CN108155987A - 群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端 - Google Patents

群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了本发明提供了一种群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端，群组消息发送方法包括：利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；利用当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；将密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。在本发明中，由于当前消息密钥能实时更新，可有效降低当前消息密钥被攻破的风险。此外，即便他人获取到预设密钥生成算法，但是由于密钥种子不会随密文信息进行数据传递，他人难以获取，因此在无法获取到密钥种子的情况下，他人无法得到当前消息密钥，也无法对密文消息进行解密。

Description

群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端。
背景技术
现有的即时通讯聊天系统，能够实现点对点的消息发送进行加解密和签名验签，但对于群聊消息的加解密则没有太好的处理方法，无法兼顾群聊消息的安全和高效。现有两种群聊的加密方法较为常用，一种是采用一话一密，使用对称密钥对消息进行加密，然后将本条消息使用的对称密钥逐一使用群内所有其他用户的加密证书公钥进行加密。另一种方法是群内固定一个通用的对称密钥，所有人发消息都是用这个密钥进行加解密。
目前现有的两种群聊加密方法无法兼顾安全与效率。其中，采用一话一密，使用对称密钥对消息进行加密，然后将本条消息使用的对称密钥逐一使用群内所有其他用户的加密证书公钥进行加密，那么对于群中的每一个用户都需要单独处理密钥加解密，效率较低；采用内固定一个通用的对称密钥的方式则难以进行群聊密钥的更新，在这种出现消息重复性较高的群聊中容易被攻破导致安全性下降。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端。
为实现上述目的，本发明提供了一种群组消息发送方法，包括：
利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
利用所述当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；
将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
可选地，所述密钥种子为群组创建用户在创建群组时生成的随机数。
可选地，所述将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块的步骤之前还包括：
利用身份证书私钥对所述密文信息和所述时间戳进行签名。
为实现上述目的，本发明提供了一种群组消息接收方法，包括：
接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳；
利用所述时间戳、交互密钥和发送所述密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
利用所述当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当所述密文消息进行解密，得到当前群组消息。
可选地，所述接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳的步骤之后还包括：
根据所述密文信息对应的群组获取与该群组对应的密钥种子。
为实现上述目的，本发明提供了一种群组消息发送系统，包括：
存储单元，用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；
第一密钥生成单元，用于利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
加密单元，用于利用所述当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；
发送单元，用于将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
可选地，所述密钥种子为群组创建用户在创建群组时生成的随机数。
可选地，还包括：签名单元，用于在所述发送单元发送所述密文信息和所述时间戳之前，利用身份证书私钥对所述密文信息和所述时间戳进行签名。
为实现上述目的，本发明还提供了一种群组消息接收系统，包括：
存储单元，用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；
接收单元，用于接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳；
第二密钥生成单元，用于利用所述时间戳、交互密钥和发送所述密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
解密单元，用于利用所述当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当所述密文消息进行解密，得到当前群组消息。
可选地，还包括：种子查询单元，用于在所述接收单元接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳之后，根据所述密文信息对应的群组获取与该群组对应的密钥种子。
