CN109961545A - 智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法 - Google Patents

智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法 Download PDF

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冯纯枝
任武
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Abstract

本发明涉及一种智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法，其加密过程如下：步骤一：以智能门锁的蓝牙名称作为AES128的基础KEY；步骤二：微信小程序与智能门锁每次通讯时都会向门锁获取一串随机密钥A，密钥A与基础KEY运算生成KEY1；步骤三：微信小程序与门锁绑定成功时也会生成一串绑定随机密钥B，并且，智能门锁和服务器分别保存密钥B，密钥B与KEY1运算生成KEY2；步骤四：使用KEY2通过加密芯片对原文进行AES128加密后得出密文数据。此款智能门锁与微信小程序进行无线数据通讯的通讯数据经过加密处理，形成密文数据，并且，密文数据是由基础KEY、通讯随机加密密钥、绑定随机加密密钥通过一系列运算生产，即使被截取了，也难以解密。

Description

智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法
技术领域
本发明涉及一种智能门锁，特别是一种智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法。
背景技术
门锁是涉及到安全领域的产品，以往的门锁是单机版的，数据的传输是内部完成的，不会存在截取数据或数据不安全的问题，但是随着物联网迅速地发展，门锁使用无线传输数据的方式会越来越频繁。无线传输数据若不加密或固定的加密方式会易被截取、破解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、合理，通讯数据不易被截取及破解的智能门锁及其无线通讯原文数据加密和解密方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种智能门锁，包括控制电路和电机驱动电路，其特征在于：所述控制电路包括电源电路、单片机集成电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路和AD转换电路，电源电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与单片机集成电路电性连接。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，还包括前锁体面板和后锁体面板，单片机集成电路包括相互电性连接的前单片机芯片和后单片机芯片，前单片机芯片设置在前锁体面板上，后单片机芯片设置在后锁体面板上；所述BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路分别与前单片机芯片电性连接，所述NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与后单片机芯片电性连接；前单片机芯片和后单片机芯片分别连接有电源电路和存储电路。
所述前单片机芯片还电性连接有蜂鸣器电路、LED灯显示电路、防撬开关、工程开关、SPI下载口、触摸集成电路、感应卡读写集成电路、指纹读写集成电路和时钟电路；所述后单片机芯片还电性连接有初始化开关、另一SPI下载口、锁舌状态检测开关。
一种智能门锁的无线通讯原文数据加密方法，用户通过智能手机打开智能门锁的管理方的微信小程序，并且在微信小程序中打开使用智能门锁的蓝牙功能，其特征在于：智能门锁与智能手机中微信小程序进行无线数据通讯，无线数据通讯的原文数据加密成密文数据过程如下：
步骤一：以智能门锁的蓝牙名称作为AES128的基础KEY（AES是Advanced EncryptionStandard的缩写，即高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法）；
步骤二：微信小程序与智能门锁每次通讯时都会向门锁获取一串通讯随机加密密钥（随机加密密钥A），通讯随机加密密钥与基础KEY运算生成第一次AES128KEY；
步骤三：微信小程序与门锁绑定成功时也会生成一串绑定随机加密密钥（随机加密密钥B），并且，智能门锁和服务器分别保存绑定随机加密密钥，绑定随机加密密钥与第一次AES128KEY运算生成第二次AES128KEY；
步骤四：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对原文进行AES128加密后得出密文数据。
步骤一中蓝牙名称可修改，修改后其它密钥会再次发生变化。
密文数据解密成原文的过程如下：步骤一：门锁读取随机加密密钥A、B和蓝牙名称经过一定的运算后生成第二次AES128KEY；步骤二：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对密文进行AES128解密后得出原文。
本发明的有益效果如下：
（1）此款智能门锁与微信小程序进行无线数据通讯的通讯数据（原文数据）经过加密处理，形成密文数据，并且，密文数据是由基础KEY、通讯随机加密密钥、绑定随机加密密钥通过一系列运算生产，即使被截取了，也难以解密；
（2）本发明中绑定随机加密密钥分别保存在智能门锁和服务器，因此，即使密文数据被截取，也无法被解密。
附图说明
图1为本发明智能门锁电路构成框图。
图2为本发明工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1所示，一种智能门锁，包括控制电路和电机驱动电路，所述控制电路包括电源电路、单片机集成电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路和AD转换电路，电源电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与单片机集成电路电性连接。
还包括前锁体面板和后锁体面板，单片机集成电路包括相互电性连接的前单片机芯片和后单片机芯片，前单片机芯片设置在前锁体面板上，后单片机芯片设置在后锁体面板上；所述BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路分别与前单片机芯片电性连接，所述NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与后单片机芯片电性连接；前单片机芯片和后单片机芯片分别连接有电源电路和存储电路。
所述前单片机芯片还电性连接有蜂鸣器电路、LED灯显示电路、防撬开关、工程开关、SPI下载口、触摸集成电路、感应卡读写集成电路、指纹读写集成电路和时钟电路；所述后单片机芯片还电性连接有初始化开关、另一SPI下载口、锁舌状态检测开关。
一种智能门锁的无线通讯原文数据加密方法，用户通过智能手机打开智能门锁的管理方的微信小程序，并且在微信小程序中打开使用智能门锁的蓝牙功能，智能门锁与智能手机中微信小程序进行无线数据通讯，无线数据通讯的原文数据加密成密文数据过程如下：
步骤一：以智能门锁的蓝牙名称作为AES128的基础KEY；
步骤二：微信小程序与智能门锁每次通讯时都会向门锁获取一串通讯随机加密密钥（简称：密钥A），通讯随机加密密钥与基础KEY运算生成第一次AES128KEY（简称：KEY1）；
步骤三：微信小程序与门锁绑定成功时也会生成一串绑定随机加密密钥（简称：密钥B），并且，智能门锁和服务器分别保存绑定随机加密密钥，绑定随机加密密钥与第一次AES128KEY运算生成第二次AES128KEY（简称：KEY2）；
步骤四：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对原文进行AES128加密后得出密文数据。
上述步骤一中蓝牙名称可修改，修改后其它密钥会再次发生变化。
密文数据解密成原文的过程如下：步骤一：门锁读取随机加密密钥A、B和蓝牙名称经过一定的运算后生成第二次AES128KEY；步骤二：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对密文进行AES128解密后得出原文。
结合图2所示，智能手机用户开始使用上述微信小程序时，打开微信小程序，并且要求智能门锁使用蓝牙功能，如果首次使用蓝牙功能，则需要智能手机用户先将微信小程序与智能门锁进行绑定（智能门锁与微信小程序没有绑定成功前，基础KEY和密钥B是使用默认值；密钥A是随机获取的）。微信小程序与智能门锁通讯时，获取密钥A，发送绑定门锁信息，如果绑定不成功，返回重新绑定，如果绑定成功，返回一串密钥B给微信小程序，且智能门锁本地保存所述密钥B,此时，门锁蓝牙功能就能正常使用，进入待机状态。
当智能手机用户打开微信小程序，并且要求智能门锁使用蓝牙功能，如果智能门锁与微信小程序已经绑定，并且不是首次要求智能门锁使用蓝牙功能，微信小程序获取密钥A，读取服务器的基础KEY和密钥B后，对数据进行加密，然后向智能门锁端发送，门锁读取本地保存的基础KEY、密钥A、密钥B后对接收数据解密，智能门锁判断功能协议后，执行相应功能，智能门锁进入待机状态。

