CN108882182B - 短信加解密装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种短信加解密装置，位于发送端，所述装置包括：发送单元，第一设备密钥模块，第一安全存储模块，加密算法硬件协处理器，其中，所述发送单元，用于发送第一短信私钥请求到服务端；所述第一设备密钥模块，用于根据发送端设备出厂信息生成第一设备密钥，并发送至第一安全存储模块；所述第一安全存储模块，用于获取所述第一短信私钥以及所述第一设备密钥，并使用所述第一设备密钥加密所述第一短信私钥后并保存；所述加密算法硬件协处理器，用于对短信加密后发出；本发明能够提高短信加密系统的安全性。

Description

短信加解密装置
技术领域
本发明涉及安全通信技术领域，尤其涉及一种短信加解密装置。
背景技术
目前，随着通信行业的迅速发展，电信诈骗案例层出不穷，其中，短信诈骗案例占了电信诈骗案例的很大一部分。犯罪分子通过冒充移动运营商、银行、第三方支付等单位或机构，发送虚假短信诱导用户；由于大多数用户很难分辨短信的真伪，进而会存在被诈骗的危险。因此，短信加密技术对于安全通信的实现具有重大意义。
现有的短信加密技术主要是通过软件对短信进行加密保护。软件加密保护是指短信发送方和接收方在服务端中通过序列号法、密码表加密法等方法配置一组特定密钥及特定密码，且仅有发送端和接收端知晓，当短信由发送端发送时，发送端使用特定密钥加密短信，接收端接收短信后通过特定密码进行解密短信。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：由于密钥及密码均通过软件编译完成，可通过反编译或其他方式获取密钥及密码，使得加密系统极易被攻破，从而导致短信中的敏感信息被泄漏。
发明内容
本发明提供的短信加解密装置，能够通过硬件加密及软件加密结合的方式对短信进行加密，提高了短信加密系统的安全性。
第一方面，本发明提供一种短信加解密装置，位于发送端，包括：发送单元，第一设备密钥模块，第一安全存储模块，加密算法硬件协处理器，其中，
所述发送单元，用于发送第一短信私钥请求到服务端，以使所述服务端根据发送端唯一编号生成第一短信私钥；
所述第一设备密钥模块，用于根据发送端设备出厂信息生成第一设备密钥，并发送至第一安全存储模块；
所述第一安全存储模块，用于获取所述第一短信私钥以及所述第一设备密钥，并使用所述第一设备密钥加密所述第一短信私钥后并保存；
所述加密算法硬件协处理器，用于从所述第一安全存储模块中获取经过加密的第一短信私钥，并根据发送端设备出厂信息对所述经过加密的第一短信私钥进行解密后，使用解密后的第一短信私钥对待发送短信进行签名运算后生成数字签名，将所述数字签名附在短信尾部后得到签名短信，将所述签名短信发送至接收端。
可选地，所述加密算法硬件协处理器还用于根据接收端的唯一编号对待发送短信进行加密运算后得到加密短信，并发送所述加密短信至接收端。
可选地，所述加密算法硬件协处理器采用的签名算法及加密算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
可选地，所述唯一编号是手机号码。
可选地，所述发送端设备出厂信息为发送端初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
第二方面，本发明提供一种短信加解密装置，位于接收端，包括：处理单元，第二设备密钥模块，第二安全存储模块，解密算法硬件协处理器，其中，
所述处理单元，用于接收加密短信或签名短信，并发送第二短信私钥请求到服务端，以使服务端根据接收端唯一编号生成第二短信私钥；
所述第二设备密钥模块，用于根据接收端设备出厂信息生成第二设备密钥，并发送至所述第二安全存储模块；
所述第二安全存储模块，用于获取所述第二短信私钥以及第二设备密钥，并使用所述第二设备密钥加密所述第二短信私钥后保存；
所述解密算法硬件协处理器，用于从所述第二安全存储模块中读取第二短信私钥后，根据接收端设备出厂信息对所述第二短信私钥进行解密，使用所述解密后的第二短信私钥对加密短信进行解密得到明文数据。
可选地，所述解密算法硬件协处理器，还用于获取所述签名短信，使用根据所述签名短信中的发送端唯一编号作为公钥对所述签名短信进行验签。
可选地，所述解密算法硬件协处理器支持的解密算法及验签算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
可选地，所述唯一编号是手机号码。
可选地，所述接收端设备出厂信息为接收端初始密钥、接收端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
本发明实施例提供的短信加解密装置，在安全存储模块及加密算法硬件协处理器中通过软件加解密算法对短信进行加解密，将软件加密方式与硬件加密方式相结合，提高了短信加密系统的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例短信加解密装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例短信加解密装置的结构示意图。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种短信加解密装置，位于发送端，如图1所示，所述装置包括：发送单元11，第一设备密钥模块12，第一安全存储模块13，加密算法硬件协处理器14，其中，
