CN111917542A - 一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法和装置 - Google Patents

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CN111917542A CN202010812798.5A CN202010812798A CN111917542A CN 111917542 A CN111917542 A CN 111917542A CN 202010812798 A CN202010812798 A CN 202010812798A CN 111917542 A CN111917542 A CN 111917542A
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许成功
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庄文
付军
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Abstract

本发明涉及空间光数据传输技术领域，特别涉及一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法和装置。所述一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，包括步骤：网络模块接收数据并发送数据至发送端数据处理模块；发送端数据处理模块采用移位补码对数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块；光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送光信号至发送端光源模块；发送端光源模块发送光信号至光转换模块；光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。移位补码加密操作简单，在确保了传输效率的同时，保障了数据传输的安全性，且通过本申请中特定的装置，将加密后的数据转换为光信号发出，进一步提高数据的传输效率。

Description

一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法和装置
技术领域
本发明涉及空间光数据传输技术领域，特别涉及一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法和装置。
背景技术
光通信技术是一种利用光传输信息的通信方式。特别是激光，由于其通信容量大，方向性特强，而且可采用不可见光，因而不易被敌方所截获，保密性能好。由于其通信距离限于视距，易受气候影响，且远距离校准不易，近年来多用于网络隔离的机要数据传输。在网络隔离传输过程中，涉及一些实时性高的数据，例如视频流，复杂加密影响数据传输效率，而完全不加密又难以保障数据传输安全。
发明内容
为此，需要提供一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，用以解决现有网络隔离传输过程中，如何在确保数据传输效率的同时确保数据传输安全的问题。具体技术方案如下：
一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，包括步骤：
网络模块接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块；
所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块；
所述光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块；
所述发送端光源模块发送所述光信号至所述光转换模块；
所述光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。
进一步的，所述“所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密”，还包括步骤：
所述发送端数据处理模块通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
进一步的，所述“则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“根据第三预设规则对所述数据进行加密处理”，还包括步骤：采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
所述“根据第四预设规则对加密后的数据进行处理”，还包括步骤：在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
进一步的，所述“按预设位数对数据进行切割”，还包括步骤：按16位对数据进行切割。
进一步的，所述光转换模块为透镜，所述透镜焦点用于将所述发送端光源模块发出的散射光转为平行光。
为解决上述技术问题，还提供了一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，具体技术方案如下：
一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，包括：网络模块、发送端数据处理模块、光电转换模块、发送端光源模块和光转换模块；
所述发送端数据处理模块分别连接所述网络模块和所述光电转换模块，所述发送端数据处理模块用于：采用移位补码对所述数据进行处理与加密；
所述光电转换模块连接所述发送端光源模块，所述光转换模块设置于所述发送端光源模块前端。
进一步的，所述发送端数据处理模块还用于：通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
进一步的，所述发送端数据处理模块还用于：若所述数据位数为所述预设位数整数倍，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
数据切割好后，采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
进一步的，所述光转换模块为透镜，所述透镜焦点用于将所述发送端光源模块发出的散射光转为平行光。
进一步的，所述发送端光源模块所发送的光波长为1530nm-1565nm，谱宽小于0.4nm。
本发明的有益效果是：网络模块接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块；所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块；所述光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块；所述发送端光源模块发送所述光信号至所述光转换模块；所述光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。通过所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，移位补码加密操作简单，在确保了传输效率的同时，保障了数据传输的安全性，且通过本申请中特定的装置，将加密后的数据转换为光信号发出，进一步提高数据的传输效率。
附图说明
图1为具体实施方式所述一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法的流程图；
图2为具体实施方式所述数据处理示意图；
图3为具体实施方式所述数据加密示意图；
图4为具体实施方式所述一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置的连接示意图。
附图标记说明：
1、网络模块，
2、发送端数据处理模块，
3、光电转换模块，
4、发送端光源模块，
5、光转换模块。
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。
本申请的核心技术思想在于：在特定的应用场合中，很多重视网络信息安全的单位多半选择网络隔离单向传输产品，来实现数据的跨网络安全传输。在网络隔离传输的过程中，本申请采用移位补码对所述数据进行处理与加密，该加密方式简单实用，在确保了传输效率的同时，保障了数据传输的安全性，且通过本申请中特定的装置，将加密后的数据转换为光信号发出，进一步提高数据的传输效率。
