CN109067700A - 一种跨平台信息输入输出保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跨平台信息输入输出保护系统，包括：1.跨平台输入法助手软件，可安装在多种操作系统上，用于设置加/解密密钥以及管理密钥信息、加密数据、解密数据。2.云密钥中心，包括密钥生成、密钥发放和密钥管理模块，能够在本地密钥数据库和远程密钥数据库系统间进行数据同步。3.加密算法库，可使用或组合使用多种加密算法。4.解密算法库，可根据密钥的参数自动匹配并组合解密算法；5.加密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用加密功能，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密。6.解密模块，可调用解密功能将设备的系统输出缓冲区中的信息数据进行快速解密。本发明可有效保护人们在网络交流中的各类隐私信息，实用性强。

Description

一种跨平台信息输入输出保护系统
技术领域
本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种跨平台信息输入输出保护系统。
背景技术
随着计算机信息技术的快速发展和新时期人们保护隐私意识的不断提升，人们对日常生活各种场景下隐私保护的诉求日益强烈。现在的互联网和智能设备的使用中存在诸多隐私泄漏问题：当人们的手机或者电脑中毒后，设备中个人财产信息、聊天信息、照片、视频等会被非法获取；在未进行通信传输数据加密下，个人隐私会被他人监听；在不安全的网络上使用设备，个人信息会被泄漏；当电脑或者手机丢失后，各类信息数据会被他人窥看，导致隐私泄漏。而现有的网络运营服务商以及各类智能设备隐私保护方法，并不能完全保证用户信息数据的安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种跨平台信息输入输出保护系统，能够保护网络信息交互和智能设备使用过程的信息输入输出中的个人隐私安全。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
本发明的一种跨平台信息输入输出保护系统，包括跨平台输入法助手软件、云密钥中心、加密算法库、解密算法库、加密模块和解密模块；
所述跨平台输入法助手软件，能够安装在多种操作系统上并提供系统功能的界面：用于设置加密密钥、设置解密密钥、设置加密算法、加密数据、解密数据以及管理密钥信息；
所述云密钥中心，包括密钥生成模块、密钥发放模块和密钥管理模块，能够在本地密钥数据库和远程密钥数据库系统间进行数据同步，用于跨平台信息输入输出时的密钥生成、密钥发放、密钥存储；
所述加密算法库，能够使用或组合使用多种加密算法，并允许用户自定义加密算法；
所述解密算法库，包含各类加密算法的最简逆运算，能够根据密钥的参数自动匹配并组合解密算法；
所述加密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用加密功能，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密；
所述解密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用解密功能将设备的系统输出缓冲区中的信息数据进行快速解密。
所述加密模块，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密，是指：
将设备的系统输入缓冲区内需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵，然后将字符编码矩阵里的值进行加密规则化处理；对字符编码矩阵进行一系列的矩阵变换，能够将变换后的字符编码矩阵转换成字符密文。
所述的加密规则化处理，是指：加密模块根据用户设置的加密级别、加密算法、加密密钥和加密数据，将需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵；列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度；
若对应的行有信息数据，则该行的值会由“00”变成相应信息数据的编码值，以十六进制数表示；
加密模块中的加密函数，根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；
加密模块将字符编码矩阵转成可阅读密文信息。
所述解密模块，将设备的系统输出缓冲区中的信息数据进行快速解密，是指：解密模块检验通信的密钥正确性和完整性，对设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据进行解密，根据解密算法将密文形式的信息数据进行解密规则化处理，然后将变换后的字符编码矩阵转换成字符明文。
