CN110620792A - 通信加密方法、通信设备、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据传输安全技术领域，提供了一种通信加密方法、通信设备、系统及计算机可读存储介质，该通信设备通信方法包括以下步骤：通信双方均含有两种以上的加密算法；通信设备双方确认共同加密算法；通信双方每次通信时均从共同加密算法中随机选取加密算法进行数据传输，或通信双方从共同加密算法中随机选取加密算法进行多次数据传输。该设备通信方法在通信过程中数据传输所采用的加密算法是随机的，使整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，增加了计算机暴力破解的干扰因素，大大提高了通信安全性。在非联网设备更新时，只要新增设备与已投入设备具有共同加密算法，有效解决了非联网设备加密更新工作量大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输安全技术领域，特别是涉及一种数据通信加密方法、以及具有该通信方法的通信设备、系统和计算机可读存储介质。
背景技术
目前，为了通信安全，经常对通信信息进行加密，避免他人轻易获得通信数据。现有通信数据一般采用固定(静态)的加密算法进行加密，他人获取到通信数据后，采用暴力破解即采用各种解密算法一一尝试进行解密。随着计算机的运算能力越来越强大，单一加密算法通过暴力破解的难度也逐渐降低，只要尝试出加密原理后，则可对所有通信数据进行解密，数据安全性相对较低。
同时，数据通信过程中，一般只在数据通信开始时，加入验证码检验等手段增加破解难度。在验证通过后，则不再加入通信的干扰信息，若被他人获取通信数据，由于没有干扰信息，被破解的可能性较大。
目前有些联网的设备为了数据的安全性，不方便经常更新数据。当与新增设备进行通信时，若新增设备内具有新的加密算法，而旧的设备又不能进行联网更新加密算法时，采用传统固定的加密算法进行通信的方式，则旧设备由于无法获取新的加密算法导致无法与新增设备进行通信。
另外，目前有些设备由于通信方式的限制，无法实时更新加密算法。例如，目前只能通过串口、RFID、蓝牙、红外、声波、近场信号等通信的设备。当这类设备需要更新加密算法时，只能通过离线手动同步更新通信双方的加密算法，否则会导致通信双方加密算法不同而无法通信。而对于一个出售这类设备的大型企业来说，设备分布在全国各地，甚至全世界各地，极难通过离线手动同步更新的方式更新加密算法。因此在现有技术中，每当有新增设备投入使用时，需要对大量已投入使用设备进行更新升级，确保两者加密算法一致，这就给不方便升级加密算法的设备更新升级带来巨大的工作量。
发明内容
为此，需要提供一种通信加密方法、通信设备、系统及计算机可读存储介质，用于解决现有设备通信安全性低，通信加密更新工作量大的技术问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种通信加密方法，包括以下步骤：
通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方；
通信双方确认共同加密算法；
通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，或通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输。
进一步的，所述“通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方”前还包括：所述第一通信方将其内的全部或部分加密算法形成加密数据发送给第二通信方；第二通信方对接收的加密数据解密得到加密算法。
进一步的，所述步骤“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
所述第二通信方每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
进一步的，所述步骤“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；
所述第二通信方每接收到一个数据包时，均根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
进一步，所述通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，具体为：
通信双方确认共同加密算法的编号，第一通信方生成随机数种子，并将该随机数种子发送给第二通信方；
当进行数据传输时，通信双方按随机数种子所生成的随机数序列在共同加密算法中选择对应编号的加密算法进行数据加密与数据解密。
进一步的，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；在该次完整数据交互过程中，第一通信方均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方法重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
进一步的，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；在该次完整数据交互过程中，第一通信方只在第一次发送数据包时携带所选的加密算法信息，后续发送数据时均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到数据包时，根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
进一步的，所述数据包为通过固定加密算法加密的第二数据密文。
进一步的，所述“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