为实现上述目的，本发明还提供了一种通讯终端，包括：如上述的群组消息发送系统，和/或如上述的群组消息接收系统。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端，其中群组消息发送方法包括：利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；利用当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；将密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。在本发明中，由于当前消息密钥Ks是实时更新的，可有效降低当前消息密钥被攻破的风险，具有较高的安全性。此外，即便他人获取到预设密钥生成算法，但是由于密钥种子存储于群组用户的加密模块中且不会随密文信息进行数据传递，他人难以获取，因此在无法获取到密钥种子Kr的情况下，他人无法得到当前消息密钥Ks，也无法对密文消息Cm进行解密。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种群组消息发送方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种群组消息接收方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种群组消息发送系统的结构框图；
图4为本发明实施例四提供的一种群组消息接收系统的结构框图；
图5为本发明实施例五提供的一种通讯终端的结构框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种群组消息发送方法、接收方法及其系统和通讯终端进行详细描述。
本发明针对现有的群组消息存在安全性的问题，提出一种群组消息发送方案和群组消息接收方案。
其中，在群组创建阶段会进行密钥种子的生成和分发，在邀请他人入群阶段会进行密钥种子的分发。具体过程如下：
在群组创建阶段。首先，群组创建用户通过自身通讯终端内加密模块生成的与所创建群组对应的密钥种子Kr，该密钥种子Kr具体为加密模块生成的一个随机数R；接着，群组创建用户通过自己通讯终端内客户端模块来选择要加入群的好友用户，加密模块利用群组创建用户所选择要加入群的各好友用户的加密证书公钥(好友之间已经预先存储了对方的加密证书公钥)来分别对密钥种子Kr进行加密，并使用群组创建用户的身份证书私钥进行签名，再将完成加密、签名的密钥种子Kr置于入群邀请中；接着，群组创建用户的通讯终端将各入群邀请发送至群聊消息平台(运营商服务器)，群聊消息平台根据入群邀请建立群关系，并将各入群邀请转发至对应的好友用户的通讯终端中的客户端模块；最后，各好友用户的通讯终端中的客户端模块接收入群邀请，各好友用户的通讯终端中的加密模块对入群邀请中的密钥种子Kr进行解密验签，并存储密钥种子Kr与群组的对应关系，并建立索引。作为一种可选方案，可建立密钥种子Kr的群组序号(ID)的对应关系，以便于后序查询。
在邀请他人入群阶段时，邀请用户(已经在群组内的任意用户)通过自己通讯终端内客户端模块来选择1个或多个受邀好友用户，并通过群聊消息平台向各受邀好友用户发送入群邀请，群聊消息平台会根据入群邀请建立群关系。该入群邀请中包含已采用受邀好友用户的的加密证书公钥且使用群组创建用户的身份证书私钥进行签名的密钥种子Kr。各受邀好友用户的通讯终端接收入群邀请后，加密模块对入群邀请中的密钥种子Kr进行解密验签，并存储密钥种子Kr与群组的对应关系。
需要说明的是，若群组内的用户更换了通讯终端，则需要将原终端的加密模块换入新通讯终端，或者通过密钥导入的方式将原终端加密模块中存储的交互密钥Kp导入新终端的加密模块。若群组内的用户退群，则在退群时通讯终端内的加密模块会删除密钥种子Kr与群组的对应关系。
图1为本发明实施例一提供的一种群组消息发送方法的流程图，如图1所示，该群组消息发送方法包括：
步骤S101、利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥。
在用户通过通讯终端在群组内发送信息m时，通讯终端中的第一密钥生成单元会从通信终端的系统中获取时间戳Ts，并从加密模块中获取预先存储的交互密钥Kp以及该群组的密钥种子Kr。其中，交互密钥Kp是在用户开户的时候写入至通信终端内加密模块中、用于实时通讯业务的密钥，该密钥Kp只能被使用或导出，无法进行读取。
第一密钥生成单元利用时间戳Ts、交互密钥Kp和本群组对应的密钥种子Kr作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥Ks。可选地，本发明中的预设密钥生成算法为哈希算法。当然，本发明中也可以现有的其他密钥生成算法来生成当前消息密钥Ks，此处不再一一举例。本领域技术人员应该知晓的是，但凡根据时间戳Ts、交互密钥Kp和密钥种子Kr来生成当前消息密钥Ks的算法，均应属于本发明的保护范围。
可选地，密钥种子Kr为群组创建用户在创建群组时生成的随机数，可有效降低其他人试验出密钥种子的概率。
在本发明中，由于密钥种子Kr是在用户进入群组时获取，并存储于加密模块内，因此他人无法获取到该群组所对应的密钥种子Kr，具有较高的安全性。与此同时，由于时间戳Ts为一动态数据，因此在不同时刻生成的当前消息密钥Ks是不同的，即当前消息密钥Ks可实时更新，具有较高的安全性。
步骤S102、利用当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息。
