CN110768953A - 一种急速物联网数据加密传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种急速物联网数据加密传输方法，通过设备发出提交数据的申请，中间管理节点验证设备的可靠性，设备可靠则中间管理节点允许设备提交数据，并为其分配存储空间，设备将需要提交的数据以字符串的形式逐次进行一次加密、处理、以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，由中间管理节点解密，解密成功则反馈成功信息至设备，否则启动备选应急方案。本发明对设备数据进行加密传输，以保障数据的安全性，同时不影响数据的实时性，使用设备本身的特征作为加密秘钥，保证了设备秘钥的唯一性，同时利用TEA加密算法进行加密，利用其在实际应用中的速度满足性能的需求，同时保障了安全性。

Description

一种急速物联网数据加密传输方法
技术领域
本发明涉及保密或安全通信装置的技术领域，特别涉及一种急速物联网数据加密传输方法。
背景技术
消防设施是指建筑物内为预防火灾发生而安装的消防保障设施，包含火灾自动报警系统、自动灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统以及应急广播和应急照明、安全疏散设施、电气火灾监控系统、消防水系统、消防设备电源监控系统、防火门监控系统、卷帘门监控系统、可燃气体探测系统、气体灭火系统、水喷淋系统以及其它的消防电气装置。
物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术，把传感器、控制器、机器、人员和物资等，通过新的方式联在一起，进而形成的人与物、物与物相联、实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，其包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用。
基于现下物联网的大趋势，消防物联网也越来越多的应用在实际的消防工作中。
消防物联网是利用物联网技术整合消防设备，通过无线终端、业务平台和传感探测设备，如烟感、紧急救助按钮等，实现住宅火灾和紧急事件的远程智能监控和救助。
可想而知，消防物联网系统对于火灾发生后的扑救是至关重要的，争取多一秒钟即能多抢救出一条生命或是一部分财产，这使得系统中的设备数据传输的实时性和安全性变得非常重要。
现有技术中，对于消防数据传输并没有过多的关注，消防物联网中传输的数据容易被篡改、或至少是与初始信息不完全一致，这导致了对于火灾地点的确认、灾情的确认、火势的预估和人员的调配都带来了很大的阻碍，而普通的加密手段又存在效率低下的问题。
发明内容
本发明解决了现有技术中，消防物联网中传输的数据容易被篡改、或至少是与初始信息不完全一致，而导致的对于火灾地点的确认、灾情的确认、火势的预估和人员的调配都带来了很大的阻碍，普通的加密手段又存在效率低下的问题，提供了一种优化的急速物联网数据加密传输方法。
本发明所采用的技术方案是，一种急速物联网数据加密传输方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：物联网的中间管理节点开始工作；
步骤2：任一设备提交数据，中间管理节点验证设备可靠性；若设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，分配存储空间，进行下一步，否则，报错，重复步骤2；
步骤3：当前设备将需要提交的数据以字符串的形式进行一次加密，得到加密的字符串A；
步骤4：对字符串A进行处理，得到字符串B；
步骤5：对字符串B以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，发送至中间管理节点；
步骤6：中间管理节点解密所述最终的加密数据，若解密成功，则反馈成功信息至设备，返回步骤2，否则，进行下一步；
步骤7：中间管理节点反馈失败信息至设备，启动备选应急方案，返回步骤4。
优选地，所述步骤1中，物联网的中间管理节点启动，载入所有被管理的设备信息；所述设备信息包括设备IP、设备接口和设备ID。
优选地，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：任一设备提交数据，通过设备接口与中间管理节点接通；
步骤2.2：中间管理节点获得当前设备的设备IP和设备ID；
若IP位于白名单且设备IP和设备ID匹配，则设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，进行步骤3；
若IP位于黑名单，则直接拒绝，拦截当前IP，返回步骤2；
其他情况，则进行下一步；
步骤2.3：通过设备处输入密码，中间管理节点验证密码与设备ID匹配，则允许设备提交数据，分配存储空间，进行步骤3，否则报错，重复步骤2。
优选地，所述步骤3中，当前设备将需要提交的数据以字符串的形式与唯一标识符进行异或加密，得到加密的字符串A。
优选地，所述唯一标识符为设备ID。
优选地，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：基于字符串的长度，由中间管理节点指定字符串的任意若干个bit位；
步骤4.2：将所述若干个bit位对应的字符内容进行轮换，得到字符串B；
步骤4.3：设备将处理原则作为秘钥发送至中间管理节点。
优选地，所述步骤4中，若干个bit位为2个bit位。
优选地，所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：中间管理节点获得最终的加密数据；
步骤6.2：以TEA算法解密最终的加密数据，得到字符串B；
步骤6.3：将字符串B以步骤4的处理进行反向处理，得到字符串A；
步骤6.4：以步骤3的加密方式解密字符串A，得到设备提交的数据；
