CN110881019A - 安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法 - Google Patents

安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法 Download PDF

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郭拉
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    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • H04L63/0442—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload wherein the sending and receiving network entities apply asymmetric encryption, i.e. different keys for encryption and decryption

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Abstract

本发明涉及安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法，本发明的一种安全通讯终端，包括讯息加/解密模块、密钥上传/接收模块、讯息发送/接收模块和数据存储模块；讯息加/解密模块用于产生密钥，包括非对称密钥和/或对称密钥；并利用相应密钥对讯息进行加解密；密钥上传/接收模块用于发送自己的公钥和用于接收服务器发送的密钥。其有益效果是：通过在客户端产生秘钥对，客户端之间互发讯息之前互换公钥，利用对方的公钥对讯息进行加密后再发送，保证了从讯息的发送端到讯息的接收端都处于加密状态，对加密的讯息进行解密的私钥只存储在接受讯息的客户端，保证了讯息的安全性。服务器只作为已加密讯息的中转站，不存储私钥，安全性好。

Description

安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法
技术领域
本发明涉及通讯安全领域，特别涉及安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法。
背景技术
在移动互联网时代，随着用户越来越多，移动互联网的安全性引起了人们的重视。目前在移动互联网领域，为了保障App与后台服务端之间，以及客户端之间通讯的安全性，一般通过对通讯链路的加密方式实现，以防止数据在传输过程中被篡改或窃取，同时可以防止非认证用户模拟请求访问。
随着互联网通讯技术的发展，物联网技术应用到越来越多的场景中，例如家电物联网，在现有的物联网技术中，一般也仅仅在数据传输线路中或者在服务器节点进行加密。
但是为了提高讯息通讯的安全性，仅仅在数据传输过程中或者在讯息到达服务器后再进行加密处理，存在以下不足：现有的加密手段没有从讯息的发送端到讯息的接收端都属于加密状态；客户端发出讯息后一般都会留存而不会删除，第三人拿到客户端设备后能够转发已发送但存储在客户端设备中的讯息，在第三设备上也能够读取。仅仅通过服务器来产生密钥对来加密讯息，如果服务器被侵入，则私钥也随着外泄，在安全性要求高的领域，安全性不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全性高、讯息的加密和解密设置在客户端的安全通讯终端、安全通讯系统及其通讯方法。本发明通过在客户端产生密钥对，客户端之间互发讯息之前互换公钥，利用对方的公钥对讯息进行加密后再发送，保证了从讯息的发送端到讯息的接收端都属于加密状态，对加密的讯息进行解密的私钥仅仅存储在接收讯息的客户端，保证了讯息的安全性。
本发明提供的一种安全通讯终端，其技术方案为：
一种安全通讯终端，包括讯息加/解密模块、密钥上传/接收模块、讯息发送/接收模块和数据存储模块；
所述讯息加/解密模块用于产生密钥，包括非对称密钥和/或对称密钥；并利用相应密钥对讯息进行加解密；
所述密钥上传/接收模块用于发送自己的公钥和用于接收服务器发送的密钥；
所述讯息发送/接收模块用于发送/接收讯息，包括发送讯息加/解密模块加密后的讯息以及接收服务器发来的加密讯息；