请参阅图1至图3，在本实施方式中，一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法可应用在一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置上，所述一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，包括：网络模块、发送端数据处理模块、光电转换模块、发送端光源模块和光转换模块；所述发送端数据处理模块分别连接所述网络模块和所述光电转换模块，所述发送端数据处理模块用于：采用移位补码对所述数据进行处理与加密；所述光电转换模块连接所述发送端光源模块，所述光转换模块设置于所述发送端光源模块前端。具体实施如下：
步骤S101：网络模块接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块。在本实施方式中，所述网络模块通过RJ45网络接口与外部环境连接，用于接收外部数据。
步骤S102：所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块。
步骤S103：所述光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块。
步骤S104：所述发送端光源模块发送所述光信号至所述光转换模块。其中发送端光源模块所发送的光波长为1530nm-1565nm，谱宽小于0.4nm。光谱较窄，传输单向性比较好，不易受干扰。
步骤S105：所述光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。在本实施方式中，所述光转换模块为一块透镜，所述透镜焦点用于将所述发送端光源模块发出的散射光转为平行光。平行光更易于被接收。
网络模块接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块；所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块；所述光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块；所述发送端光源模块发送所述光信号至所述光转换模块；所述光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。通过所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，移位补码加密操作简单，在确保了传输效率的同时，保障了数据传输的安全性，且通过本申请中特定的装置，将加密后的数据转换为光信号发出，进一步提高数据的传输效率。
进一步的，所述“所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密”，还包括步骤：
所述发送端数据处理模块通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
具体的，所述“则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“根据第三预设规则对所述数据进行加密处理”，还包括步骤：采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
所述“根据第四预设规则对加密后的数据进行处理”，还包括步骤：在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性(如预设规则：收到某个特定的字符，则认定后面传输的数据为有效数据，在本实施方式中，以AC00为例)，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
在本实施方式中按16位对数据进行切割。以下结合图2和图3进行说明：
图2示出了数据处理方法：
为了让数据通过空间光单向传输，我们对所要传输的数据进行数据切割处理。将数据按照16位进行切割，当数据刚好是16位的整数位的时候，在数据结束端加16位的特殊BC码，这个16位的BC码后面再加16位的量码，为了说明补位补了0位；
如果数据切割后不是16位的整数倍的时候，需要在余下的数据位补位0，补0的个数会在BC码后面的16位量码进行说明。
所有数据在切割后，进行传输时在开始位加16位的起标码。这样方便在接收端对单向传输的数据进行解码，还原成有效数据。
图3示出了数据加密方法：
所述发送端数据处理模块采用移位补码的方式进行补位，在有效数据传输前，也就是数据的开始端前部，加上数据“起标”。“起标”的目的是为了说明在数据码流的第X位补充Y字节补位，当码流传输结束时，在数据后加“末标”位，“末标”位是为了再次说明补充“补位”的位置以及补的位数。
以下具体举例说明：在板级传输数据做了切割处理，就是每包数据大小1024字节，每次发4K。在每包1K的数据做了加密处理。1024字节的数据，起标2字节为AC00，在起标后第15个字节处放2字节补位BC01，在结尾处末标是2字节的CC0F，其中0F就是告知在第15字节处是补位码。这种加密格式相对比较固定。每包的1K都是这么处理的，起标和补位以及补位和末标之间为有效数据。
请参阅图2至图4，在本实施方式中，一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置具体实施如下：
一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，包括：网络模块1、发送端数据处理模块2、光电转换模块3、发送端光源模块4和光转换模块5；
所述发送端数据处理模块2分别连接所述网络模块1和所述光电转换模块3，所述发送端数据处理模块2用于：采用移位补码对所述数据进行处理与加密；
所述光电转换模块3连接所述发送端光源模块4，所述光转换模块5设置于所述发送端光源模块4前端。
网络模块1接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块2；所述发送端数据处理模块2采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块3；所述光电转换模块3将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块4；所述发送端光源模块4发送所述光信号至所述光转换模块5；所述光转换模块5将载有数据的光信号转换为平行空间光。通过所述发送端数据处理模块2采用移位补码对所述数据进行处理与加密，移位补码加密操作简单，在确保了传输效率的同时，保障了数据传输的安全性，且通过本申请中特定的装置，将加密后的数据转换为光信号发出，进一步提高数据的传输效率。
在本实施方式中，所述网络模块1通过RJ45网络接口与外部环境连接，用于接收外部数据。
在本实施方式中，所述发送端光源模块4所发送的光波长为1530nm-1565nm，谱宽小于0.4nm。光谱较窄，传输单向性比较好，不易受干扰。
进一步的，所述发送端数据处理模块2还用于：通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
具体的，所述发送端数据处理模块2还用于：若所述数据位数为所述预设位数整数倍，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
数据切割好后，采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性(如预设规则：收到某个特定的字符，则认定后面传输的数据为有效数据，在本实施方式中，以AC00为例)，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
在本实施方式中按16位对数据进行切割。以下结合图2和图3进行说明：
图2示出了数据处理方法：
为了让数据通过空间光单向传输，我们对所要传输的数据进行数据切割处理。将数据按照16位进行切割，当数据刚好是16位的整数位的时候，在数据结束端加16位的特殊BC码，这个16位的BC码后面再加16位的量码，为了说明补位补了0位；
如果数据切割后不是16位的整数倍的时候，需要在余下的数据位补位0，补0的个数会在BC码后面的16位量码进行说明。
所有数据在切割后，进行传输时在开始位加16位的起标码。这样方便在接收端对单向传输的数据进行解码，还原成有效数据。
图3示出了数据加密方法：
所述发送端数据处理模块2采用移位补码的方式进行补位，在有效数据传输前，也就是数据的开始端前部，加上数据“起标”。“起标”的目的是为了说明在数据码流的第X位补充Y字节补位，当码流传输结束时，在数据后加“末标”位，“末标”位是为了再次说明补充“补位”的位置以及补的位数。
以下具体举例说明：在板级传输数据做了切割处理，就是每包数据大小1024字节，每次发4K。在每包1K的数据做了加密处理。1024字节的数据，起标2字节为AC00，在起标后第15个字节处放2字节补位BC01，在结尾处末标是2字节的CC0F，其中0F就是告知在第15字节处是补位码。这种加密格式相对比较固定。每包的1K都是这么处理的，起标和补位以及补位和末标之间为有效数据。
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 (10)

