CN109327466A - 数据加密传输方法、电子设备、存储介质 - Google Patents

数据加密传输方法、电子设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供数据加密传输方法，包括以下步骤：接收数据，终端接收待发数据，读取终端登录平台的ID和ID对应的密码；生成加密密钥，终端通过加密算法加密ID和ID对应的密码，生成加密密钥；加密数据，终端通过加密密钥对待发数据进行以单位字节为单位的加密，得到加密数据，将加密数据发送至平台。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行数据加密传输方法。本发明充分利用了低功耗硬件设备加密功能，通过简单、可靠的加密传输技术代替传统的SSL/TLS传输技术，使得低功耗终端也能够轻松地实现数据安全保护，不受低功耗芯片资源限制，方法简单可靠，破解难度大。

Description

数据加密传输方法、电子设备、存储介质
技术领域
本发明涉及前端设备控制技术领域，尤其涉及数据加密传输方法、电子设备、存储介质。
背景技术
随着物联网的快速发展，各行各业的数据终端也逐渐向低成本和低功耗方向靠拢。由于受到低功耗芯片资源限制，传统的基于SSL/TLS加密技术无法再适合这些低成本、低功耗的终端。因此，亟需一种简单、可靠的数据加密传输方法，使低功耗终端也能够轻易地保护数据安全。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供数据加密传输方法，解决了由于受到低功耗芯片资源限制，传统的基于SSL/TLS加密技术无法再适合这些低成本、低功耗的终端的问题。
本发明提供数据加密传输方法，包括以下步骤：
接收数据，终端接收待发数据，读取所述终端登录平台的ID和所述ID对应的密码；
生成加密密钥，所述终端通过加密算法加密所述ID和所述ID对应的密码，生成加密密钥；
加密数据，所述终端通过所述加密密钥对所述待发数据进行以单位字节为单位的加密，得到加密数据，将所述加密数据发送至平台。
进一步地，所述接收数据步骤还包括所述终端生成第一随机数，将所述ID和所述第一随机数发送至平台，接收所述平台发送的第二随机数。
进一步地，所述生成加密密钥步骤还包括所述终端生成第三随机数，将所述第三随机数填充至所述待发数据的头部。
进一步地，所述生成加密密钥步骤还包括计算填充后数据的校验值，将所述校验值添加至所述待发数据的末尾，得到填充数据，通过加密算法对所述ID、所述ID对应的密码、相关数据、所述第二随机数、所述第一随机数进行加密，生成加密密钥，所述第三随机数和所述校验值大于所述单位字节的长度，所述填充数据的长度为单位字节长度的倍数，所述相关数据为控制命令或MQTT的主题名称。
进一步地，所述生成加密密钥步骤中，将加密指针指向所述填充数据的第一个字节，并申请一块用于保存所述加密数据的区域。
进一步地，所述加密数据步骤还包括所述终端通过所述加密密钥对加密指针所指的单位字节进行加密，得到单位字节加密数据，将所述单位字节加密数据添加至所述加密数据，将加密指针指向下单位字节，判断加密是否完成，否则通过所述单位字节加密数据代替所述第一随机数或所述第二随机数生成新加密密钥，并重复当前步骤，是则得到加密数据，所述单位字节为8个字节、16个字节、32个字节或64个字节。
数据加密传输方法，包括以下步骤：
生成随机数，平台接收终端发送的ID和第一随机数，若查找到所述ID，则生成第二随机数，并将所述第二随机数发送至所述终端；
生成解密密钥，所述平台接收所述终端发送的加密数据，读取所述ID对应的密码，通过加密算法对所述ID、所述ID对应的密码、相关数据、所述第二随机数、所述第一随机数生成解密密钥，所述相关数据为控制命令或MQTT的主题名称；
解密数据，所述平台通过所述解密密钥对所述加密数据进行以单位字节为单位的解密，得到填充数据，计算所述填充数据的校验值，若所述校验值正确，则提取出待发数据。