当第一通信方发送部分通信数据后，随机发送经加密的验证码，若第二通信方回复准确的解密验证码，则继续通信；否则停止通信。
进一步的，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
进一步的，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息通过加密后形成密文发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息的密文解密后，获取加密算法信息并与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
进一步的，所述通信方法还包括步骤：
当新增通信对象时，所述新增通信对象包括新增的加密算法以及已有的通信对象中的加密算法；所述新增通信对象与已有的通信对象间通过共同加密算法进行数据传输。
为解决上述技术问题，本发明还提供了另一技术方案：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以上任一项技术方案所述的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种通信设备，所述通信设备包括：
存储单元，所述存储单元内存储有两种以上的加密算法；
处理单元，所述处理单元用于与另一通信设备确认共同加密算法；
传输单元，所述传输单元用于在每次发送数据时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据加密和发送，或从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据加密和发送，所述传输单元还用于对接收的加密数据进行解密。
进一步的，所述传输单元每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；以及在每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
进一步的，所述传输单元用于在每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；以及在每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种通信系统，所述通信系统包括第一通信方和第二通信方，所述第一通信方和第二通信方均含有两种以上的加密算法；
数据传输前所述第一通信方和第二通信方确认共同加密算法；
所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，或所述第一通信设备和第二通信设备从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输。
进一步的，所述“所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
所述第二通信方每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
进一步的，所述“所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；
所述第二通信方每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
区别于现有技术，上述技术方案在通信设备内预置两种以上的加密算法，在通信时通信双方先确认共有的加密算法，并从共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输。因此在通信过程中数据传输所采用的加密算法是随机的，使整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，且每次通信使用的加密算法相同或不同，增加了计算机暴力破解的干扰因素，大大提高了通信安全性。
同时，本发明采用两层加密方法，对通信数据进行第一层的动态加密，对通信数据及加密算法信息的数据包进行第二层静态加密，将静态加密和动态加密进行结合，从而大大提高数据通信的安全性。
另外，当通信设备不方便更新加密算法且新增通信设备时，新增的通信设备投入市场时，只要新增通信设备与已投入通信设备具有共同加密算法，无需对已投入新增通信设备进行加密算法更新，有效解决了多个版本的通信设备同时使用时加密更新工作量大的技术问题。
附图说明
图1为具体实施方式所述通信加密方法流程图；
图2为具体实施方式所述通信中数据加密与传输的流程图；
图3为具体实施方式所述通信中采用的数据结构示意图；
图4为具体实施方式所述计算机可读存储介质示意图；
图5为具体实施方式所述通信设备的模块框图；
附图标记说明：
400、计算机可读存储介质；
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图5，本实施例提供了一种通信加密方法。其中，所述通信双方具有数据加密和传输功能。所述通信双方可以是不方便进行数据更新的联网设备或联网模块，还可以是不具有联网更新数据的非联网设备或非联网模块。由于部分联网信息设备或部分联网通信对象为了数据的安全性，不能实时或经常性地进行数据更新。而非联网信息设备或非联网通信对象一般通过串口、RFID、蓝牙、红外通信、声波通信、NFC通信或其他近场信号模块，并通过这串口、RFID、蓝牙、红外通信、声波通信、NFC通信等近场信号任一通信对象进行通信。具体的，所述非联网设备可以为数字娱乐场所的灯光控制盒或功放效果器；或电视、空调的遥控器；或智能家居的面板开关等等。这些非联网设备可应用于工厂、KTV等不同场所。
如图1所示，所述通信加密方法包括以下步骤：