在第一密钥生成单元生成当前消息密钥后，加密单元利用当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息m进行加密，得到密文消息。
步骤S103、将密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
在完成对当前群组消息进行加密后，发送单元将密文消息Cm和对应的时间戳Ts发送至群聊消息平台，群聊消息平台将密文消息和时间戳发送至本群组内其他客户端模块。
本发明中，优选地，在步骤S102和步骤S103之间，还包括：利用身份证书私钥对密文信息和时间戳进行签名。此时，在步骤S103中，发送单元将完成签名的密文信息Cm和时间戳Ts发送至群聊消息平台，可有效防止密文信息Cm和/或时间戳Ts在后续的数据传递过程中被恶意篡改。
在本发明中，由于当前消息密钥Ks是实时更新的，可有效降低当前消息密钥Ks被攻破的风险，具有较高的安全性。此外，即便他人获取到预设密钥生成算法，但是由于密钥种子Kr存储于群组用户的加密模块中且不会随密文信息Cm进行数据传递，他人难以获取，因此在无法获取到密钥种子Kr的情况下，他人无法得到当前消息密钥Ks，也无法对密文消息Cm进行解密。
图2为本发明实施例二提供的一种群组消息接收方法的流程图，如图2所示，本实施例提供的群组消息接收方法与上述实施例一中的群组消息发送方法的相对应，用于群组内的消息接收用户对接收到的密文消息Cm进行解密，该群组消息接收方法包括：
步骤S201、接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳。
消息接收用户的通讯终端中的接收单元接收群聊消息平台发送的密文消息Cm和对应的时间戳Ts。
需要说明的是，若接收单元接收到的密文消息Cm和时间戳Ts进行了签名，则接收单元还需要从加密模块中读取预先存储的消息发送用户的身份证书来进行验签，以保证密文信息Cm和时间戳Ts在数据传递过程中未被篡改。
步骤S202、利用时间戳、交互密钥和发送密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥。
在接收单元接收到群聊消息平台发送的密文消息Cm后，通讯终端中的种子查询单元，根据密文信息Cm对应的群组ID从加密模块中查询出该群组对应的密钥种子Kr。
通讯终端中的第二密钥生成单元以接收到的时间戳Ts、存储于加密模块中的交互密钥Kp和查询出的密钥种子Kr作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，得到密文消息Cm所对应的当前消息密钥Ks。
步骤S203、利用当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当密文消息进行解密，得到当前群组消息。
通讯终端中的解密单元利用第二密钥生成单元计算出的当前消息对称密钥Ks和预设对称加密算法的逆算法对当密文消息Cm进行解密，得到当前群组消息m，以供通讯终端进行显示。
图3为本发明实施例三提供的一种群组消息发送系统的结构框图，如图3所示，该群组消息发送系统用于实现上述实施例一中的群组消息发送方法，包括：存储单元1、第一密钥生成单元2、加密单元3和发送单元4。
其中，存储单元1用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；可选地，密钥种子为群组创建用户在创建群组时生成的随机数。
第一密钥生成单元2用于利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
加密单元3用于利用当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；
发送单元4用于将密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
需要说明的是，本实施例中的第一密钥生成单元2用于执行上述实施例一中的步骤S101，加密单元3用于执行上述实施例一中的步骤S102，发送单元4用于执行上述实施例一中的步骤S103。对于上述各单元的具体描述，可参见上述实施例一中的相应内容，此处不再赘述。
可选地，该群组消息发送系统还包括：签名单元5，签名单元5用于在发送单元4发送密文信息和时间戳之前，利用身份证书私钥对密文信息和时间戳进行签名，有效防止密文信息和/或时间戳在后续的数据传递过程中被恶意篡改。
图4为本发明实施例四提供的一种群组消息接收系统的结构框图，如图4所示，该群组消息接收系统用于实现上述实施例二中的群组消息接收方法，包括：存储单元1、接收单元6、第二密钥生成单元7和解密单元8。
其中，存储单元1用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；
接收单元6用于接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳；
第二密钥生成单元7用于利用时间戳、交互密钥和发送密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
解密单元8用于利用当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当密文消息进行解密，得到当前群组消息。
需要说明的是，本实施例中的接收单元6用于执行上述实施例二中的步骤S201，第二密钥生成单元7用于执行上述实施例二中的步骤S202，解密单元8用于执行上述实施例二中的步骤S203。对于上述各单元的具体描述，可参见上述实施例二中的相应内容，此处不再赘述。