所述的解密规则化处理，是指：解密模块根据解密算法、解密密钥和密文信息，将需要解密的信息数据转换成字符编码矩阵。列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度。
解密模块中的解密函数，根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；解密模块能够将字符编码矩阵转成可阅读明文信息。
所述跨平台输入法助手软件，可实现以下功能：
为用户提供开启、关闭加密功能；允许用户选择加密算法、加密级别以及设置密钥；读取设备的系统输入缓冲区中需要加密的信息数据，包括文本、图片、语音、视频；和读取设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据，包括密文形式的文本、图片、语音、视频；
根据屏幕显示的区间对信息数据加密和解密，若滚动屏幕，则离开屏幕范围的信息数据立即加密，进入屏幕范围的信息数据立即解密；
将设备接收到的密文信息进行预处理；将收到的需要解密的信息数据进行解密并显示；基于云密钥中心管理个人通信密钥；
获取设备的系统输入缓冲区、系统输出缓冲区的信息数据；在加密模式中，对需要解密的信息数据边解密边显示；用户通过登录进入个人用户界面；
个人用户界面：允许用户开启加密模式；允许用户关闭加密模式；允许用户管理密钥；允许用户管理密文。
所述的加密模式是指：所有跨平台输入输出的信息数据均以密文形式在本地存储；当信息数据被使用时，会读取一个地址块的数据进入内存，进入屏幕显示区间的密文形式的信息数据自动解密，离开屏幕显示区间的明文形式的信息数据则自动加密。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1本发明可全程保护隐私信息传输，任何人都无法在信息传输的过程中，对信息的真实内容进行监听，信息从发送方产生到接收方查阅、存储，整个信息传递过程都是受加密保护；
2.本发明可高强度保护隐私信息，除了通信双方，任何人都没法知道信息加密的密钥；
3.本发明具有加密自主性，用户可自由组合使用跨平台信息输入输出保护系统的加密算法以及自定义加密密钥；
4.本发明的跨平台助手软件不依赖于操作系统，也不依赖于硬件环境，能够在多种作业系统或不同硬件架构的电脑上运行。所述平台可以是智能手机、计算机、通行设备和服务器等，因此具有跨平台信息保护的特点，
5.本发明适用性强，可广泛适用于各类商业活动、隐私保护、军事通信等场合，具有良好的经济效益前景。
附图说明
图1是本发明跨平台信息输入输出保护系统的一个实施例的结构示意图。
图2是本发明的一个实施例提供的一种跨平台信息输入输出保护系统的实现步骤示意图。
图3a、图3b、图3c、图3d和图3e是本发明的一个实施例所述移动客户端通信加解密用例示意图。
图4是本发明的一个实施例所述移动客户端屏幕保护用例示意图。
图5是本发明的一个实施例所述信息数据编码示意图。
具体实施方法
本发明基于信息的存储形式和编码特征构建一套跨平台的隐私信息加密、解密保护系统，用于各种场景下的信息数据的输入输出保护服务。
本发明的一种跨平台信息输入输出保护系统，包括跨平台输入法助手软件、云密钥中心、加密算法库、解密算法库、加密模块和解密模块；所谓跨平台输入输出，是指软件可以在不同的操作系统、不同的智能设备上进行信息数据的输入和输出。比如QQ聊天软件，可以在安卓平台里进行打字、发送信息、接收信息，也可以在ios平台里打字、发送信息、接收信息，在安卓平台里的软件发送的消息可以在ios平台接受，在ios平台里的软件发送的消息也可以在安卓平台接受。
所述跨平台输入法助手软件，能够安装在多种操作系统上并提供系统功能的界面：用于设置加密密钥、设置解密密钥、设置加密算法、加密数据、解密数据以及管理密钥信息；
所述云密钥中心，包括密钥生成模块、密钥发放模块和密钥管理模块，能够在本地密钥数据库和远程密钥数据库系统间进行数据同步，用于跨平台信息输入输出时的密钥生成、密钥发放、密钥存储；
云密钥中心，能够根据用户的加密需求生成不同加密级别的密钥，给接收方发放密钥和管理密钥；
所述加密算法库，包括基于移位算法、矩阵转移算法、替换算法、DES算法、摘要算法、RC算法以及非对称加密算法一系列算法改进后的加密算法，能够使用或组合使用多种加密算法，并允许用户自定义加密算法；
所述解密算法库，包含各类加密算法的最简逆运算，能够根据密钥的参数自动匹配并组合解密算法；
所述加密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用加密功能，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密；