S101、通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方；其中，加密算法可以但不仅限于在通信双方投入使用前预置于第一通信方和第二通信方中，还可以是后期增加的加密算法。预置的加密算法内包括数据的加密算法以及数据的解密算法，数据解密为数据加密的逆向过程。所述加密算法可以包括AES加密算法、DES加密算法、RSA加密算法、Base64加密算法中的任意两种以上。
在一优选方案中，所述“通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方”前还包括：所述第一通信方将其内的全部或部分加密算法形成加密数据发送给第二通信方；第二通信方对接收的加密数据解密得到加密算法。
在该实施例中，所述第一通信方将其内的全部或部分加密算法形成加密数据发送给第二通信方，这样第二通信方接受的加密算法均与第一通信方为共同加密算法。在这样的场景下，不管第一通信方和第二通信方在通信之前是否有共同的加密算法，在第一通信方将其内的全部或部分加密算法发送给第二通信方后，第二通信方均与第一通信方有共同加密算法，从而使得第一通信方法和第二通信方可进行通信。本实施例特别适合第一通信方和二通信方原先未有共同加密算法，通过本实施方式获得共同加密算法的通信。
而后进入步骤S102、通信双方确认共同加密算法。即通信双方确认在各自预置的加密算法中是否存在交集，所述交集即通信双方的共同加密算法。例如，第一通信方内预置的加密算法有：AES加密算法、DES加密算法、RSA加密算法；第二通信方内预置的加密算法有：DES加密算法、RSA加密算法、Base64加密算法，则第一通信方和第二通信方的共同加密算法就是DES加密算法和RSA加密算法。
在传输数据前，需要对数据进行加密，而第一通信方或第二通信方内预置有两种以上的加密算法，为确保通信双方能够进行数据通信，通信时通信双方对同一数据需要采用相同的加密算法进行加密与解密。在通信双方确认共同加密算法时，通信双方可将各自预置的加密算法发送给另一方，因此第一通信方或第二通信方可将接收到的加密算法与本地预置的加密算法进行比较，从而得到通信双方的共同加密算法。
为了方便确认共同加密算法，第一通信方和第二通信方可对预置的加密算法进行编号，不同通信方中相同加密算法采用相同编号，例如，第一通信方和第二通信方中预置有5套加密算法，5套加密算法的编号依次为1～5。第一通信方和第二通信方在发送加密算法时，只需发送加密算法的编号即可，因此第一通信方和第二通信方只需判断接收到的加密算法编号与本地预置的加密算法编号是否有交集。
优选的，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
其中，通信双方确认共同加密算法可由数据发送方发起，例如，第一通信方预向第二通信方发送数据，此时，第一通信方可先将其所预置的加解密算法编号信息发送给第二通信方，并询问第二通信方预置的加解密算法，第二通信方将其所预置的加解密算法编号发送给第一通信方，并记录通信设备第一通信方所支持的加解密算法的编号。第一通信方和第二通信方将接收到的加密算法信息与本地预存的加密算法进行比对，分别取双方交集的加解密算法为共同加密算法，即将具有相同编号的加解密算法放入具有交集的加解密算法集中。
在一更优选方案中，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息通过加密后形成密文发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息的密文解密后，获取加密算法信息并与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
采用上述的技术方案，“通信双方确认共同加密算法”时，所发的通信信息采用固定算法进行加密，这样从第一次确定加密算法时就对通信信息进行加密，从而提高他人暴力破解的难度和工作量，进一步保障数据通信的安全性。
例如，第一通信方将预存的加密算法信息通过某一固定加密算法加密后形成密文发送给第二通信方；
第二通信方接收到加密算法信息的密文后，采用固定的解密方法对加密算法信息的密文进行解密，然后获取加密算法信息并与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
第二通信方发送加密算法信息的方式与第一通信方相同，所以就不再重复描述。其中，第一通信方和第二通信方采用的加密算法可以是设备出厂前就预置在设备内。
通过步骤S102若通信双方没有共同加密算法，则该通信双方无法进行数据通信，否则进入步骤S103。
S103、通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，或通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输。以第一通信方向第二通信方发送数据为例，第一通信方先从共同加密算法中任意选取一种加密算法对待发送数据进行加密，然后把加密后的数据密文发送给第二通信方，第二通信方在接收所述数据密文后，根据所述第一通信方所选取的加密算法对应的解密算法对所述数据密文进行解密，从而得到未加密的所述数据。第二通信方发送数据的步骤与上述第一通信方发送数据相同，这里就不再赘述。
第一通信方发送的数据较长时，可将数据分成两次以上发送，并且每次发送数据时均随机从共同加密算法中任意选取一种加密算法对发送数据进行加密。
在这种实施方式中，通信双方在发送数据时，不发送对数据进行加密的加密算法名称或编号，接收数据的通信方在接收到数据密文时，可以从所述共同加密算法中逐一选取加密算法对所述数据密文进行解密，直到得到解密数据。在该实施方式中，通信过程中发送的数据不包括加密算法，他人无法通过破解加密算法信息获得加密算法，因此安全性高，适合通信双方共同加密算法种类不是很多种(例如：共同加密算法种类在5种以下)的情况。
