CN110378104A - 一种升级防纂改的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种升级防纂改的方法。本发明主要包括软件升级包的制作，以及软件升级包的验证两大模块。软件升级包的制作主要负责对升级数据进行签名和打包；软件升级包的验证主要完成对待升级数据的完整性进行验证。本发明利用非对称加密技术将文件哈希值加密数据，与待升级数据同时打包到升级包中，可以进行离线对数据来源进行验证；这种方式适合于任何数据类型(包括可执行文件和非可执行文件，即数据文件)。

Description

一种升级防纂改的方法
技术领域
本发明涉及的是一种防止软件升级包被中间人篡改的方法及系统，具体涉及一种升级防纂改的方法。
背景技术
在线升级是指应用程序在初次部署之后，应用程序自身通过直接网络访问的方式下载更新版本的数据文件(包括应用程序文件、应用程序扩展文件、配置数据文件等)，然后对本地进行替换，完成应用程序版本的升级。
在通过网络下载的方式更新应用程序会面临被攻击的可能：例如通过域名劫持将下载网址的域名解析到恶意站点，同时将包含恶意代码的程序伪装成待升级程序，利用在线升级流程将木马植入应用程序运行环境；或者通过中间人攻击的方式，伪装成中间人，提供伪造的升级负载，达到入侵系统的目的。
目前主流的应用程序升级方案中，通过同时传输升级文件的数据以及文件数据的哈希值，来确保文件传输过程中的完整性问题。通过给可执行文件加上数字签名的方式，来保证可执行文件的来源合法性问题。
对于通过文件数据的哈希值来确保文件的完整性的技术，该方案需要在线获取可以信赖的正确哈希值，然后与下载文件的哈希值进行比对，这种方案的缺点是：第一，需要在线访问可信的哈希值，增加了被攻击的可能；第二，无法支持离线进行升级。
对于数字签名的方式确保文件可靠来源的方案，目前只适用于可执行文件，不适用于数据文件，无法对升级过程中的数据文件提供防篡改的功能。
针对这些缺点，本发明的主要目的是解决升级过程中，从网络下载的文件的可信性问题：即文件来源合法性信息全部打包到升级数据中，而且适用于任何类型的文件(包括可执行文件和非可执行文件，即数据文件)。
综上所述，本发明设计了一种升级防纂改的方法。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种升级防纂改的方法，防止在线升级数据被篡改，解决应用程序升级过程中受到中间人攻击问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种升级防纂改的方法，包括升级数据包的制作、升级数据包的验证两个部分；
所述的升级数据包的制作是指在准备进行升级之前，制作用于升级的数据包，包括以下步骤：1、计算待升级数据的哈希值；2、利用非对称加密方式，使用私钥对数据的哈希值进行加密；3、将加密哈希值插入原始文件。
所述的步骤1中的计算待升级数据的哈希值：待升级数据是指在线升级的过程中，需要在客户端已安装的老版本程序的基础上，进行替换的文件或者新增加的文件。
计算待升级数据的哈希值时，选用常用的文本摘要算法，例如MD5或者SHA-256等。计算公式如下：
待升级数据哈希值＝Hash(待升级数据)；
所述的步骤2非对称加密的算法可以选用常用的RSA-2048/4096等。使用私钥对步骤1计算出的哈希值进行加密处理，得到加密的哈希值。计算公式如下：
加密哈希值＝加密RSA私钥(待升级数据哈希值)；
所述的步骤3的加密哈希值可以插入文件的头部，也可以插入文件的尾部，或者文件固定偏移量的位置，形成一个新的文件。
所述的升级数据包的验证包括以下步骤：1、从网络下载应用升级包文件；2、从升级包中分离原始数据和加密的哈希值；3、计算原始数据的哈希值；4、对加密哈希值进行解密；验证哈希值的正确性。
所述的步骤2使用与升级包制作方法步骤3相反的过程，将原始数据和加密哈希值进行分离，分别得到待升级的原始数据，以及使用私钥加密的数据哈希值。
所述的步骤3使用与升级包制作方法步骤1相同的方法，计算原始数据的哈希值。
计算公式如下：
原始文件哈希值＝Hash(原始文件数据)。
所述的步骤4使用公钥对加密过的哈希值进行解密，得到期望哈希值。
计算公式如下：
解密哈希值＝解密RSA公钥(加密哈希值)
所述的步骤5比对步骤3计算的”原始文件哈希值”和步骤4计算的“解密哈希值”；如果两者相等，说明升级数据包中的数据没有被篡改，可以进行正常的应用升级流程；如果不相等，说明数据被篡改，需要丢弃该升级数据包，同时退出正常升级流程。
本发明具有以下有益效果：
1、利用非对称加密技术将文件哈希值加密数据，与待升级数据同时打包到升级包中，可以进行离线对数据来源进行验证；
2、这种方式适合于任何数据类型(包括可执行文件和非可执行文件，即数据文件)。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的升级数据包的制作流程图；
图2为本发明的升级数据包的验证流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：主要包括升级数据包的制作，以及升级数据包的验证两个部分。
升级数据包的制作是指在准备进行升级之前，制作用于升级的数据包。主要的流程如下：
第一步、计算待升级数据的哈希值
