CN109005537A - 一种云安全快速配网方法及配网系统 - Google Patents

一种云安全快速配网方法及配网系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种云安全快速配网方法及配网系统，该方法包括：认证设备向网关发送配网请求，网关将配网请求转发至云端；云端根据接收到的配网请求，通过网关发送云认证数据包至认证设备；认证设备对接收到的云认证数据包进行验签，并根据云认证数据包校验通过，确认云端身份验证合法后，通过网关发送设备认证数据包至云端；云端对接收到的设备认证数据包进行验签，并根据设备认证数据包校验通过，确认认证设备身份验证合法后，通过网关将网络参数发送至认证设备；设备认证数据包以及云认证数据包通过WIFI管理报文携带。本发明实现了双向身份认证、动态密钥认证和极速配网，极大的提高了安全性和便利性，提升了用户体验感。

Description

一种云安全快速配网方法及配网系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种云安全快速配网方法及配网系统。
背景技术
随着物联网和工业4.0的发展，安全问题已经成为阻碍行业应用推广的关键性因素，如何解决海量物联网设备接入互联网所带来的安全隐患，安全企业也提出了各种针对性的解决方案，在一定程度上解决了物联网的安全问题。但这种基于传统的安全策略的方案只是从互联网简单的移植到物联网，未能解决物联网安全的根本问题。
现有的物联网设备配网方法，大都是基于AP模式或者smartconfig(一键配网)方式，然而，基于AP模式的配网过程则过于繁琐，对于用户而言体验感极差；smartconfig方式无法进行有效的安全管控，存在安全风险，同时也存在很多兼容性问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种云安全快速配网方法及配网系统，支持双向身份认证、动态密钥认证和极速配网，极大的提高了配网系统的安全性和便利性，提升了用户体验感，解决了兼容性问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种云安全快速配网方法。
该云安全快速配网方法包括以下步骤：
认证设备向网关发送配网请求，所述网关将配网请求转发至云端；
所述云端根据接收到的配网请求，通过所述网关发送云认证数据包至所述认证设备；
所述认证设备对接收到的所述云认证数据包进行验签，并根据所述云认证数据包校验通过，确认所述云端身份验证合法后，通过所述网关发送设备认证数据包至云端；
所述云端对接收到的所述设备认证数据包进行验签，并根据所述设备认证数据包校验通过，确认所述认证设备身份验证合法后，通过所述网关将网络参数发送至所述认证设备；
所述设备认证数据包以及所述云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：所述认证设备根据在预设时间内接收到的所述WIFI管理报文携带的云认证数据包进行验签；以及，所述认证设备根据在预设时间内未接收到所述WIFI管理报文携带的云认证数据包，请求所述网关重新发送所述WIFI管理报文，并根据请求重发的次数达到上限时仍未接收到所述WIFI管理报文携带的云认证数据包，终止配网。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：根据所述网关响应所述认证设备工作的wifi信道的情况，将接收到的所述配网请求转发至云端；否则，通过所述认证设备再次向所述网关发送配网请求。
根据本发明的一个实施例，通过所述云端生成的动态密钥对所述网络参数进行加密。
根据本发明的一个实施例，所述云端和所述认证设备之间的双向身份认证，具体包括以下步骤：
云端认证，所述认证设备利用存储于所述认证设备内的设备私钥进行签名得到设备认证数据包，所述认证设备发送所述设备认证数据包至云端，所述云端接收所述设备认证数据包后利用存储于云端的设备公钥对设备认证数据包进行验签，所述云端根据所述设备公钥验签成功，确认所述认证设备身份验证合法；