所述发送单元11，用于发送第一短信私钥请求到服务端，以使所述服务端根据发送端唯一编号生成第一短信私钥；
可选地，所述服务端根据系统收到私钥请求的手机号、系统主密钥、服务端系统公开参数进行密钥运算生成第一短信私钥，且所述密钥运算使用全同态加密算法，所述全同态加密算法使用取模运算实现。
所述第一设备密钥模块12，用于根据发送端设备出厂信息生成第一设备密钥，并发送至第一安全存储模块13；
所述第一安全存储模块13，用于获取所述第一短信私钥以及所述第一设备密钥，并使用所述第一设备密钥加密所述第一短信私钥后并保存；
可选地，第一安全存储模块13与所述解密算法硬件协处理器14通过固定标识连接，且所述第一安全存储模块13的内容只能由加密算法硬件协处理器14读取。
所述加密算法硬件协处理器14，用于从所述第一安全存储模块13中获取经过加密的第一短信私钥，并根据发送端设备出厂信息对所述经过加密的第一短信私钥进行解密后，使用解密后的第一短信私钥对待发送短信进行签名运算后生成数字签名，将所述数字签名附在短信尾部后得到签名短信，将所述签名短信发送至接收端。
本发明实施例提供的短信加解密装置，在安全存储模块及加密算法硬件协处理器中通过软件加解密算法对短信进行加解密，将软件加密方式与硬件加密方式相结合，提高了短信加密系统的安全性。
可选地，所述加密算法硬件协处理器14还用于根据接收端的唯一编号对待发送短信进行加密运算后得到加密短信，并发送所述加密短信至接收端。
可选地，所述加密算法硬件协处理器14采用的签名算法及加密算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
可选地，所述唯一编号是手机号码。
可选地，所述发送端设备出厂信息为发送端初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
可选地，所述加解密算法中为对称加密算法、非对称加密算法、哈希算法和自定义算法中的一种或多种。
本发明提供一种短信加解密装置，位于接收端，如图2所示，所述装置包括：
处理单元21，第二设备密钥模块22，第二安全存储模块23，解密算法硬件协处理器24，其中，
所述处理单元21，用于接收加密短信或签名短信，并发送第二短信私钥请求到服务端，以使服务端根据接收端唯一编号生成第二短信私钥；
可选地，所述服务端根据系统收到私钥请求的手机号、系统主密钥、服务端系统公开参数进行密钥运算生成第二短信私钥，且所述密钥运算使用全同态加密算法，所述全同态加密算法使用取模运算实现。
所述第二设备密钥模块22，用于根据接收端设备出厂信息生成第二设备密钥，并发送所述第二设备密钥至所述第二安全存储模块；
所述第二安全存储模块23，用于获取所述第二短信私钥以及第二设备密钥，并使用所述第二设备密钥加密所述第二短信私钥后保存；
可选地，第二安全存储模块23与所述解密算法硬件协处理器24通过固定标识连接，且所述第二安全存储模块的内容只能由解密算法硬件协处理器24读取。
所述解密算法硬件协处理器24，用于从所述第二安全存储模块23中读取第二短信私钥后，根据接收端设备出厂信息对所述第二短信私钥进行解密，使用所述解密后的第二短信私钥对加密短信进行解密得到明文数据。
可选地，所述解密算法硬件协处理器24，还用于获取所述签名短信，使用根据所述签名短信中的发送端唯一编号作为公钥对所述签名短信进行验签。
可选地，所述解密算法硬件协处理器24支持的解密算法及验签算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
可选地，所述接收端设备出厂信息为接收端初始密钥、接收端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
可选地，所述加解密算法为对称加密算法、非对称加密算法、哈希算法和自定义算法中的一种或多种。
可选地，当发送端对短信只进行加密处理时，处理流程如下：
其中，发送端的加密算法硬件协处理器根据接收端的唯一编号获得一个短信公钥，并使用所述短信公钥对待发送短信进行加密运算后得到加密短信，并发送所述加密短信至接收端。
接收端接收到所述加密短信后，接收端处理单元发送一个私钥请求至服务端，所述服务端根据接收端的手机号生成一个短信私钥，接收端利用设备密钥加密短信私钥，并保存在所述第二安全存储模块，所述解密算法硬件协处理器从所述第二安全存储模块中获取短信私钥，并对所述短信私钥进行解密，利用解密后的短信私钥对接收到的加密短信使用非对称算法进行解密，从而得到短信明文数据。
可选地，当发送端对短信只进行签名处理时，处理流程如下：
发送端的发送单元发送第一短信私钥请求到服务端，服务端根据发送端手机号生成一个短信私钥，并通过网络通道发送所述短信私钥至发送端第一安全存储模块，发送端的第一安全存储模块接收短信私钥后，根据初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息生成第一设备密钥，并使用第一设备密钥加密所述短信私钥，发送端加密算法硬件协处理器获取加密的短信私钥后，根据初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息对所述短信私钥进行解密短信私钥，并使用解密后的短信私钥对待发送短信进行签名运算后生成数字签名，将所述数字签名附在短信尾部后得到签名短信，将所述签名短信发送至接收端。