所述数据存储模块用于保存以自己的公钥加密的讯息。
所述利用相应密钥对讯息进行加解密是指，对于双客户端之间的通讯，即单聊，讯息发送客户端采用讯息接收客户端的公钥对讯息进行加密，讯息接收客户端采用其私钥对讯息进行解密；对于多客户端之间的通讯，即群聊，群成员客户端采用群对称密钥对讯息进行加解密。
本发明还提供了一种安全通讯系统，包括服务器和至少两个客户端，所述客户端与所述服务器之间能够实现加密数据传输，所述服务器用于转发和存储加密数据，所述客户端是上述的一种安全通讯终端。
本发明还提供了一种安全通讯系统的通讯方法，用于双客户端之间的通讯，包括以下步骤：
1)讯息发送客户端选择加密通讯，并向讯息接收客户端发送加密通讯请求；
2)加密通讯请求被允许后，讯息发送客户端接收讯息接收客户端的公钥，并采用讯息接收客户端的公钥加密讯息进行发送。
优选地，还包括步骤3)，讯息接收客户端收到加密的讯息后，采用自己的私钥解密讯息，进行显示。
优选地，步骤1)中，讯息发送客户端的密钥上传/接收模块自动将其公钥上传到服务器；步骤2)中，允许加密通讯请求后讯息接收客户端的密钥上传/接收模块自动将其公钥上传到服务器，并接收服务器发送的讯息发送客户端的公钥。
优选地，讯息发送客户端以其公钥加密讯息后保存到其数据存储模块；讯息接收客户端同样以其公钥加密讯息后保存到其数据存储模块。
优选地，讯息发送客户端向讯息接收客户端发送讯息的同时，讯息发送客户端自动采用其公钥加密讯息，并自动上传到服务器进行存储备份。
本发明还提供了一种安全通讯系统的通讯方法，用于多客户端之间的通讯，包括以下步骤：
1)群主客户端创建群聊，群主客户端的讯息加/解密模块针对该群生成对称密钥，保存在其数据存储模块；
2)群成员入群时，群主客户端获取群成员的公钥；
3)群主客户端采用获取的群成员公钥加密对称密钥，将加密后的对称密钥发送给所述群成员的客户端；
所述对称密钥用于对讯息进行加密和解密，实现加密通讯。
优选地，还包括步骤4)中，群成员客户端收到加密后的对称密钥后，利用自己的私钥进行解密得到对称密钥。
优选地，步骤2)中，群成员申请入群或接受他人邀请入群时，其客户端自动将其公钥发送到服务器；群主客户端同意入群时，群主客户端从服务器获取所述群成员的公钥。
优选地，实现加密通讯的方式为：群成员发送讯息时，客户端以对称密钥加密讯息，上传至服务器；服务器发送加密讯息到其他群成员客户端；所述其他群成员客户端接收加密讯息，并采用对称密钥解密，进行显示。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明通过在客户端产生秘钥对，客户端之间互发讯息之前互换公钥，利用对方的公钥对讯息进行加密后再发送，保证了从讯息的发送端到讯息的接收端都处于加密状态，对加密的讯息进行解密的私钥仅仅存储在接受讯息的客户端，保证了讯息的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的双客户端之间的安全通讯装置示意图。
图2为本发明实施例的多客户端之间的安全通讯装置示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1
本实施例提供了一种安全通讯终端，包括讯息加/解密模块、密钥上传/接收模块、讯息发送/接收模块和数据存储模块；
讯息加/解密模块用于产生公钥和私钥形成密钥对，例如采用RSA算法生成密钥对；并利用自己的公钥和/或其它通讯终端的公钥对讯息进行加密，利用自己的私钥对讯息进行解密；
密钥上传/接收模块用于发送自己的公钥和用于接收服务器发送的其它通讯终端的公钥；
讯息发送/接收模块用于发送/接收讯息，包括发送讯息加/解密模块加密后的讯息以及接收服务器发来的加密讯息；
数据存储模块用于保存以自己的公钥加密的讯息。
公钥(Public Key)与私钥(Private Key)是通过一种算法得到的一个密钥对，用公钥加密数据就必须用私钥解密，否则解密将不会成功。
本实施例还提供了一种含有上述安全通讯终端的安全通讯系统，包括两个客户端和服务器，所述客户端与所述服务器之间能够实现数据传输，所述服务器用于转发经过加密的讯息和存储经过加密后的数据。安全通讯系统能够用于APP即时通讯，也可用于物联网之间的通讯。本发明的安全通讯系统把讯息加密的过程放在了客户端，服务器仅仅作为已加密数据的中转站，提高了通讯安全性。