可选地，该群组消息接收系统还包括：种子查询单元10，种子查询单元10用于在接收单元6接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳之后，根据密文信息对应的群组获取与该群组对应的密钥种子，以供第二密钥生成单元7生成当前消息密钥。
当然，该群组消息接收系统还可以包括验签单元9，用于对消息发送用户所发出的经过签名处理的密文信息和时间戳进行验签。
图5为本发明实施例五提供的一种通讯终端的结构框图，如图5所示，该通讯终端包括上述实施例一中的群组消息发送系统和/或上述实施例二中的群组消息接收系统。
其中，当通讯终端仅包括上述群组消息发送系统时，则该通讯终端仅具备群组消息发送功能；当通讯终端仅包括上述群组消息接收系统时，则该通讯终端仅具备群组消息接收功能；当通讯终端同时包括上述群组消息发送系统的群组消息接收系统时，则该通讯终端具备群组消息发送、接收功能。附图中仅示意出了通讯终端同时包括群组消息发送系统的群组消息接收系统时的情况，群组消息发送系统中的存储单元与群组消息接收系统中的存储单元为同一存储单元1，该存储单元1中存储有密钥种子、交互密钥、用户自身的身份证书私钥、好友的加密证书公钥等重要数据。
需要说明的是，本实施例中的通讯终端按照物理模块划分其包括：客户端模块和加密模块。其中，群组消息发送系统中的发送单元4属于客户端模块，群组消息发送系统中的存储单元1、第一密钥生成单元2、加密单元3和签名单元5均属于加密模块；群组消息接收系统中的接收单元6属于客户端模块，群组消息接收系统中的存储单元1、第二密钥生成单元7、解密单元8和验签单元9均属于加密模块。
本发明中的加密模块既可以使用独立硬件如加密内存卡实现，也可集成于终端中，例如在用户全球用户识别卡(USIM卡)上增加一个加密芯片，或者在终端的主板上增加一个加密芯片。
本发明中的通讯终端具体可以为手机、平板、智能手表等可以进行实时通讯的终端设备。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种群组消息发送方法，其特征在于，包括：
利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
利用所述当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；
将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
2.根据权利要求1所述的群组消息发送方法，其特征在于，所述密钥种子为群组创建用户在创建群组时生成的随机数。
3.根据权利要求1所述的群组消息发送方法，其特征在于，所述将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块的步骤之前还包括：
利用身份证书私钥对所述密文信息和所述时间戳进行签名。
4.一种群组消息接收方法，其特征在于，包括：
接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳；
利用所述时间戳、交互密钥和发送所述密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
利用所述当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当所述密文消息进行解密，得到当前群组消息。
5.根据权利要求4所述的群组消息接收方法，其特征在于，所述接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳的步骤之后还包括：
根据所述密文信息对应的群组获取与该群组对应的密钥种子。
6.一种群组消息发送系统，其特征在于，包括：
存储单元，用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；
第一密钥生成单元，用于利用时间戳、交互密钥和本群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
加密单元，用于利用所述当前消息密钥和预设对称加密算法对当前群组消息进行加密，得到密文消息；
发送单元，用于将所述密文消息和对应的时间戳通过群聊消息平台发送至本群组内其他客户端模块。
7.根据权利要求6所述的群组消息发送系统，其特征在于，所述密钥种子为群组创建用户在创建群组时生成的随机数。
8.根据权利要求6所述的群组消息发送系统，其特征在于，还包括：
签名单元，用于在所述发送单元发送所述密文信息和所述时间戳之前，利用身份证书私钥对所述密文信息和所述时间戳进行签名。
9.一种群组消息接收系统，其特征在于，包括：
存储单元，用于存储交互密钥和各族群对应的密钥种子；
接收单元，用于接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳；
第二密钥生成单元，用于利用所述时间戳、交互密钥和发送所述密文信息的群组对应的密钥种子作为输入，并通过预设密钥生成算法进行运算，生成当前消息密钥；
解密单元，用于利用所述当前消息对称密钥和预设对称加密算法的逆算法对当所述密文消息进行解密，得到当前群组消息。
10.根据权利要求9所述的群组消息接收系统，其特征在于，还包括：
种子查询单元，用于在所述接收单元接收群聊消息平台发送的密文消息和对应的时间戳之后，根据所述密文信息对应的群组获取与该群组对应的密钥种子。
11.一种通讯终端，其特征在于，包括：如上述权利要求6～8中任一所述的群组消息发送系统，和/或如上述权利要求9或10中所述的群组消息接收系统。
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