根据上述步骤S101至步骤S103可知，不同通信方之间进行数据通信时，在通信过程中数据传输所采用的加密算法是从共同加密算法中随机选择的，因此使整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，且每次采用的加密算法都可能不同，增加了计算机暴力破解的干扰因素和难度，大大提高了通信安全性。
在一实施方式中，所述步骤“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
所述第二通信方每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
在该实施方式中，通信双方传输数据时，数据发送方每次只发送数据密文而不发送所选择的加密算法，而数据接收方则通过轮询共同加密算法对接收的数据密文进行解密，直到得到解密数据。
采用上述技术方案，数据发送方每次发送的数据都可能采用不同的加密算法，并且所发送的数据中不包括加密算法的信息，因此整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，也不包括加密算法信息，进一步增加了破解的干扰因素和难度，大大提高了通信设备间的通信安全性。
如图2所示，在一实施方式中，所述步骤S102、通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，包括以下步骤：
S201、所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，并发送所述数据的数据密文即第一数据密文以及所选的加密算法名称或编号；
S202、所述第二通信方每接收到一个数据密文(第一数据密文)时，均根据接收到的加密算法名称或编号，采用对应的加密算法对所述数据密文进行解密。
例如，第一通信方向第二通信方发送数据1和数据2两个数据，在发送数据1时，第一通信方从共同加密算法随机选取的加密算法为RSA加密算法，因此第一通信方采用RSA加密算法对数据1进行加密，并将加密后的数据密文(第一数据密文)以及RSA加密算法名称或编号发送给第二通信方，第二通信方即可采用RSA加密算法对数据1的密文进行解密从而得到数据1；在发送数据2时，随机选取的加密算法为Base64加密算法，因此第一通信方采用Base64加密算法对数据2进行加密，并将加密后的数据密文以及Base64加密算法名称或编号发送给第二通信方，第二通信方即可采用Base64加密算法对数据2的密文进行解密从而得到数据2。
当第二通信方给第一通信方发送数据时也采用上述的方法，所以不再重复描述。
在该实施方式中，通信双方除了发送加密后的数据密文，还向通信另一方发送了数据密文所采用的加密算法名称或编号，从而方便通信接收方采用所述加密算法对应的解密算法对数据密文进行解密，保证数据密文的解密效率。
在另一实施例中，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；在该次完整数据交互过程中，第一通信方均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方法重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
在上述实施方式中，通信双方采用一种加密算法进行多次通信，且每次只发生通信数据，并不发送加密算法信息，而数据接收方则通过轮询共同加密算法对接收的数据密文进行解密，直到得到解密数据。
采用上述技术方案，数据发送方每次发送的数据都可能采用不同的加密算法，并且所发送的数据中不包括加密算法的信息，因此整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，也不包括加密算法信息，进一步增加了破解的干扰因素和难度，大大提高了通信设备间的通信安全性。
在另一实施方式中，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；在该次完整数据交互过程中，第一通信方只在第一次发送数据包时携带所选的加密算法信息，后续发送数据时均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到数据包时，根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
采用上述的通信加密方法，通信双方传输数据时，第一通信方在发送一组数据时(即进行一次完整数据交互，其中包括多个数据，每次只发送一个数据)，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对这组数据中的多个数据进行加密，并只在第一次发送数据密文时发送所选择的加密方式，而在后续发送剩余几个数据时就不再发送加密方式。第二通信方法根据第一次接收到的加密方式对接收到的一组数据(即分次接收到的多个数据密文)进行解密。当通信双方重新开始进行另一组数据交互时(即另一次完整数据交互过程)，则按上述步骤再次从共同加密算法中再次随机选取一种加密算法对这组数据进行传输。
在另一实施方式中，所述通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，具体为：
通信双方确认共同加密算法的编号，第一通信方生成随机数种子，并将该随机数种子发送给第二通信方；
当进行数据传输时，通信双方按随机数种子所生成的随机数序列在共同加密算法中选择对应编号的加密算法进行数据加密与数据解密。