Claims (6)

1.一种智能门锁，包括控制电路和电机驱动电路，其特征在于：所述控制电路包括电源电路、单片机集成电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路和AD转换电路，电源电路、BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与单片机集成电路电性连接。
2.根据权利要求1所述智能门锁，其特征在于：还包括前锁体面板和后锁体面板，单片机集成电路包括相互电性连接的前单片机芯片和后单片机芯片，前单片机芯片设置在前锁体面板上，后单片机芯片设置在后锁体面板上；所述BLE通讯集成电路、加解密电路、存储电路、NB-IOT通讯集成电路分别与前单片机芯片电性连接，所述NB-IOT通讯集成电路、AD转换电路和电机驱动电路分别与后单片机芯片电性连接；前单片机芯片和后单片机芯片分别连接有电源电路和存储电路。
3.根据权利要求2所述智能门锁，其特征在于：所述前单片机芯片还电性连接有蜂鸣器电路、LED灯显示电路、防撬开关、工程开关、SPI下载口、触摸集成电路、感应卡读写集成电路、指纹读写集成电路和时钟电路；所述后单片机芯片还电性连接有初始化开关、另一SPI下载口、锁舌状态检测开关。
4.一种智能门锁的无线通讯原文数据加密方法，用户通过智能手机打开智能门锁的管理方的微信小程序，并且在微信小程序中打开使用智能门锁的蓝牙功能，其特征在于：智能门锁与智能手机中微信小程序进行无线数据通讯，无线数据通讯的原文数据加密成密文数据过程如下：
步骤一：以智能门锁的蓝牙名称作为AES128的基础KEY；
步骤二：微信小程序与智能门锁每次通讯时都会向门锁获取一串通讯随机加密密钥（随机加密密钥A），通讯随机加密密钥与基础KEY运算生成第一次AES128KEY；
步骤三：微信小程序与门锁绑定成功时也会生成一串绑定随机加密密钥（随机加密密钥B），并且，智能门锁和服务器分别保存绑定随机加密密钥，绑定随机加密密钥与第一次AES128KEY运算生成第二次AES128KEY；
步骤四：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对原文进行AES128加密后得出密文数据。
5.根据权利要求4所述智能门锁的无线通讯原文数据加密方法，其特征在于：步骤一中蓝牙名称可修改，修改后其它密钥会再次发生变化。
6.一种根据权利要求4所述智能门锁的无线通讯原文数据加密方法中密文数据解密方法，其特征在于：密文数据解密成原文的过程如下：步骤一：门锁读取随机加密密钥A、B和蓝牙名称经过一定的运算后生成第二次AES128KEY；步骤二：使用第二次AES128 KEY通过加密芯片对密文进行AES128解密后得出原文。
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