认证设备认证，所述云端利用存储于云端的云私钥进行签名得到云认证数据包，所述云端发送所述云认证数据包至所述认证设备，所述认证设备接收到云认证数据包后利用存储于所述认证设备内的云公钥进行验签，所述认证设备根据所述云公钥验签成功，确认所述云端身份验证合法。
根据本发明的一个实施例，所述云端认证还包括：利用随机函数生成第一随机数据，所述认证设备利用设备私钥对所述第一随机数据进行签名加密得到第一签名数据，其中，所述设备认证数据包包括第一随机数据、第一签名数据、用来进行身份认证和动态密钥协商的设备ID。
根据本发明的一个实施例，所述认证设备认证还包括：利用随机函数生成第二随机数据，所述云端利用云私钥对第二随机数据进行签名加密得到第二签名数据，其中，所述云认证数据包包括第二随机数据、第二签名数据、云ID。
根据本发明的另一方面，提供了一种云安全快速配网系统。
该云安全快速配网系统包括：
配网请求模块，用于认证设备向网关发送配网请求，所述网关将配网请求转发至云端；
云认证数据包发送模块，用于所述云端根据接收到的配网请求，通过所述网关发送云认证数据包至所述认证设备；
云端认证模块，用于所述认证设备对接收到的所述云认证数据包进行验签，并根据所述云认证数据包校验通过，确认所述云端身份验证合法后，通过所述网关发送设备认证数据包至云端；
认证设备认证模块，用于所述云端对接收到的所述设备认证数据包进行验签，并根据所述设备认证数据包校验通过，确认所述认证设备身份验证合法后，通过所述网关将网络参数发送至所述认证设备；
所述设备认证数据包以及所述云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
本发明的有益技术效果在于：
本发明提出一种云安全快速配网方法及配网系统，认证设备的唯一设备ID可以用来进行身份认证和动态密钥协商，当认证设备接收网关报文超时时，则对上一次报文进行重试，重试接收网关报文，若在重试次数达到上限时仍未接收到网关报文，则终止配网过程；而且，配网过程通过WIFI管理报文携带配网数据，不通过TCP/IP协议，WIFI管理报文的发送速率低，信号强，可以覆盖更大的距离；因此，本申请支持双向身份认证、动态密钥认证和极速配网，并已成功应用到BroadLink DNA系统，极大的提高了配网系统的安全性和便利性，同时认证成本低，无需增加硬件成本，提升了用户体验感，解决了兼容性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种云安全快速配网方法流程图；
图2为本发明中一种云安全快速配网系统结构示意图。
具体实施方式
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有的物联网设备配网方法，大都是基于AP模式或者smartconfig(一键配网)方式，基于AP模式的配网过程则过于繁琐，对于用户而言体验感极差；smartconfig方式无法进行有效的安全管控，存在安全风险，同时也存在很多兼容性问题。本发明提出了一种云安全快速配网方法及配网系统，支持双向身份认证、动态密钥认证和极速配网，极大的提高了配网系统的安全性和便利性，提升了用户体验感，解决了兼容性问题。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种云安全快速配网方法，包括以下步骤：
S101、认证设备向网关发送配网请求，网关将配网请求转发至云端。
S102、云端根据接收到的配网请求，通过网关发送云认证数据包至认证设备。
S103、认证设备对在预设时间内接收到的WIFI管理报文携带的云认证数据包进行验签；认证设备根据在预设时间内未接收到WIFI管理报文携带的云认证数据包，请求网关重新发送WIFI管理报文，并根据请求重发的次数达到上限时仍未接收到WIFI管理报文携带的云认证数据包，终止配网。
S104、认证设备根据云认证数据包校验通过，确认云端身份验证合法后，通过网关发送设备认证数据包至云端。
S105、云端对接收到的设备认证数据包进行验签，并根据设备认证数据包校验通过，确认认证设备身份验证合法后，通过云端生成的动态密钥对网络参数进行加密后，通过网关将网络参数发送至认证设备，其中，设备认证数据包以及云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