所述解密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用解密功能，将设备的系统输出缓冲区的信息数据进行快速解密。
所述加密模块，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密，是指：
将设备的系统输入缓冲区需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵，然后将字符编码矩阵里的值进行加密规则化处理；对字符编码矩阵进行一系列的矩阵变换，能够将变换后的字符编码矩阵转换成字符密文。
上述设备的系统，涵盖设备的整体构成，包括硬件、软件，而不仅是操作系统。
所述的加密规则化处理，是指：
加密模块根据用户设置的加密级别、加密算法、加密密钥和加密数据，将需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵；列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度；
若对应的行有信息数据，则该行的值会由“00”变成相应信息数据的编码值，以十六进制数表示；
加密模块中的加密函数，根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；
加密模块将字符编码矩阵转成可阅读密文信息。
所述解密模块，将设备的系统输出缓冲区中的信息数据进行快速解密，是指：
解密模块检验通信的密钥正确性和完整性，对设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据进行解密，根据解密算法将密文形式的信息数据进行解密规则化处理，然后将变换后的字符编码矩阵转换成字符明文。
所述的解密规则化处理，是指：
解密模块根据解密算法、解密密钥和密文信息，将需要解密的信息数据转换成字符编码矩阵；列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度；
解密模块中的解密函数，根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；
解密模块能够将字符编码矩阵转成可阅读明文信息。
所述跨平台输入法助手软件，可实现以下功能：
为用户提供开启、关闭加密功能；允许用户选择加密算法、加密级别以及设置密钥；读取设备的系统输入缓冲区中需要加密的文本、图片、语音、视频等和设备的系统输出缓冲区需要解密的密文形式的文本、图片、语音、视频等；
根据屏幕显示的区间对信息数据加密和解密，若滚动屏幕，则离开屏幕范围的信息数据立即加密，进入屏幕范围的信息数据立即解密；
将设备接收到的密文信息进行预处理；将收到的需要解密的信息数据进行解密并显示；基于云密钥中心管理个人通信密钥；
获取设备的系统输入缓冲区、系统输出缓冲区的信息数据；在加密模式中，对需要解密的信息数据边解密边显示；用户通过登录进入个人用户界面；
个人用户界面：允许用户开启加密模式；允许用户关闭加密模式；允许用户管理密钥；允许用户管理密文。
所述的加密模式是指：所有跨平台输入输出的信息数据均以密文形式在本地存储；当信息数据被使用时，会读取一个地址块的数据进入内存，进入屏幕显示区间的密文形式的信息数据自动解密，离开屏幕显示区间的明文形式的信息数据则自动加密。
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，该实施例跨平台信息输入输出保护系统1包括跨平台输入法助手软件2、云密钥中心3、加密算法库4、解密算法库5、加密模块6、解密模块7。
跨平台输入法助手软件2由多种程序语言编写而成，可在多种操作系统上安装，用于向用户提供系统功能的界面：设置加密密钥、设置解密密钥、设置加密算法、加密数据、解密数据以及管理密钥信息。
云密钥中心3，由本地密钥数据库和远程密钥数据库系统组成，用于同步本地密钥数据库、系统密钥发放、管理密钥。
加密算法库4，包括基于移位算法、矩阵转移算法、替换算法、DES算法、摘要算法、RC算法以及RSA非对称加密算法等一系列算法改进后的加密算法，可以根据用户的加密需求，将多种加密算法组合使用，且可允许用户自定义加密算法；
解密算法库5，包含各类加密算法的最简逆运算，能够根据密钥的参数自动匹配并组合解密算法。
加密模块6，根据用户设置的加密算法来加密设备的系统输入缓冲区需要加密的信息数据，首先将需要加密的信息数据转换成如图5所示，这个转换过程为信息数据的量化编码，即将信息数据用计算机表示信息的方法进行转换，图5中的两两组合的数字字母如“AA”为两位十六进制数，再根据加密算法及加密密钥将图5所示字符编码矩阵里的十六进制数进行运算并对整个矩阵进行一系列的矩阵变换，变换的方式有线性变换、非线性变换、矩阵相乘等方式，最终将变换后的字符编码矩阵转换成无法直接识别的密文形式的信息数据。
