大的HTTPS握手过程，利用两端节点可控的特点，进行对称密钥的直接使用，实现轻量级的加密过程，达到同标准HTTPS一致的加密效果，降低了CDN边缘节点和二级节点之间的加密开销，减轻两端服务器的负载。本发明还采用随机生成并周期性动态更新对称密钥的机制，比传统的HTTPS使用证书中的公钥以及对应的私钥更加安全。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例中用于CDN节点间加密的方法的流程图；
图2是实施例中应用于密钥中心的用于CDN节点间加密的装置的结构图；
图3是实施例中应用于CDN节点的用于CDN节点间加密的装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是实施例中用于CDN节点间加密的方法的流程图；此方法包括：
步骤101，密钥中心生成对称密钥集合和密钥索引，将此密钥集合和此密钥索引发送至各CDN节点；
步骤102，CDN节点从密钥中心接收密钥集合和密钥索引，根据此密钥索引从此对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用此密钥进行加密和解密处理。
其中，
步骤101中对称密钥集合存储于密钥中心的内存中，不存放于固定存储介质，可提高密钥的安全性。
步骤101中，密钥中心将密钥集合和密钥索引发送至各CDN节点包括：通过加密通道将密钥集合和密钥索引发送至各CDN节点。
步骤101中，密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送生成的密钥索引，典型的发送方式为向各CDN节点同步发送；密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合，典型的发送方式为向各CDN节点同步发送；其中，第二时间间隔大于第一时间间隔。或者，密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的密钥索引；密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合和密钥索引；第二时间间隔大于第一时间间隔。
本发明申请人考虑到边缘节点和二级节点之间这个环节中的通信双方均是CDN厂商可控的计算设施，因此重点对此两种类型节点之间通信进行优化。步骤102中，CDN节点在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用此密钥进行加密和解密包括：CDN节点为边缘节点时，使用此密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送，在从二级节点接收到HTTP应答后，使用此密钥对HTTP应答进行解密；和/或；CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用此密钥对HTTP请求进行解密，使用此密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
本方法中密钥索引的范围为[x,y],x和y均为整数，y与x的差值加1为对称密钥集合中对称密钥的个数。例如，密钥索引的范围为[0,(n-1)],n为对称密钥集合中对称密钥的个数；再例如，密钥索引的范围为[1,n],n为对称密钥集合中对称密钥的个数。
本发明中的用于CDN节点间加密的系统包括密钥中心和CDN节点。
密钥中心用于生成对称密钥集合和密钥索引，将密钥集合和密钥索引发送至各CDN节点。
CDN节点用于根据从密钥中心获取的索引从对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用此密钥进行加密和解密处理。
图2是用于CDN节点间加密的装置的结构图，此装置应用于密钥中心，包括生成模块和发送模块。
生成模块用于生成对称密钥集合和密钥索引；
发送模块用于将生成模块生成的密钥集合发送至各CDN节点，还用于将生成模块生成的密钥索引发送至各CDN节点。
其中，
发送模块具体用于通过加密通道将密钥集合和密钥索引发送至各CDN节点。
生成模块还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，第二时间间隔大于第一时间间隔；或者，还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，第二时间间隔大于第一时间间隔。
图3是用于CDN节点间加密的装置的结构图，此装置应用于CDN节点，包括接收模块和加密处理模块。
接收模块用于从密钥中心接收密钥集合，还用于从密钥中心接收密钥索引。
加密处理模块用于根据密钥索引从对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用此密钥进行加密和解密处理。
其中，加密处理模块还用于在CDN节点为边缘节点时，使用此密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送；在从二级节点接收到HTTP应答后，使用此密钥对HTTP应答进行解密；还用于在CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用此密钥对HTTP请求进行解密，使用此密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
具体实施例
步骤1)，密钥中心随机生成对称密钥集合K，此对称密钥集合中包含若干个对称密钥。
步骤2)，对称密钥中心使用加密通道将对称密钥集合K同步发送到所有的边缘节点和二级节点上。
步骤3)，对称密钥中心随机生成对称密钥索引I，索引范围[0,(n-1)]，n为密钥集合K中对称密钥的数量。
步骤4)，对称密钥中心使用加密通道将对称密钥索引I同步发送到所有的边缘节点和二级节点上。
步骤5)，边缘节点向二级节点发送HTTP请求时，使用K[I]作为密钥，对HTTP请求进行加密。
步骤6)，二级节点收到加密的HTTP请求时，同样使用K[I]作为密钥对数据进行解密，得到HTTP请求原文。
步骤7)，二级节点向边缘节点发送HTTP应答时，使用K[I]作为密钥对HTTP应答进行加密。
步骤8)，边缘节点收到加密的HTTP应答时，同样使用K[I]作为密钥对数据进行解密，得到HTTP应答原文。
步骤9)，对称密钥中心每隔时间间隔T1，重新执行步骤3)和4)，生成新的密钥索引I并同步发送给所有的边缘节点和二级节点。