认证设备内存储有设备私钥与云公钥；其中，设备私钥用于对认证设备签名加密得到设备认证数据包；云公钥用于对云认证数据进行解密；应当理解，在设备生产制造时，可以选择把设备私钥与云公钥烧录进认证设备存储模块，也可以采用数据更新的方式在认证设备更新时进行改写。云端存储有云私钥与设备公钥，其中，云私钥用于对云端签名加密得到云认证数据包，设备公钥用于对设备认证数据包进行解密。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：根据网关响应认证设备工作的wifi信道的情况，将接收到的配网请求转发至云端；否则，通过认证设备再次向网关发送配网请求。
根据本发明的一个实施例，云端和认证设备之间的双向身份认证，具体包括以下步骤：
云端认证，认证设备利用存储于认证设备内的设备私钥进行签名得到设备认证数据包，认证设备发送设备认证数据包至云端，云端接收设备认证数据包后利用存储于云端的设备公钥对设备认证数据包进行验签，云端根据设备公钥验签成功，确认认证设备身份验证合法；
认证设备认证，云端利用存储于云端的云私钥进行签名得到云认证数据包，云端发送云认证数据包至认证设备，认证设备接收到云认证数据包后利用存储于认证设备内的云公钥进行验签，认证设备根据云公钥验签成功，确认云端身份验证合法。
根据本发明的一个实施例，云端认证还包括：利用随机函数生成第一随机数据，认证设备利用设备私钥对第一随机数据进行签名加密得到第一签名数据，其中，设备认证数据包包括第一随机数据、第一签名数据、用来进行身份认证和动态密钥协商的设备ID。一般的，设备认证数据包格式顺序为第一随机数据+第一签名数据+设备ID。
根据本发明的一个实施例，云端认证还包括：云端利用设备公钥对第一签名数据进行验签，若验签成功则云端认证成功并跳转至步骤认证设备认证。
根据本发明的一个实施例，云端利用设备公钥对第一签名数据进行签名解密得到第一解密数据，判断第一解密数据与第一随机数据是否相同；若相同则云端认证成功并跳转至步骤认证设备认证。
根据本发明的一个实施例，认证设备认证还包括：利用随机函数生成第二随机数据，云端利用云私钥对第二随机数据进行签名加密得到第二签名数据，其中，云认证数据包包括第二随机数据、第二签名数据。相应的，云认证数据包还包括云ID；云认证数据包格式顺序为第二随机数据+第二签名数据+云ID。
根据本发明的一个实施例，认证设备认证还包括：认证设备利用云公钥对第二签名数据进行验签，若验签成功则认证设备认证成功。认证设备利用云公钥对第二签名数据进行签名解密得到第二解密数据，判断第二解密数据与第二随机数据是否相同，若相同，则本次认证设备认证通过。应当理解，云端认证与认证设备认证为相互关联步骤，但步骤访问顺序可以为先云端认证，云端认证通过后再进行认证设备认证；也可为先认证设备认证，认证设备认证通过后再进行云端认证。两次认证都通过后，则云端与认证设备建立相互通信。
本发明实施例还提供了一种云安全快速配网系统，如图2所示，该云安全快速配网系统包括：
配网请求模块10，用于认证设备向网关发送配网请求，网关将配网请求转发至云端；
云认证数据包发送模块20，用于云端根据接收到的配网请求，通过网关发送云认证数据包至认证设备；
云端认证模块30，用于认证设备对接收到的云认证数据包进行验签，并根据云认证数据包校验通过，确认云端身份验证合法后，通过网关发送设备认证数据包至云端；
认证设备认证模块40，用于云端对接收到的设备认证数据包进行验签，并根据设备认证数据包校验通过，确认认证设备身份验证合法后，通过网关将网络参数发送至认证设备；设备认证数据包以及云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