步骤6.5：若验证通过，则解密成功，反馈成功信息至设备，否则进行步骤7。
优选地，所述步骤6中，以步骤3的加密方式解密字符串A后得到设备提交的数据及设备ID，若解密后的设备ID与实际发送数据的设备ID一致，且设备提交的数据为准确格式，则验证通过。
优选地，所述步骤7中，设备收到中间管理节点反馈的失败信息，重复步骤4，同时接通电话报警。
本发明提供了一种优化的急速物联网数据加密传输方法，通过设备发出提交数据的申请，中间管理节点验证设备的可靠性，设备可靠则中间管理节点允许设备提交数据，并为其分配存储空间，设备将需要提交的数据以字符串的形式逐次进行一次加密、处理、以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，由中间管理节点解密，解密成功则反馈成功信息至设备，否则启动备选应急方案。
本发明对设备数据进行加密传输，以保障数据的安全性，同时不影响数据的实时性，使用设备本身的特征作为加密秘钥，保证了设备秘钥的唯一性，同时利用TEA加密算法进行加密，利用其在实际应用中的速度满足性能的需求，同时保障了安全性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种急速物联网数据加密传输方法，对于消防物联网的安全起到更直观的保护，辅助消防整改的进行。
所述方法包括以下步骤。
步骤1：物联网的中间管理节点开始工作。
所述步骤1中，物联网的中间管理节点启动，载入所有被管理的设备信息；所述设备信息包括设备IP、设备接口和设备ID。
本发明中，所有的设备在启用前应于中间管理节点备案，并记录设备信息。
本发明中，在整个物联网启用的过程中，所有设备的信息应当被载入，保证中间管理节点后续能正常收到设备传递的数据或其他信息。
本发明中，设备信息包括但不限于设备IP、设备接口和设备ID，依据不同物联网的性质和安全等级，可以在当前的设备信息基础上增加其他的标识性信息。
步骤2：任一设备提交数据，中间管理节点验证设备可靠性；若设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，分配存储空间，进行下一步，否则，报错，重复步骤2。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：任一设备提交数据，通过设备接口与中间管理节点接通；
步骤2.2：中间管理节点获得当前设备的设备IP和设备ID；
若IP位于白名单且设备IP和设备ID匹配，则设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，进行步骤3；
若IP位于黑名单，则直接拒绝，拦截当前IP，返回步骤2；
其他情况，则进行下一步；
步骤2.3：通过设备处输入密码，中间管理节点验证密码与设备ID匹配，则允许设备提交数据，分配存储空间，进行步骤3，否则报错，重复步骤2。
本发明中，为了节省中间管理节点的空间，保证其能完整接收到来自所有设备的信息，其一般不为特定的设备分配存储空间，而是通过“申请”的方式获得。
本发明中，当设备准备提交数据时，设备与中间管理节点间的信道接通，此时双方并不互通消息，中间管理节点得到了设备需要提交数据的“请示”，查看设备的设备IP和设备ID。
本发明中，中间管理节点的管理人可以设置黑名单和白名单，但在这种情况下容易出现验证的错漏，故一般情况下，还是采用其他情况的形式，即通过设备处输入密码，中间管理节点验证密码与设备ID匹配，则允许设备提交数据，并同时分配存储空间。
步骤3：当前设备将需要提交的数据以字符串的形式进行一次加密，得到加密的字符串A。
所述步骤3中，当前设备将需要提交的数据以字符串的形式与唯一标识符进行异或加密，得到加密的字符串A。
所述唯一标识符为设备ID。
本发明中，由于物联网中的每一个设备都存在一个唯一的设备ID，这个设备ID可以保证每个设备的区别，以设备ID作为唯一标识符，与需要提交的数据进行异或加密，保证了加密的字符串A的唯一性和遍历性。
本发明中，需要提交的数据与设备ID进行异或一次为加密，而对于加密的字符串A进行再一次的异或即为解密，便利且准确，便于后续中间管理节点获取需要提交的数据。
步骤4：对字符串A进行处理，得到字符串B。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：基于字符串的长度，由中间管理节点指定字符串的任意若干个bit位；
步骤4.2：将所述若干个bit位对应的字符内容进行轮换，得到字符串B；
步骤4.3：设备将处理原则作为秘钥发送至中间管理节点。
所述步骤4中，若干个bit位为2个bit位。
本发明中，此处理为设备和中间管理节点间独立的私钥，由中间管理节点进行设定。
本发明中，一般情况下，中间管理节点指定字符串的2个bit位，一般为末位2个bit位，令其进行兑换，当然，在有必要的时候，可以指定3个或更多进行轮换，举例来说，轮换是指，将1号位的数据置入2号位，2号位的数据置入3号位，3号位的数据置入1号位。
本发明中，为了保证处理的速度和可操作性，轮换的bit位不超过5位，且最后中间管理节点需要将处理原则，如轮换的原则作为秘钥进行留存，保证后续处理的可行性。
步骤5：对字符串B以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，发送至中间管理节点。
本发明中，利用TEA算法对字符串B加密得到最终的加密数据，TEA加密算法有很强的抗差分分析能力，加密速度也比传统的DES快得多，且对 64位数据加密的密钥长达128位，安全性高，相应地，解密速度也较传统的DES快。
本发明中，TEA算法在实际应用中可以满足性能和安全性的要求。
步骤6：中间管理节点解密所述最终的加密数据，若解密成功，则反馈成功信息至设备，返回步骤2，否则，进行下一步。
所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：中间管理节点获得最终的加密数据；