在上述实施例中，通信双方采用随机数种子传输数据加密算法。具体的，通信双方在确认双方共同加密算法编号后时，其中一通信方生成随机数种子，并将该随机数种子传输对通信对方。在传输数据时，通信双方每传输一个数据时，都按随机数种子所生成的随机数序列在共同加密算法中选择对应的加密算法进行数据加密与数据解密。由于相同随机数种子生成的随机数序列是相同的，从而能够保证通信双方在数据传输过程中对同一数据采用相同的加密算法进行加密和解密。例如，通信双方的随机数种子所产生的随机数序列为3、5、2、4、3，因此通信双方在数据传输时，都依次按3、5、2、4、3序号从共同加密算法中选择加密算法对数据进行加密和解密。这种通信加密方式在整个通信过程只需发送一次随机数种子，无需传输加密算法的具体信息，并且每个数据所选择的加密算法又是随机的，从而大大提高了通信破解难度。并且这种通信加密方式，数据接收端无需逐一轮询共同加密算法对数据解密，也减小了数据计算量，提高数据传输效率。
如图3所示，为一实施方式中通信过程采用的数据包结构示意图。该数据包结构包括有加密算法信息和第一数据密文(即所述通信双方发送的数据包括加密算法信息和第一数据密文)。在一实施方式中，所述数据包为通过固定加密算法加密的第二数据密文。也就是说，采用这种通信方式，加密算法信息和第一数据密文形成的数据包也为加密数据，即第二数据密文。这样第二通信方法在接收到加密的数据包后，先采用固定的加密算法对数据包即第二数据密文进行解密，获得加密算法信息和第一数据密文，然后再根据加密算法信息中的加密算法名称或编号对应的解密算法对第一数据密文进行解密，从而得到通信数据。其中，所述数据包的加密算法可以为固定加密算法，可以是第一通信方和第二通信方法出厂时设置好的加密算法。
采用上述的技术方案，通过对数据包进行加密形成第二数据密文及对通信数据进行加密形成第一数据密文，即对通信双方之间发送的数据进行两道加密，并结合动态的加密算法和固定的加密算法，大幅度提高破解数据的时间及精力，增加数据破解的难度，提高通信数据的安全性。
在一优选的实施例中，所述“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，并发送所述数据的数据密文；
当第一通信方发送部分通信数据后，随机发送经加密的验证码，若第二通信方回复准确的解密验证码，则继续通信；否则停止通信。
例如，第一通信方向第二通信方发送数据1和数据2两个数据，在发送数据1时，第一通信方从共同加密算法随机选取的加密算法为RSA加密算法，因此第一通信方采用RSA加密算法对数据1进行加密，并将加密后的数据密文(第一数据密文)以及RSA加密算法名称或编号发送给第二通信方，第二通信方即可采用RSA加密算法对数据1的密文进行解密从而得到数据1；在发送数据2前，第一通信方向第二通信方发送一个经加密的验证码，例如，该验证码是依序排列的6个数字的密文。第二通信方接收到验证码的密文后进行解密，然后将解密后的验证码即该依序排列的6个数字回复给第一通信方，第一通信方经确认与其发送的验证码一致，则继续给第二通信方发送数据2。若第二通信方未回复验证码，或回复错误的验证码，则第一通信方停止给第二通信方发送数据。其中，验证码采用的加密方式可以是设备出厂其预置的加密算法。通过这种方式，他人在获取通信数据后，无法得知通信双方之间发送的是通信数据还是验证码，所以很可能将验证码认为是通信数据，则未回复验证码，从而导致通信数据的发送方不再发送通信数据。通过这种方式，提高数据暴力破解的难度，提高通信数据的安全性。
随着加密技术的不同发展，通信设备或通信对象间的加密算法也会不断更新，上述实施方式中的通信双方内预置有多种加密算法，因此与新增通信对象之间具有良好的兼容性。
当通信对象因未联网而无法进行更新加密算法或即使联网但不方便进行更新加密算法时，此时新增通信对象，当新增通信对象的版本更高或更低，其内预置的加密算法与现有设备不完全一致。采用本发明的通信方法，只要两个通信对象中还是具有交集的加密算法，即可进行通信。
在一优选实施例中，所述通信加密方法还包括步骤：
当新增通信对象时，所述新增通信对象包括新增的加密算法以及已有的通信对象中的加密算法；所述新增通信对象与已有的通信对象间通过共同加密算法进行数据传输。
具体的，在新增的通信对象因未联网而无法进行更新加密算法或即使联网但不方便进行更新加密算法时，只要所述新增通信对象包括已投入使用的所述通信对象内预置的加密算法(当然新增通信对象还可包括新的加密算法)，所述新增通信对象与已投入使用的通信对象即可通过共同加密算法进行数据传输，从而确保新增通信对象与已投入使用的通信对象之间的兼容性。
例如，已投入使用的第一通信方为V1.0版，预设新增的通信对象未第三通信方法，所述第三通信方为V2.0版，第一通信方V1.0版预置有编号为1～5的5套加密算法，第三通信方V2.0版除了具有编号为1～5的已有加密算法，还预置有编号为6～10的5套新增加密算法，因此编号为1～5的5套加密算法为第一通信方V1.0版与新增的第三通信方V2.0的共同加密算法。第一通信方V1.0版与新增第三通信方V2.0之间进行通信时，可从编号为1～5的5套加密算法中随机选取加密算法对数据进行加密传输，因此，无需更新第一通信方V1.0版的加密算法。从而新版第三通信方投入使用时，可实现新旧通信方间加密算法兼容通信，并且在达到加密通信兼容性的同时也更新了加密算法池，增加了通信的安全性，而加密算法随设备版本的升级自动更新，不用单独更新加密算法，解决了不方便更新加密算法的通信对象更新或更换加密算法工作量巨大的问题。
如图4所示，在一实施方式中，提供了一种计算机可读存储介质400，该计算机可读存储介质400可以为以上实施方式中所述的通信方(例如第一通信方或第二通信方或第三通信方)中的存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以上任一项实施方式所述的步骤。
该计算机可读存储介质400在通信双方之间进行数据通信时，可确定通信双方的共同加密算法，并在通信过程中随机从共同加密算法中选择加密算法对数据进行加密传输，因此使整个传输过程数据加密不具有明显的单一特性，增加了计算机暴力破解的干扰因素和难度，大大提高了通信设备间的通信安全性。并且在新版通信对象投入使用时，可实现新旧通信对象间加密算法兼容通信，在达到加密通信兼容性的同时也更新了加密算法池，增加了通信对象间通信的安全性，而加密算法随设备版本的升级自动更新，不用单独更新加密算法，解决了不能更新加密算法或不方便更新加密算法的通信对象更新或更换加密算法工作量巨大的问题。