步骤10)，对称密钥中心每隔时间间隔T2(T2>T1)，重新执行步骤1)、2)，生成新的密钥集合K并同步发送给所有的边缘节点和二级节点。或者，对称密钥中心每隔时间间隔T2(T2>T1)，重新执行步骤1)、2)、3)、4)，生成新的密钥集合K和新的密钥索引I并同步发送给所有的边缘节点和二级节点。
本发明的方案跳过消耗最大的HTTPS握手过程，利用两端节点可控的特点，进行对称密钥的直接使用，实现轻量级的加密过程，达到同标准HTTPS一致的加密效果，降低了CDN边缘节点和二级节点之间的加密开销，减轻两端服务器的负载。本发明还采用随机生成并周期性动态更新对称密钥的机制，比传统的HTTPS使用证书中的公钥以及对应的私钥更加安全。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各装置/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能装置的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种用于CDN节点间加密的方法，其特征在于，包括：
密钥中心生成对称密钥集合和密钥索引，将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各内容分发网络CDN节点；
CDN节点从密钥中心接收所述密钥集合和所述密钥索引，根据所述密钥索引从所述对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行超文本传输协议HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
2.如权利要求1所述的用于CDN节点间加密的方法，其特征在于，
所述密钥中心将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点包括：通过加密通道将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点。
3.如权利要求1所述的用于CDN节点间加密的方法，其特征在于，
所述CDN节点在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理包括：所述CDN节点为边缘节点时，使用所述密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送；在从二级节点接收到HTTP应答后，使用所述密钥对HTTP应答进行解密；和/或；所述CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用所述密钥对HTTP请求进行解密，使用所述密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
4.如权利要求1所述的用于CDN节点间加密的方法，其特征在于，
所述密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的密钥索引；所述密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合；所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔；
或者，所述密钥中心以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的密钥索引；所述密钥中心以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，向CDN节点发送所生成的对称密钥集合和密钥索引；所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。
5.如权利要求1所述的用于CDN节点间加密的方法，其特征在于，
所述密钥索引的范围为[x,y],x和y均为整数，y与x的差值加1为所述对称密钥集合中对称密钥的个数。
6.一种用于CDN节点间加密的系统，其特征在于，包括密钥中心和CDN节点；
所述密钥中心，用于生成对称密钥集合和密钥索引，将所述对称密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点；
所述CDN节点，用于根据从所述密钥中心获取的索引从对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
7.一种用于CDN节点间加密的装置，其特征在于，应用于密钥中心；包括生成模块和发送模块；
所述生成模块，用于生成对称密钥集合和密钥索引；
所述发送模块，用于将所述生成模块生成的密钥集合发送至各CDN节点，还用于将所述生成模块生成的密钥索引发送至各CDN节点。
8.如权利要求7所述的用于CDN节点间加密的装置，其特征在于，
所述发送模块，还用于通过加密通道将所述密钥集合和所述密钥索引发送至各CDN节点。
9.如权利要求7所述的用于CDN节点间加密的装置，其特征在于，
所述生成模块，还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合，所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔；或者，还用于以第一时间间隔随机或根据预设算法生成密钥索引，以第二时间间隔随机或根据预设算法生成对称密钥集合以及随机或根据预设算法生成密钥索引，所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。
10.一种用于CDN节点间加密的装置，其特征在于，应用于CDN节点；包括接收模块和加密处理模块；
所述接收模块，用于从密钥中心接收密钥集合，还用于从密钥中心接收密钥索引；
所述加密处理模块，用于根据所述密钥索引从所述对称密钥集合中确定密钥，在与其它CDN节点进行HTTP数据传输时使用所述密钥进行加密和解密处理。
11.如权利要求10所述的用于CDN节点间加密的装置，其特征在于，
所述加密处理模块，还用于在所述CDN节点为边缘节点时，使用所述密钥对HTTP请求进行加密，将加密后的HTTP请求向二级节点发送，在从二级节点接收到HTTP应答后，使用所述密钥对HTTP应答进行解密；还用于在所述CDN节点为二级节点时，在从边缘节点接收到HTTP请求后，使用所述密钥对HTTP请求进行解密，使用所述密钥对HTTP应答进行加密，将加密后的HTTP应答向边缘节点发送。
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