本实施例还提供了一种安全通讯系统的通讯方法，用于双客户端之间的通讯(单聊模式)，其装置示意图如图1所示，包括讯息发送客户端、服务器和讯息接收客户端，讯息发送客户端和讯息接收客户端是如上所述的一种安全通讯终端，本实施例的方法包括以下步骤：
1)在讯息发送客户端选择加密通讯，并向讯息接收客户端发送加密通讯请求，同时讯息发送客户端自动将公钥上传到服务器；
2)加密通讯请求被允许后，讯息接收客户端的密钥上传/接收模块自动将其公钥上传到服务器，并接收服务器发送的讯息发送客户端的公钥；讯息发送客户端接收讯息接收客户端的公钥，并采用讯息接收客户端的公钥加密讯息进行发送；本实施例中的具体发送方式为讯息发送客户端将加密后的讯息发送到服务器，再由服务器将加密后的讯息发送到讯息接收客户端；
3)讯息接收客户端收到加密的讯息后，采用自己的私钥解密讯息，进行显示。
优选地，步骤2)中，讯息发送客户端向讯息接收客户端发送讯息的同时，讯息发送客户端自动采用自己的公钥加密讯息，并自动上传到服务器进行存储，以便多端同步。发送讯息客户端以自己的公钥加密讯息后保存到其数据存储模块；讯息接收客户端同样以自己的公钥加密讯息后保存到其数据存储模块。通讯双方可以在建立好友关系时交换公钥，交换公钥后的讯息交互都进行加密。不管在讯息发送客户端、讯息接收客户端或者服务器上存储的所有讯息数据都经过加密处理，并且用于解密的私钥都保存在客户端，当服务器被攻击也能够保证数据的安全性。
本实施例通过在客户端产生密钥对，客户端之间互发讯息之前互换公钥，利用对方的公钥对讯息进行加密后再发送，保证了从讯息的发送端到讯息的接收端都属于加密状态，对加密的讯息进行解密的私钥仅仅存储在接受讯息的客户端，保证了讯息的安全性。现有的保证安全通讯的方法是在数据传输过程中或者在讯息到达服务器后再进行加密处理，本实施例的技术方案与其相比，只有拥有与公钥相对应的私钥，才能够读取讯息，如果讯息被转发，在第三方设备不能够被读取；而服务器上也没有私钥，就算服务器被侵入，私钥也不会外泄，安全性好。
实施例2
本实施例提供了一种安全通讯终端，包括讯息加/解密模块、密钥上传/接收模块、讯息发送/接收模块和数据存储模块；
讯息加/解密模块用于生成对称密钥和/或非对称密钥(含有公钥和私钥)，可采用RSA算法生成非对称密钥，采用DES算法生成对称密钥；并利用对称密钥对讯息进行加解密；
密钥上传/接收模块用于发送密钥(密钥包括对称密钥和/或公钥)和接收服务器发送的采用安全通讯终端公钥加密的对称密钥；
讯息发送/接收模块用于发送/接收讯息，包括发送讯息加/解密模块加密后的讯息以及接收服务器发来的加密讯息；
数据存储模块用于保存以自己的公钥加密的讯息。
对称密钥又叫共享密钥，即发送和接收数据的双方必使用相同的密钥对明文进行加密和解密运算。
本实施例还提供了一种含有上述安全通讯终端的安全通讯系统，包括两个以上客户端和服务器，所述客户端与所述服务器之间能够实现数据传输，所述服务器用于转发经过加密的讯息和存储经过加密后的数据。安全通讯系统能够用于APP即时通讯，也可用于物联网之间的通讯。本发明的安全通讯系统把讯息加密的过程放在了客户端，服务器仅仅作为已加密数据的中转站，提高了通讯安全性。
本实施例还提供了安全通讯系统的通讯方法，用于多客户端之间的通讯(群聊模式)，参见图2所示，其装置包括服务器、群主客户端、以及多个群成员客户端，群主客户端和群成员客户端是如上所述的一种安全通讯终端，本实施例的方法包括以下步骤：
1)群主客户端创建群聊，群主客户端的讯息加/解密模块针对该群生成对称密钥，保存在其数据存储模块；
2)群成员入群，入群方式包括群主邀请，自己申请，群成员之间相互邀请；群成员申请入群或接受他人邀请入群时，群成员客户端自动将其公钥发送到服务器；群主客户端同意入群时，群主客户端从服务器获取所述群成员的公钥；
3)群主客户端采用获取的群成员的公钥加密对称密钥，将加密后的对称密钥上传服务器；服务器再将加密后的对称密钥发送给群成员的客户端，对称密钥用于对讯息进行加密和解密，实现加密通讯；这样只能拥有与公钥对应的私钥才能够解密对称密钥，具有唯一的对应性，对称密钥不会外泄。
4)群成员客户端收到加密后的对称密钥后，利用自己的私钥进行解密得到对称密钥；
群成员之间通过对称密钥对欲发送的讯息进行加密和对接收到的讯息进行解密，实现相互通讯；本实施例中实现相互通讯的方式为：群成员发送讯息时，客户端以对称密钥加密讯息，上传至服务器；服务器发送加密讯息到其他各群成员客户端；群成员客户端接收加密讯息，并采用对称密钥解密，进行显示。