进一步地，所述生成解密密钥步骤中，所述平台将解密指针指向加密数据的第一个字节，并申请一块用于保存所述填充数据的区域；所述解密数据步骤中，所述平台取出解密指针指向的单位字节数据，得到第一数据，通过所述解密密钥对解密指针所指的单位字节进行解密，得到第二数据，将所述第二数据添加至所述填充数据，将解密指针指向下单位字节，判断解密是否完成，否则通过所述第一数据代替所述第一随机数或第二随机数生成新解密密钥，并重复当前步骤，是则得到解密数据，所述单位字节为8个字节、16个字节、32个字节或64个字节。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行上述数据加密传输方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述数据加密传输方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供数据加密传输方法，包括以下步骤：接收数据，终端接收待发数据，读取终端登录平台的ID和ID对应的密码；生成加密密钥，终端通过加密算法加密ID和ID对应的密码，生成加密密钥；加密数据，终端通过加密密钥对待发数据进行以单位字节为单位的加密，得到加密数据，将加密数据发送至平台。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行数据加密传输方法。本发明充分利用了低功耗硬件设备加密功能，通过简单、可靠的加密传输技术代替传统的SSL/TLS传输技术，使得低功耗终端也能够轻松地实现数据安全保护，不受低功耗芯片资源限制，方法简单可靠，破解难度大。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明的数据加密传输方法流程图；
图2为本发明实施例的加密数据流程图；
图3为本发明实施例的解密数据流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
数据加密传输方法，如图1所示，应用于安防和消防领域的前端设备数据采集和前端设备控制，将低功耗芯片普遍具备的AES_ECB128硬件加密模块与普遍使用的HASH算法MD5结合，也可使用DES等其它加解密算法代替AES_ECB128加解密算法，实现对以16个字节为单位的数据进行动态密钥加解密，也可以使用8个字节、32个字节或者64个字节为单位进行动态密钥加解密，包括以下步骤：
接收数据，终端接收到待发数据，待发数据以D1表示，读取终端登录平台的ID和ID对应的密码；优选的，接收数据步骤还包括终端生成第一随机数，第一随机数以N1表示，将ID和第一随机数发送至平台，等待平台回复。
生成随机数，平台接收终端发送的ID和第一随机数，若查找到ID，则生成第二随机数，并将第二随机数发送至终端。
接收数据步骤中，终端接收平台发送的第二随机数，第二随机数以N2表示。
生成加密密钥，终端接收到N2后，读取ID对应的密码，ID对应的密码以P表示，终端通过加密算法加密ID和ID对应的密码，生成加密密钥；优选的，终端生成第三随机数，第三随机数以N3表示，将第三随机数填充至待发数据的头部。优选的，生成加密密钥步骤还包括计算填充后数据的校验值，具体为计算CRC16校验，也可以是计算CRC8、CRC32校验，将校验值添加至待发数据的末尾，得到填充数据，填充数据以D2表示，保证第三随机数和校验值至少填充单位字节的长度，如16个字节，填充数据的长度为单位字节长度的倍数，如16的倍数，通过加密算法对ID、ID对应的密码、相关数据、第二随机数、第一随机数进行加密，生成加密密钥，加密密钥以K表示，加密算法包括但不限于MD5算法，可以使用MD5算法以外的其它HASH算法实现密钥生成。在一实施例中，若不校验发送方的合法性，则可以不用N1生成加密密钥，若双方不校验对方的合法性，则可以不用N1和N2生成加密密钥。相关数据是指与应用相关的一些数据，为控制命令或MQTT的主题名称等，加入这些数据可以对发送的数据包进行合法校验，如安防的远程开锁指令，若解密出来的数据有误，则表明本指令是非法的。在对数据进行加密前，先在被加密的数据头部填充至少16个字节的随机数，结尾添加CRC16校验值，并且保证被修改后的数据长度是16的倍数，填充随机数据的目的有两个，第一是使得被加密数据是16的倍数，第二是使得即使数据和动态密钥重复，加密得到的数据也不会重复，监听者每次抓取到的数据都不同，增加破解难度。