待升级数据是指在线升级的过程中，需要在客户端已安装的老版本程序的基础上，进行替换的文件或者新增加的文件。本发明对于待升级数据的格式没有限制，待升级数据可以是可执行文件(例如Windows系统中的.exe文件，或者Linux系统中的ELF文件等)，也可以是文本文件(例如.txt文件)，或者任意其他格式的数据文件。
计算待升级数据的哈希值时，选用常用的文本摘要算法，例如MD5或者SHA-256等。计算公式如下：
待升级数据哈希值＝Hash(待升级数据)
第二步、利用非对称加密方式，使用私钥对数据的哈希值进行加密
非对称加密的算法可以选用常用的RSA-2048/4096等。使用私钥对第一步计算出的哈希值进行加密处理，得到加密的哈希值。计算公式如下：
加密哈希值＝加密RSA私钥(待升级数据哈希值)
三、将加密哈希值插入原始文件
加密哈希值可以插入文件的头部，也可以插入文件的尾部，或者文件固定偏移量的位置，形成一个新的文件。
软件升级包的验证主要完成对待升级数据的完整性进行验证，升级数据包的验证流程如下：
一、从网络下载应用升级包文件
二、从升级包中分离原始数据和加密的哈希值
使用与升级包制作方法第三步相反的过程，将原始数据和加密哈希值进行分离，分别得到待升级的原始数据，以及使用私钥加密的数据哈希值。
例如，如果加密哈希值是存放在文件的头部，则从文件头部去除固定长度的加密哈希值，得到加密哈希值和原始文件两个部分。
三、计算原始数据的哈希值
使用与升级包制作方法第一步相同的方法，计算原始数据的哈希值。
计算公式如下：
原始文件哈希值＝Hash(原始文件数据)
四、对加密哈希值进行解密
使用公钥对加密过的哈希值进行解密，得到期望哈希值。
计算公式如下：
解密哈希值＝解密RSA公钥(加密哈希值)
五、验证哈希值的正确性
比对第三步计算的”原始文件哈希值”和第四步计算的“解密哈希值”。如果两者相等，说明升级数据包中的数据没有被篡改，可以进行正常的应用升级流程。如果不相等，说明数据被篡改，需要丢弃该升级数据包，同时退出正常升级流程。
本具体实施方式在制作升级包的阶段，通过非对称加密技术将数据内容的哈希值进行加密，形成数据来源可靠性验证的依据；在升级的阶段，对网络下载的升级数据包进行数据和验证信息分离，通过比对解密哈希值与原始数据的哈希值，来判断升级数据是否被篡改。
本具体实施方式已经进过实验、模拟阶段，已经正在使用阶段。在客户那里反应良好，能够有效减少应用程序升级过程中被攻击的安全事件。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种升级防纂改的方法，其特征在于，包括升级数据包的制作、升级数据包的验证两个部分；
所述的升级数据包的制作是指在准备进行升级之前，制作用于升级的数据包，包括以下步骤：1、计算待升级数据的哈希值；2、利用非对称加密方式，使用私钥对数据的哈希值进行加密；3、将加密哈希值插入原始文件。
2.根据权利要求1所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤1中的计算待升级数据的哈希值：待升级数据是指在线升级的过程中，需要在客户端已安装的老版本程序的基础上，进行替换的文件或者新增加的文件；
计算公式如下：
待升级数据哈希值＝Hash。
3.根据权利要求1所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤2使用私钥对步骤1计算出的哈希值进行加密处理，得到加密的哈希值；计算公式如下：
加密哈希值＝加密RSA私钥。
4.根据权利要求1所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤3的加密哈希值插入文件的头部、尾部或者文件固定偏移量的位置，形成一个新的文件。
5.根据权利要求1所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的升级数据包的验证包括以下步骤：1、从网络下载应用升级包文件；2、从升级包中分离原始数据和加密的哈希值；3、计算原始数据的哈希值；4、对加密哈希值进行解密；验证哈希值的正确性。
6.根据权利要求5所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤2使用与升级包制作方法步骤3相反的过程，将原始数据和加密哈希值进行分离，分别得到待升级的原始数据，以及使用私钥加密的数据哈希值。
7.根据权利要求5所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤3使用与升级包制作方法步骤1相同的方法，计算原始数据的哈希值；
计算公式如下：
原始文件哈希值＝Hash。
8.根据权利要求5所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤4使用公钥对加密过的哈希值进行解密，得到期望哈希值；
计算公式如下：
解密哈希值＝解密RSA公钥。
9.根据权利要求5所述的一种升级防纂改的方法，其特征在于，所述的步骤5比对步骤3计算的“原始文件哈希值”和步骤4计算的“解密哈希值”；如果两者相等，说明升级数据包中的数据没有被篡改，可以进行正常的应用升级流程；如果不相等，说明数据被篡改，需要丢弃该升级数据包，同时退出正常升级流程。
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