综上，借助于本发明的上述技术方案，通过本发明的一种云安全快速配网方法及配网系统，其认证设备的唯一设备ID可以用来进行身份认证和动态密钥协商，当认证设备接收网关报文超时时，则对上一次报文进行重试，重试接收网关报文，若在重试次数达到上限时仍未接收到网关报文，则终止配网过程；而且，配网过程通过WIFI管理报文携带配网数据，不通过TCP/IP协议，WIFI管理报文的发送速率低，信号强，可以覆盖更大的距离；因此，本申请支持双向身份认证、动态密钥认证和极速配网，并已成功应用到BroadLink DNA系统，极大的提高了配网系统的安全性和便利性，同时认证成本低，无需增加硬件成本，提升了用户体验感，解决了兼容性问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种云安全快速配网方法，其特征在于，包括以下步骤：
认证设备向网关发送配网请求，所述网关将配网请求转发至云端；
所述云端根据接收到的配网请求，通过所述网关发送云认证数据包至所述认证设备；
所述认证设备对接收到的所述云认证数据包进行验签，并根据所述云认证数据包校验通过，确认所述云端身份验证合法后，通过所述网关发送设备认证数据包至云端；
所述云端对接收到的所述设备认证数据包进行验签，并根据所述设备认证数据包校验通过，确认所述认证设备身份验证合法后，通过所述网关将网络参数发送至所述认证设备；
所述设备认证数据包以及所述云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
2.如权利要求1所述的云安全快速配网方法，其特征在于，进一步包括：所述认证设备根据在预设时间内接收到的所述WIFI管理报文携带的云认证数据包进行验签；以及，所述认证设备根据在预设时间内未接收到所述WIFI管理报文携带的云认证数据包，请求所述网关重新发送所述WIFI管理报文，并根据请求重发的次数达到上限时仍未接收到所述WIFI管理报文携带的云认证数据包，终止配网。
3.如权利要求2所述的云安全快速配网方法，其特征在于，进一步包括：根据所述网关响应所述认证设备工作的wifi信道的情况，将接收到的所述配网请求转发至云端；否则，通过所述认证设备再次向所述网关发送配网请求。
4.如权利要求3所述的云安全快速配网方法，其特征在于，通过所述云端生成的动态密钥对所述网络参数进行加密。
5.如权利要求4所述的云安全快速配网方法，其特征在于，所述云端和所述认证设备之间的双向身份认证，具体包括以下步骤：
云端认证，所述认证设备利用存储于所述认证设备内的设备私钥进行签名得到设备认证数据包，所述认证设备发送所述设备认证数据包至云端，所述云端接收所述设备认证数据包后利用存储于云端的设备公钥对设备认证数据包进行验签，所述云端根据所述设备公钥验签成功，确认所述认证设备身份验证合法；
认证设备认证，所述云端利用存储于云端的云私钥进行签名得到云认证数据包，所述云端发送所述云认证数据包至所述认证设备，所述认证设备接收到云认证数据包后利用存储于所述认证设备内的云公钥进行验签，所述认证设备根据所述云公钥验签成功，确认所述云端身份验证合法。
6.如权利要求5所述的云安全快速配网方法，其特征在于，所述云端认证还包括：利用随机函数生成第一随机数据，所述认证设备利用设备私钥对所述第一随机数据进行签名加密得到第一签名数据，其中，所述设备认证数据包包括第一随机数据、第一签名数据、用来进行身份认证和动态密钥协商的设备ID。
7.如权利要求5所述的云安全快速配网方法，其特征在于，所述认证设备认证还包括：利用随机函数生成第二随机数据，所述云端利用云私钥对第二随机数据进行签名加密得到第二签名数据，其中，所述云认证数据包包括第二随机数据、第二签名数据、云ID。
8.一种云安全快速配网系统，其特征在于，包括：
配网请求模块，用于认证设备向网关发送配网请求，所述网关将配网请求转发至云端；
云认证数据包发送模块，用于所述云端根据接收到的配网请求，通过所述网关发送云认证数据包至所述认证设备；
云端认证模块，用于所述认证设备对接收到的所述云认证数据包进行验签，并根据所述云认证数据包校验通过，确认所述云端身份验证合法后，通过所述网关发送设备认证数据包至云端；
认证设备认证模块，用于所述云端对接收到的所述设备认证数据包进行验签，并根据所述设备认证数据包校验通过，确认所述认证设备身份验证合法后，通过所述网关将网络参数发送至所述认证设备；
所述设备认证数据包以及所述云认证数据包通过WIFI管理报文携带。
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