加密数据，终端通过加密密钥对待发数据进行以单位字节如16个字节为单位的加密，得到加密数据，加密数据以D3表示，将加密数据发送至平台，单位字节为8个字节、16个字节、32个字节或64个字节。如图2所示，优选的，生成加密密钥步骤中，输入第三随机数N3和待发数据D1，把N3填充到D1的头部，并计算出CRC16校验，添加到D1末尾，得到D2，保证至少填充16个字节和D2长度是16的倍数，将加密指针指向填充数据的第一个字节，并申请一块用于保存加密数据的区域。优选的，加密数据步骤还包括输入终端ID、密码、第一随机数N1、第二随机数N2，终端通过加密密钥对加密指针所指的单位字节如16个字节进行加密，加密密钥生成算法为MD5算法，加密算法为AES_ECB128算法，得到16字节加密数据，此加密数据以T表示，将16字节加密数据添加至加密数据D3，将加密指针指向下16个字节，判断加密是否完成，否则，即若加密指针未指向D2的末尾，则通过加密数据T代替第一随机数或第二随机数生成新加密密钥，并重复当前步骤，是则得到加密数据。在一实施例中，若安全性要求不高，即降低安全性，可以使用固定密钥对每个16字节进行加解密；若安全性要求不高，即降低安全性，待发数据D1可以不填充随机数。本发明采用动态密钥技术，以16个字节为加解单位，第一个动态密钥即加密密钥，由第一随机数、第二随机数、终端ID和命名等参数生成，后续的动态密钥的生成所需的随机数被前一个已加密数据代替，这样不但省去每加密16个字节就要交互一次随机数的步骤，同时能够轻松实现动态密钥的功能，即每加密16个字节，密钥变更一次的功能。
生成解密密钥，如图3所示，优选的，生成解密密钥步骤中，平台将解密指针指向加密数据D3的第一个字节，并申请一块用于保存填充数据D2的区域；平台接收终端发送的加密数据，读取ID对应的密码，通过加密算法对ID、ID对应的密码、相关数据、第二随机数、第一随机数生成解密密钥，解密密钥以K表示，密钥生成算法包括MD5算法，相关数据为控制命令或MQTT的主题名称；在一实施例中，若不校验发送方的合法性，则可以不用N1生成解密密钥，若双方不校验对方的合法性，则可以不用N1和N2生成解密密钥。
解密数据，平台通过解密密钥对加密数据进行以单位字节如16个字节为单位的解密，得到填充数据。具体的，解密数据步骤中，平台取出解密指针指向的16个字节数据，得到第一数据，第一数据以T1表示，通过解密密钥对解密指针所指的16个字节进行解密，得到16字节第二数据，第二数据以T2表示，将第二数据添加至填充数据D2，将解密指针指向下16个字节，判断解密是否完成，否则，即若解密指针未指向D3的末尾，则通过第一数据代替第一随机数或第二随机数生成新解密密钥，并重复当前步骤，是则得到解密数据D2，计算填充数据D2的校验值，具体为校验CRC16值，也可以是计算CRC8、CRC32校验，若CRC16值不匹配，则丢弃D2。在一实施例中，若不校验解密后数据的正确与否，可以不使用校验。本发明采用动态密钥技术，以16个字节为解密单位，第一个动态密钥即解密密钥，由第一随机数、第二随机数、终端ID和命名等参数生成，后续的动态密钥的生成所需的随机数被前一个已加密数据代替，这样不但省去每解密16个字节就要交互一次随机数的步骤，同时能够轻松实现动态密钥的功能，即每解密16个字节，密钥变更一次的功能。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行上述数据加密传输方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行上述数据加密传输方法。
本发明提供数据加密传输方法，包括以下步骤：接收数据，终端接收待发数据，读取终端登录平台的ID和ID对应的密码；生成加密密钥，终端通过加密算法加密ID和ID对应的密码，生成加密密钥；加密数据，终端通过加密密钥对待发数据进行以单位字节为单位的加密，得到加密数据，将加密数据发送至平台。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行数据加密传输方法。本发明充分利用了低功耗硬件设备加密功能，通过简单、可靠的加密传输技术代替传统的SSL/TLS传输技术，使得低功耗终端也能够轻松地实现数据安全保护，不受低功耗芯片资源限制，方法简单可靠，破解难度大。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.数据加密传输方法，其特征在于包括以下步骤：