优选地，群成员(包括群主)可采用自己的公钥加密对称密钥，上传到服务器，存储在服务器各自的数据库中，以便后续更换设备后使用(更换设备后，可从服务器端数据库获取用自己公钥加密的对称密钥，用私钥解密后得到对称密钥)。
本实施例通过在群主客户端产生对称密钥，群成员申请入群时，利用群成员的公钥加密对称密钥后再发送，这样只能拥有与公钥对应的私钥才能够解密获得对称密钥，具有唯一的对应性，对称密钥不会外泄，群聊信息采用对称密钥进行加解密，保证了讯息的安全性。现有的保证安全通讯的方法是在数据传输过程中或者在讯息到达服务器后再进行加密处理，本实施例的技术方案与其相比，只有拥有与公钥相对应的私钥，才能够读取讯息，如果讯息被转发，在第三方设备不能够被读取；而服务器上也没有私钥，就算服务器被侵入，私钥也不会外泄，安全性好。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种安全通讯终端，其特征在于：包括讯息加/解密模块、密钥上传/接收模块、讯息发送/接收模块和数据存储模块；
所述讯息加/解密模块用于产生密钥，包括非对称密钥和/或对称密钥；并利用相应密钥对讯息进行加解密；
所述密钥上传/接收模块用于发送自己的公钥和用于接收服务器发送的密钥；
所述讯息发送/接收模块用于发送/接收讯息，包括发送讯息加/解密模块加密后的讯息以及接收服务器发来的加密讯息；
所述数据存储模块用于保存以自己的公钥加密的讯息。
2.一种安全通讯系统，包括服务器和至少两个客户端，所述客户端与所述服务器之间能够实现加密数据传输，其特征在于：所述服务器用于转发和存储加密数据，所述客户端是权利要求1所述的一种安全通讯终端。
3.一种安全通讯系统的通讯方法，用于双客户端之间的通讯，其特征在于，包括以下步骤：
1)讯息发送客户端选择加密通讯，并向讯息接收客户端发送加密通讯请求；
2)加密通讯请求被允许后，讯息发送客户端接收讯息接收客户端的公钥，并采用讯息接收客户端的公钥加密讯息进行发送。
4.根据权利要求3所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：还包括步骤3)，讯息接收客户端收到加密的讯息后，采用自己的私钥解密讯息，进行显示。
5.根据权利要求4所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：步骤1)中，讯息发送客户端的密钥上传/接收模块自动将其公钥上传到服务器；步骤2)中，允许加密通讯请求后讯息接收客户端的密钥上传/接收模块自动将其公钥上传到服务器，并接收服务器发送的讯息发送客户端的公钥。
6.根据权利要求5所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：讯息发送客户端以其公钥加密讯息后保存到其数据存储模块；讯息接收客户端同样以其公钥加密讯息后保存到其数据存储模块。
7.一种安全通讯系统的通讯方法，用于多客户端之间的通讯，其特征在于，包括以下步骤：
1)群主客户端创建群聊，群主客户端的讯息加/解密模块针对该群生成对称密钥，保存在其数据存储模块；
2)群成员入群时，群主客户端获取群成员的公钥；
3)群主客户端采用获取的群成员公钥加密对称密钥，将加密后的对称密钥发送给所述群成员的客户端；
所述对称密钥用于对讯息进行加密和解密，实现加密通讯。
8.根据权利要求7所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：还包括步骤4)中，群成员客户端收到加密后的对称密钥后，利用自己的私钥进行解密得到对称密钥。
9.根据权利要求7所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：步骤2)中，群成员申请入群或接受他人邀请入群时，其客户端自动将其公钥发送到服务器；群主客户端同意入群时，群主客户端从服务器获取所述群成员的公钥。
10.根据权利要求9所述的一种安全通讯系统的通讯方法，其特征在于：实现加密通讯的方式为：群成员发送讯息时，客户端以对称密钥加密讯息，上传至服务器；服务器发送加密讯息到其他群成员客户端；所述其他群成员客户端接收加密讯息，并采用对称密钥解密，进行显示。
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