解密模块7，能够检验发送方与接收方之间通信密钥的正确性和完整性，可对设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据进行解密编码，能够根据解密密钥将需要解密的信息数据进行矩阵逆运算、十六进制数逆运算，最终将变换后的字符编码矩阵转换成明文形式的信息数据。
如图2所示，为本发明的一个实施例提供的一种跨平台信息输入输出保护系统的实现步骤示意图。包括以下步骤：
步骤1、调用助手软件，为手机用户对跨平台信息输入输出保护系统1发出的服务请求；
步骤2、设置加密级别为手机用户设置数据加密的安全级别，具体包括选择加密算法，设置加密密钥；
步骤3、配置加密算法为3云密钥中心调用4加密算法库中的预设算法；
步骤4、发送本次密钥为3云密钥中心将生成的密钥数据返回给2跨平台输入法助手软件；
步骤5、发送密钥为2跨平台输入法助手软件将通信的密钥通过3云密钥中心安全发送给通信对方(电脑端)；
步骤6、存储密钥为电脑端将通信的密钥进行解析并本地存储，用于通信过程中的信息解密；
步骤7、调用加密功能为4加密算法库调用6加密模块中的加密函数；
步骤8、执行加密方法为6加密模块中的功能，用于执行加密函数，将传入的地址进行解析，获取数据和加密密钥，并加密数据；
步骤9、返回加密数据为加密模块6将加密后的数据发送给跨平台输入法助手软件2；
步骤10、返回加密数据给用户为跨平台输入法助手软件2将数据送至设备的系统输入缓冲区，待发送；
步骤11、发送数据为手机用户将信息发送出去，至通信对方(电脑端)；
步骤12、调用助手软件为通信对方通过电脑对跨平台信息输入输出保护系统1发出的服务请求；
步骤13、检查是否已经获取密钥为跨平台输入法助手软件2检查本地的数据库是否已有本次的通信密钥，如果没有，则请求云密钥中心3的远程密钥数据库，同步密钥；
步骤14、调用解密功能为解密模块7中的功能，用于将接收到的信息数据进行解密操作；
步骤15、适配解密算法为解密模块7调用解密算法库5中的解密算法；
步骤16、返回解密方法为解密算法库5将适配的解密算法返回给解密模块7；
步骤17、执行解密方法为解密模块7将数据进行解密；
步骤18、返回解密数据为解密模块7将解密后的数据返回给跨平台输入法助手软件2；
步骤19、返回解密数据给用户为跨平台输入法助手软件2将解密的信息数据输送到设备的系统输出缓冲区。
如图3a-图3e所示，为本发明的一个实施例的移动客户端通信加解密用例示意图。该移动客户端加解密用例示意图可以包括，加密、解密、设置功能。其中，图3a为正常输入聊天内容“你好”，此时的“你好”是明文，未经加密；图3b为调用跨平台输入法助手软件2，启用设置加密功能，选择加密算法，设置加密密钥；图3c为将“你好”的密文发送出去，其中，跨平台输入法助手软件2会将设备的系统输入缓冲区里的“你好”加密成密文，这样可以保证在信息传输的过程中信息是安全的；图3d为对方接收到加密的信息数据，图3e为调用跨平台输入法助手软件2将设备的系统输出缓冲区里的密文形式的信息数据进行解密并显示信息。
如图4所示，为本发明的一个实施例的移动客户端屏幕保护用例示意图，具体为智能手机加密模式下阅读信息效果图，白色方框内是经过解密的信息数据，灰色阴影区为加密的信息数据。所有的隐私数据均是以密文形式存储，只有当数据被使用的时候，才会读取一个地址块的数据边解密边显示，离开屏幕显示区间的数据则自动加密，此种模式下可以极大程度的保护用户的隐私数据。
如图5所示，为本发明的一个实施例的信息数据编码示意图。该信息数据编码示意图可以包括，信息编码格式、源数据、偏移值、字符编码矩阵。信息编码格式为信息数据的编码标准，例如GBK、GB2312、UTF8、ISO-2022等；原数据为未经加密的数据，图中的“ISO-2022”下面的数据即为源数据，此数据在加密前只进行格式的预转换；偏移值为表示信息数据的量化长度，偏移值越大，原数据的信息量则越多，偏移值采用十六进制编码；字符编码矩阵为信息数据编码后显示的二维数据表，列数固定为16列，列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于数据量的长度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，包括跨平台输入法助手软件、云密钥中心、加密算法库、解密算法库、加密模块和解密模块；
所述跨平台输入法助手软件，能够安装在多种操作系统上并提供系统功能的界面：用于设置加密密钥、设置解密密钥、设置加密算法、加密数据、解密数据以及管理密钥信息；