接收数据，终端接收待发数据，读取所述终端登录平台的ID和所述ID对应的密码；
生成加密密钥，所述终端通过加密算法加密所述ID和所述ID对应的密码，生成加密密钥；
加密数据，所述终端通过所述加密密钥对所述待发数据进行以单位字节为单位的加密，得到加密数据，将所述加密数据发送至平台。
2.如权利要求1所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述接收数据步骤还包括所述终端生成第一随机数，将所述ID和所述第一随机数发送至平台，接收所述平台发送的第二随机数。
3.如权利要求2所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述生成加密密钥步骤还包括所述终端生成第三随机数，将所述第三随机数填充至所述待发数据的头部。
4.如权利要求3所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述生成加密密钥步骤还包括计算填充后数据的校验值，将所述校验值添加至所述待发数据的末尾，得到填充数据，通过加密算法对所述ID、所述ID对应的密码、相关数据、所述第二随机数、所述第一随机数进行加密，生成加密密钥，所述第三随机数和所述校验值大于所述单位字节的长度，所述填充数据的长度为单位字节长度的倍数，所述相关数据为控制命令或MQTT的主题名称。
5.如权利要求4所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述生成加密密钥步骤中，将加密指针指向所述填充数据的第一个字节，并申请一块用于保存所述加密数据的区域。
6.如权利要求5所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述加密数据步骤还包括所述终端通过所述加密密钥对加密指针所指的单位字节进行加密，得到单位字节加密数据，将所述单位字节加密数据添加至所述加密数据，将加密指针指向下单位字节，判断加密是否完成，否则通过所述单位字节加密数据代替所述第一随机数或所述第二随机数生成新加密密钥，并重复当前步骤，是则得到加密数据，所述单位字节为8个字节、16个字节、32个字节或64个字节。
7.数据加密传输方法，其特征在于包括以下步骤：
生成随机数，平台接收终端发送的ID和第一随机数，若查找到所述ID，则生成第二随机数，并将所述第二随机数发送至所述终端；
生成解密密钥，所述平台接收所述终端发送的加密数据，读取所述ID对应的密码，通过加密算法对所述ID、所述ID对应的密码、相关数据、所述第二随机数、所述第一随机数生成解密密钥，所述相关数据为控制命令或MQTT的主题名称；
解密数据，所述平台通过所述解密密钥对所述加密数据进行以单位字节为单位的解密，得到填充数据，计算所述填充数据的校验值，若所述校验值正确，则提取出待发数据。
8.如权利要求7所述的数据加密传输方法，其特征在于：所述生成解密密钥步骤中，所述平台将解密指针指向加密数据的第一个字节，并申请一块用于保存所述填充数据的区域；所述解密数据步骤中，所述平台取出解密指针指向的单位字节数据，得到第一数据，通过所述解密密钥对解密指针所指的单位字节进行解密，得到第二数据，将所述第二数据添加至所述填充数据，将解密指针指向下单位字节，判断解密是否完成，否则通过所述第一数据代替所述第一随机数或第二随机数生成新解密密钥，并重复当前步骤，是则得到解密数据，所述单位字节为8个字节、16个字节、32个字节或64个字节。
9.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-6任意一项所述的方法或执行权利要求7-8任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-6任意一项所述的方法或执行如权利要求7-8任意一项所述的方法。
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