如图5所示，在另一实施方式提供了一种通信设备，所述通信设备500包括存储单元510、处理单元520和传输单元530。其中，所述存储单元510内存储有两种以上的加密算法，所述加密算法可以包括AES加密算法、DES加密算法、RSA加密算法、Base64加密算法中的任意两种以上。所述处理单元520用于与另一通信设备确认共同加密算法，即处理单元520用于通信设备双方确认在各自预置的加密算法中是否存在交集，所述交集即通信双方的共同加密算法。所述传输单元530用于在每次发送数据时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据加密和发送，或从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据加密和发送，所述传输单元还用于对接收的加密数据进行解密。
在一实施方式中，所述通信设备500每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文。并且所述通信设备500每接收到一个数据密文(第一数据密文)时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
所述传输单元用于在每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；以及在每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
在另一实施方式中，所述通信设备500每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号。并且所述通信设备500每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。在该实施方式中，通信设备通信双方除了发送加密后的数据密文，还将加密算法信息及第一数据密文形成的数据包进行再次加密，通过二次加密，多重保障数据的安全性。同时，数据包采用固定加密算法进行加密，第一数据密文采用动态加密算法进行加密，通过动态加密算法和静态加密算法的配合，进一步增加数据通信的安全性。
在另一实施方式中，通信设备500双方传输数据时，数据发送方在发送一组数据时(即进行一次完整数据交互，其中包括多个数据，每次只发送一个数据)，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对这组数据中的多个数据进行加密，并只在第一次发送数据密文时发送所选择的加密方式，而在后续发送剩余几个数据时就不再发送加密方式。数据接收方根据第一次接收到的加密方式对接收到的一组数据(即分次接收到的多个数据密文)进行解密。当通信双方重新开始进行另一组数据交互时(即另一次完整数据交互过程)，则按上述步骤再次从共同加密算法中再次随机选取一种加密算法对这组数据进行传输。
在另一实施方式中，通信设备500双方传输数据时，数据发送方每次只发送数据密文而不发送所选择的加密算法，而数据接收方则通过轮询共同加密算法对接收的数据密文进行解密，直到得到解密数据。
本发明还提供了一种通信系统，该通信系统包括两个以上的通信设备，所述两个以上的通信设备为以上任一实施方式中所述的通信设备，或所述通信设备在数据传输时，执行以上任一实施方式中所述的通信加密方法。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或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，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (19)
1.一种通信加密方法，其特征在于，包括以下步骤：
通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方；
通信双方确认共同加密算法；
通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，或通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输。
2.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述“通信双方均含有两种以上的加密算法，所述通信双方包括第一通信方和第二通信方”前还包括：所述第一通信方将其内的全部或部分加密算法形成加密数据发送给第二通信方；第二通信方对接收的加密数据解密得到加密算法。
3.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
所述第二通信方每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
4.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；
所述第二通信方每接收到一个数据包时，均根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
5.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，具体为：
通信双方确认共同加密算法的编号，第一通信方生成随机数种子，并将该随机数种子发送给第二通信方；
当进行数据传输时，通信双方按随机数种子所生成的随机数序列在共同加密算法中选择对应编号的加密算法进行数据加密与数据解密。