1.一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，其特征在于，包括步骤：
网络模块接收数据并发送所述数据至发送端数据处理模块；
所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密，并将处理与加密后的数据发送至光电转换模块；
所述光电转换模块将电信号转换为光信号，并发送所述光信号至发送端光源模块；
所述发送端光源模块发送所述光信号至光转换模块；
所述光转换模块将载有数据的光信号转换为平行空间光。
2.根据权利要求1所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，其特征在于，所述“所述发送端数据处理模块采用移位补码对所述数据进行处理与加密”，还包括步骤：
所述发送端数据处理模块通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
3.根据权利要求2所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，其特征在于，
所述“则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理”，还包括步骤：对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
所述“根据第三预设规则对所述数据进行加密处理”，还包括步骤：采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
所述“根据第四预设规则对加密后的数据进行处理”，还包括步骤：在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
4.根据权利要求2或3所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，其特征在于，所述“按预设位数对数据进行切割”，还包括步骤：按16位对数据进行切割。
5.根据权利要求1所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送方法，其特征在于，所述光转换模块为透镜，所述透镜焦点用于将所述发送端光源模块发出的散射光转为平行光。
6.一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，其特征在于，包括：网络模块、发送端数据处理模块、光电转换模块、发送端光源模块和光转换模块；
所述发送端数据处理模块分别连接所述网络模块和所述光电转换模块，所述发送端数据处理模块用于：采用移位补码对数据进行处理与加密；
所述光电转换模块连接所述发送端光源模块，所述光转换模块设置于所述发送端光源模块前端。
7.根据权利要求6所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，其特征在于，
所述发送端数据处理模块还用于：通过数据切割方式对所述数据进行处理，按预设位数对数据进行切割，若所述数据位数为所述预设位数整数倍，则根据第一预设规则对所述数据进行补码处理；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，则根据第二预设规则对所述数据进行补码处理；
数据切割好后，根据第三预设规则对所述数据进行加密处理；
根据第四预设规则对加密后的数据进行处理。
8.根据权利要求7所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，其特征在于，
所述发送端数据处理模块还用于：若所述数据位数为所述预设位数整数倍，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
若所述数据位数不为所述预设位数整数倍，对所述数据中不足预设位数的数据位补零，所述数据补足预设位数后，在数据结束端加预设位数的BC码，在所述BC码后加预设位数的量码；
数据切割好后，采用移位补码的方式对所述数据进行补位；
在所述加密后数据的开始端前部加上数据起标码，在所述加密后数据的末端加上数据末标码，所述数据起标码用于说明：传输数据的有效性，所述数据末标码用于说明：对数据进行补位的具体信息。
9.根据权利要求6所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，其特征在于，所述光转换模块为透镜，所述透镜焦点用于将所述发送端光源模块发出的散射光转为平行光。
10.根据权利要求6所述的一种对以太网数据接收及空间光数据加密的发送装置，其特征在于，所述发送端光源模块所发送的光波长为1530nm-1565nm，谱宽小于0.4nm。
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