所述云密钥中心，包括密钥生成模块、密钥发放模块和密钥管理模块，能够在本地密钥数据库和远程密钥数据库系统间进行数据同步，用于跨平台信息输入输出时的密钥生成、密钥发放、密钥存储；
所述加密算法库，能够使用或组合使用多种加密算法，并允许用户自定义加密算法；
所述解密算法库，包含各类加密算法的最简逆运算，能够根据密钥的参数自动匹配并组合解密算法；
所述加密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用加密功能，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密；
所述解密模块，能够通过跨平台输入法助手软件调用解密功能，将设备的系统输出缓冲区的信息数据进行快速解密。
2.根据权利要求1所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述加密模块，将设备的系统输入缓冲区的信息数据进行快速加密，是指：
将设备的系统输入缓冲区需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵，然后将字符编码矩阵里的值进行加密规则化处理；对字符编码矩阵进行一系列的矩阵变换，将变换后的字符编码矩阵转换成字符密文。
3.根据权利要求2所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述的加密规则化处理，是指：
加密模块根据用户设置的加密级别、加密算法、加密密钥和加密数据，将需要加密的信息数据转换成字符编码矩阵；列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度；
若对应的行有信息数据，则该行的值会由“00”变成相应信息数据的编码值，以十六进制数表示；
加密模块中的加密函数，根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据加密密钥和加密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；
加密模块将字符编码矩阵转成可阅读密文信息。
4.根据权利要求1所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述解密模块，将设备的系统输出缓冲区中的信息数据进行快速解密，是指：
解密模块检验通信的密钥正确性和完整性，对设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据进行解密，根据解密算法将密文形式的信息数据进行解密规则化处理，然后将变换后的字符编码矩阵转换成字符明文。
5.根据权利要求4所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述的解密规则化处理，其特征在于：
解密模块根据解密算法、解密密钥和密文信息，将需要解密的信息数据转换成字符编码矩阵；列号为0-15，行号为偏移值，从“000000”开始，最大值取决于信息数据量的长度；
解密模块中的解密函数，根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的十六进制数进行数值转换运算，并根据解密密钥和解密算法对字符编码矩阵中的行、列进行矩阵转换运算；
解密模块能够将字符编码矩阵转成可阅读明文信息。
6.根据权利要求1所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述跨平台输入法助手软件，可实现：
为用户提供开启、关闭加密功能；允许用户选择加密算法、加密级别以及设置密钥；读取设备的系统输入缓冲区中需要加密的信息数据，包括文本、图片、语音、视频；和读取设备的系统输出缓冲区需要解密的信息数据，包括密文形式的文本、图片、语音、视频；
根据屏幕显示的区间对信息数据加密和解密，若滚动屏幕，则离开屏幕范围的信息数据立即加密，进入屏幕范围的信息数据立即解密；
将设备接收到的密文信息进行预处理；将收到的需要解密的信息数据进行解密并显示；基于云密钥中心管理个人通信密钥；
获取设备的系统输入缓冲区、系统输出缓冲区的信息数据；在加密模式中，对需要解密的信息数据边解密边显示；用户通过登录进入个人用户界面；
个人用户界面：允许用户开启加密模式；允许用户关闭加密模式；允许用户管理密钥；允许用户管理密文。
7.根据权利要求6所述的一种跨平台信息输入输出保护系统，其特征在于，所述的加密模式是指：所有跨平台输入输出的信息数据均以密文形式在本地存储；当信息数据被使用时，会读取一个地址块的数据进入内存，进入屏幕显示区间的密文形式的信息数据自动解密，离开屏幕显示区间的明文形式的信息数据则自动加密。
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