接收端接收签名短信后，根据发送端的手机号作为公钥对所述签名短信进行验签，待验签成功后，读取短信内容。
可选地，当发送端对短信进行加密及签名处理时，处理流程如下：
发送端的加密算法硬件协处理器根据接收端的唯一编号获得一个短信公钥，并使用所述短信公钥对待发送短信进行加密运算后得到加密短信；同时，发送单元发送第一短信私钥请求到服务端，服务端根据发送端手机号生成一个短信私钥，并通过网络通道发送所述短信私钥至发送端第一安全存储模块，发送端的第一安全存储模块接收短信私钥后，根据初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息生成第一设备密钥，并使用第一设备密钥加密所述短信私钥，发送端加密算法硬件协处理器获取加密的短信私钥后，根据初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息对所述短信私钥进行解密短信私钥，并使用解密后的短信私钥对待发送短信进行签名运算后生成数字签名，将所述数字签名附在短信尾部后得到签名短信，将所述签名短信发送至接收端。
接收端接收到所述加密及签名短信后，接收端处理单元发送一个私钥请求至服务端，所述服务端根据接收端的手机号生成一个短信私钥，接收端利用设备密钥加密短信私钥，并保存在所述第二安全存储模块，所述解密算法硬件协处理器从所述第二安全存储模块中获取短信私钥，并对所述短信私钥进行解密，利用解密后的短信私钥对接收到的加密短信使用非对称算法进行解密，同时，接收端根据发送端的手机号作为公钥对所述签名短信进行验签，待验签成功后，读取短信内容。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种短信加解密装置，其特征在于，位于发送端，包括：发送单元，第一设备密钥模块，第一安全存储模块，加密算法硬件协处理器，其中，
所述发送单元，用于发送第一短信私钥请求到服务端，以使所述服务端根据发送端唯一编号生成第一短信私钥；
所述第一设备密钥模块，用于根据发送端设备出厂信息生成第一设备密钥，并发送至第一安全存储模块；
所述第一安全存储模块，用于获取所述第一短信私钥以及所述第一设备密钥，并使用所述第一设备密钥加密所述第一短信私钥后并保存；
所述加密算法硬件协处理器，用于从所述第一安全存储模块中获取经过加密的第一短信私钥，并根据发送端设备出厂信息对所述经过加密的第一短信私钥进行解密后，使用解密后的第一短信私钥对待发送短信进行签名运算后生成数字签名，将所述数字签名附在短信尾部后得到签名短信，将所述签名短信发送至接收端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加密算法硬件协处理器还用于根据接收端的唯一编号对待发送短信进行加密运算后得到加密短信，并发送所述加密短信至接收端。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述加密算法硬件协处理器采用的签名算法及加密算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述唯一编号是手机号码。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发送端设备出厂信息为发送端初始密钥、发送端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
6.一种短信加解密装置，其特征在于，位于接收端，包括：处理单元，第二设备密钥模块，第二安全存储模块，解密算法硬件协处理器，其中，
所述处理单元，用于接收加密短信或签名短信，并发送第二短信私钥请求到服务端，以使服务端根据接收端唯一编号生成第二短信私钥；
所述第二设备密钥模块，用于根据接收端设备出厂信息生成第二设备密钥，并发送所述第二设备密钥至所述第二安全存储模块；
所述第二安全存储模块，用于获取所述第二短信私钥以及第二设备密钥，并使用所述第二设备密钥加密所述第二短信私钥后保存；
所述解密算法硬件协处理器，用于从所述第二安全存储模块中读取第二短信私钥后，根据接收端设备出厂信息对所述第二短信私钥进行解密，使用所述解密后的第二短信私钥对加密短信进行解密得到明文数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述解密算法硬件协处理器，还用于获取所述签名短信，使用根据所述签名短信中的发送端唯一编号作为公钥对所述签名短信进行验签。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述解密算法硬件协处理器支持的解密算法及验签算法为国家商用密码管理局所颁布的SM1算法、SM2算法、SM3算法、SM4算法、SM7算法、SM9算法，以及国际通用DES算法、AES算法、SHA算法、RSA算法、ECC算法中的一个或多个。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述唯一编号是手机号码。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接收端设备出厂信息为接收端初始密钥、接收端的主芯片序列号、网络MAC地址码、存储芯片序号、用户设定的PIN码和服务端分配的初始同步码信息。
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