6.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；在该次完整数据交互过程中，第一通信方均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方法重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
7.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输”包括以下步骤：
所述通信双方随机选取一种加密算法进行的多次数据传输为一次完整数据交互；所述第一通信方开始进行一次完整数据交互时，从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；在该次完整数据交互过程中，第一通信方只在第一次发送数据包时携带所选的加密算法信息，后续发送数据时均采用相同的加密算法对交互数据进行加密；
在该次完整数据交互过程中，所述第二通信方第一次接收到数据包时，根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密；后续所述第二通信方接收到数据包时，每次采用相同的加密算法对接收的第一数据密文进行解密；
当所述第一通信方和第二通信方重新开始进行另一次完整数据交互时，重复上述步骤。
8.根据权利要求4或7所述的通信加密方法，其特征在于，所述数据包为通过固定加密算法加密的第二数据密文。
9.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述“通信双方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
当第一通信方发送部分通信数据后，随机发送经加密的验证码，若第二通信方回复准确的解密验证码，则继续通信；否则停止通信。
10.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
11.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述步骤“通信双方确认共同加密算法”包括以下步骤：
通信双方分别将预存的加密算法信息通过加密后形成密文发送给对方；
通信双方将接收到的加密算法信息的密文解密后，获取加密算法信息并与本地预存的加密算法进行比对，得到共同加密算法。
12.根据权利要求1所述的通信加密方法，其特征在于，所述通信加密方法还包括步骤：
当新增通信对象时，所述新增通信对象包括新增的加密算法以及已有的通信对象中的加密算法；所述新增通信对象与已有的通信对象间通过共同加密算法进行数据传输。
13.一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，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至11任一项所述的步骤。
14.一种通信设备，其特征在于，包括：
存储单元，所述存储单元内存储有两种以上的加密算法；
处理单元，所述处理单元用于与另一通信设备确认共同加密算法；
传输单元，所述传输单元用于在每次发送数据时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据加密和发送，或从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据加密和发送，所述传输单元还用于对接收的加密数据进行解密。
15.根据权利要求14所述的通信设备，其特征在于，所述传输单元每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；以及在每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
16.根据权利要求14所述的通信设备，其特征在于，所述传输单元用于在每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；以及在每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
17.一种通信系统，所述通信系统包括第一通信方和第二通信方，其特征在于，所述第一通信方和第二通信方均含有两种以上的加密算法；
数据传输前所述第一通信方和第二通信方确认共同加密算法；
所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输，或所述第一通信设备和第二通信设备从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行多次数据传输。
18.根据权利要求17所述的通信系统，其特征在于，所述“所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文并发送所述第一数据密文；
所述第二通信方每接收到一个第一数据密文时，通过轮询共同加密算法对接收的第一数据密文进行解密，直到得到解密数据。
19.根据权利要求17所述的通信系统，其特征在于，所述“所述第一通信方和第二通信方每次通信时均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法进行数据传输”包括以下步骤：
所述第一通信方每发送一个数据时，均从所述共同加密算法中随机选取一种加密算法对所述数据进行加密，形成第一数据密文，并将所述第一数据密文以及所选的加密算法信息形成数据包，所述数据包通过固定加密算法加密形成第二数据密文并进行发送，所述加密算法信息包括所选的加密算法名称或编号；
所述第二通信方每接收到一个数据包时，先对数据包进行解密，再根据接收到的加密算法信息对所述第一数据密文进行解密。
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