步骤6.2：以TEA算法解密最终的加密数据，得到字符串B；
步骤6.3：将字符串B以步骤4的处理进行反向处理，得到字符串A；
步骤6.4：以步骤3的加密方式解密字符串A，得到设备提交的数据；
步骤6.5：若验证通过，则解密成功，反馈成功信息至设备，否则进行步骤7。
所述步骤6中，以步骤3的加密方式解密字符串A后得到设备提交的数据及设备ID，若解密后的设备ID与实际发送数据的设备ID一致，且设备提交的数据为准确格式，则验证通过。
本发明中，最终的加密数据发送至中间管理节点后，按照加密的顺序、反序获得设备提交的数据。
本发明中，在步骤6.4中，解密字符串A后得到设备提交的数据及设备ID，以设备ID再次进行验证，若能匹配且设备提交的数据格式准确则表示验证通过，应迅速进行下一级反应，如传输信息至上级单位及应急处理单位等。
本发明中，准确格式包括时间、地点、对应的事件、程度等。
步骤7：中间管理节点反馈失败信息至设备，启动备选应急方案，返回步骤4。
所述步骤7中，设备收到中间管理节点反馈的失败信息，重复步骤4，同时接通电话报警。
本发明中，中间管理节点反馈失败信息至设备的同时，为了不错过确实存在的消防隐患信息，故在重发之外，还需要启动备选应急方案，如电话报警等。
本发明通过设备发出提交数据的申请，中间管理节点验证设备的可靠性，设备可靠则中间管理节点允许设备提交数据，并为其分配存储空间，设备将需要提交的数据以字符串的形式逐次进行一次加密、处理、以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，由中间管理节点解密，解密成功则反馈成功信息至设备，否则启动备选应急方案。
本发明对设备数据进行加密传输，以保障数据的安全性，同时不影响数据的实时性，使用设备本身的特征作为加密秘钥，保证了设备秘钥的唯一性，同时利用TEA加密算法进行加密，利用其在实际应用中的速度满足性能的需求，同时保障了安全性。

Claims (10)

1.一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：物联网的中间管理节点开始工作；
步骤2：任一设备提交数据，中间管理节点验证设备可靠性；若设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，分配存储空间，进行下一步，否则，报错，重复步骤2；
步骤3：当前设备将需要提交的数据以字符串的形式进行一次加密，得到加密的字符串A；
步骤4：对字符串A进行处理，得到字符串B；
步骤5：对字符串B以TEA算法进行二次加密，得到最终的加密数据，发送至中间管理节点；
步骤6：中间管理节点解密所述最终的加密数据，若解密成功，则反馈成功信息至设备，返回步骤2，否则，进行下一步；
步骤7：中间管理节点反馈失败信息至设备，启动备选应急方案，返回步骤4。
2.根据权利要求1所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤1中，物联网的中间管理节点启动，载入所有被管理的设备信息；所述设备信息包括设备IP、设备接口和设备ID。
3.根据权利要求2所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：任一设备提交数据，通过设备接口与中间管理节点接通；
步骤2.2：中间管理节点获得当前设备的设备IP和设备ID；
若IP位于白名单且设备IP和设备ID匹配，则设备可靠，中间管理节点允许设备提交数据，进行步骤3；
若IP位于黑名单，则直接拒绝，拦截当前IP，返回步骤2；
其他情况，则进行下一步；
步骤2.3：通过设备处输入密码，中间管理节点验证密码与设备ID匹配，则允许设备提交数据，分配存储空间，进行步骤3，否则报错，重复步骤2。
4.根据权利要求1所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤3中，当前设备将需要提交的数据以字符串的形式与唯一标识符进行异或加密，得到加密的字符串A。
5.根据权利要求4所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述唯一标识符为设备ID。
6.根据权利要求1所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：基于字符串的长度，由中间管理节点指定字符串的任意若干个bit位；
步骤4.2：将所述若干个bit位对应的字符内容进行轮换，得到字符串B；
步骤4.3：设备将处理原则作为秘钥发送至中间管理节点。
7.根据权利要求6所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤4中，若干个bit位为2个bit位。
8.根据权利要求1所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：中间管理节点获得最终的加密数据；
步骤6.2：以TEA算法解密最终的加密数据，得到字符串B；
步骤6.3：将字符串B以步骤4的处理进行反向处理，得到字符串A；
步骤6.4：以步骤3的加密方式解密字符串A，得到设备提交的数据；
步骤6.5：若验证通过，则解密成功，反馈成功信息至设备，否则进行步骤7。
9.根据权利要求8所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤6中，以步骤3的加密方式解密字符串A后得到设备提交的数据及设备ID，若解密后的设备ID与实际发送数据的设备ID一致，且设备提交的数据为准确格式，则验证通过。
10.根据权利要求1所述的一种急速物联网数据加密传输方法，其特征在于：所述步骤7中，设备收到中间管理节点反馈的失败信息，重复步骤4，同时接通电话报警。
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