CN112261648A - 智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统 - Google Patents

智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统，该加密方法是：在发送数据时，产生一随机数并根据随机数在内存中调取秘钥一；将秘钥一与系统时间计算获得秘钥二；利用所述秘钥二对设备标识符处理获得PIN码一；以及对待发送的数据进行运算获得加密数据，封装成数据报文进行发送；在接收数据时，根据获取到的随机数在内存中调取秘钥一并与系统时间计算获得秘钥二；利用秘钥二对设备标识符处理获得PIN码二；若PIN码一和PIN码二相同则利用秘钥二解码所述加密数据；否则丢弃该数据报文。该加密系统包括底层信息处理单元和物理层单元。该智能家居系统包括通讯网关、智能家居终端和云服务器，所述智能家居终端设有该加密系统。

Description

智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统
技术领域
本发明涉及一种智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统。
背景技术
随着电子化的不断发展，目前的智能家居应用越来越广泛，无线通讯也成为必然的选择。大多数智能家居采用了开放式的标准无线通讯方式，例如WiFi、4G等，其中由于WiFi、4G、NB-IOT等通讯方式在信道传输时期就已经提供了加密功能，因此一般难以被破解。但是诸如Lora、蓝牙、Zigbee、RFID等属于开放式信道，尤其是这类民用的自组网系统，该数据信息在自由空间信道内可以看做广播信道。也就是说，该传播的数据时可以被侦听到的。因此，在非加密条件下，只要通过“电子探针”的方式，破解者仅需要侦听广播的数据内容，就可以破解无线门锁、窗口报警、无线电气开关等信息。
考虑到智能家居物联网系统中在物理层协议、接口、交互方式存在多样化，因此为了节约开发时间和成本，开发一种具有较强通用性的加密方案是必要的工作。
发明内容
针对上述安全性问题，本发明提出一种智能家居系统、智能家居无线通讯加密方法及系统，避免利用复制智能家居网关信息的方法破解智能家居无线通讯系统，其具体技术内容如下：
本发明的智能家居无线通讯加密方法，其包括以下步骤：
在发送端和接收端中分别设置有若干秘钥，且每一秘钥对应一个秘钥编号，所述秘钥编号组成一个随机数集；
数据报文加密发送步骤；
基于所述随机数集产生一随机数，并根据该随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码一；
利用所述秘钥二对待发送的数据进行运算，获得加密数据；
封装成数据报文进行发送，其中包含所述随机数、PIN码一和加密数据；
数据报文接收解密步骤；
读取当前系统时间，接收并提取数据报文中的随机数和PIN码一；
根据获取到的随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码二；
对比所述PIN码一和PIN码二；若二者一致，则利用秘钥二解码所述加密数据；否则丢弃该数据报文。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述发送端和接收端之间的数据收发经由通讯网关，且由通讯网关作为时钟源点进行时间校正。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述发送端向通讯网关发出的数据报文的包头结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、设备类型、生产商标示、设备标识符、随机数、离线PIN码、数据包计数、数据包长度。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述通讯网关向接收端发出的数据报文的包头结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、设备类型、接收方生产商标示、接收方设备标识符、随机数、离线PIN码、数据包长度。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述通讯网关向发送端和接收端发出的配置实时时钟的数据包结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、离线PIN码、加密对时标志、加密后的年、加密后的月、加密后的日、加密后的时、加密后的分、加密后的秒。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述发送端和接收端在无数据收发时进入休眼或待机状态，并监听来自通讯网关的唤醒指令，待接收到唤醒指令时唤醒。
本发明的智能家居无线通讯加密系统，其包括底层信息处理单元和物理层单元，所述底层信息处理单元设有RTC时钟模块，所述物理层单元连接有天线，所述底层信息处理单元执行上述的智能家居无线通讯加密方法。
本发明的智能家居系统，包括通讯网关、智能家居终端和云服务器，所述智能家居终端配设有上述的智能家居无线通讯加密系统。
于本发明的一个或多个实施例当中，还包括移动终端。
本发明的有益效果是：以同步动态口令的方式对联网系统和手机的控制指令进行加密和身份认证，实现了基于时间的动态加密方式，采用在线和离线结合的动态密码的方式对信道进行加密处理，从而保证相同命令在不同时刻的数字表现形式不同，避免破解者侦听空间信道复制密码实现破解；同时，由于主要工作在于远程和无线通讯系统之间动态密码的生成，并且在未像传统方法增加额外远程通讯设备条件下，保证了低成本的特点。
附图说明
图1为本发明的智能家居系统的架构示意图。
图2为本发明的智能家居无线通讯加密系统的架构示意图。
图3为本发明的智能家居无线通讯加密方法的加密流程图。
图4为本发明的智能家居无线通讯加密方法的解密流程图。
具体实施方式
如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
参见附图1，一种智能家居系统，包括移动终端1、路由器2、通讯网关3、智能家居终端4和云服务器5，所述移动终端1与路由器2之间、路由器2与通讯网关3之间、通讯网关3与智能家居终端4之间分别由WIFI网络连接；所述智能家居终端4为智能门锁、智能电视等设备，其分别配设有智能家居无线通讯加密系统6。
参见附图2，所述智能家居无线通讯加密系统6包括RTC时钟模块61、底层信息处理单元62、物理层单元63、天线64和DC-DC电源65，所述底层信息处理单元62连接所述RTC时钟模块61，所述物理层单元63连接有所述天线64，所述底层信息处理单元62用于执行无线通讯加密方法以收发数据。所述物理层单元63即WIFI模块，其与DC-DC电源65之间的供电线上设有开关电路66，所述开关电路66受控于底层信息处理单元62执行通/断，通过关断开关电路66来关闭物理层单元63，实现系统的低功耗待机；所述底层信息处理单元62根据预设置进行休眠，在接收到通讯网关3的唤醒指令后再接通所述物理层单元63的开关电路66。
参见附图3和4，智能家居无线通讯加密方法，其包括以下步骤：
在发送端和接收端中分别设置有若干秘钥，且每一秘钥对应一个秘钥编号，所述秘钥编号组成一个随机数集；所述发送端和接收端分别指执行数据发送/接收操作的智能家居终端；
在发送数据时，执行数据报文加密发送步骤；具体是：
基于所述随机数集产生一随机数，并根据该随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码一；
利用所述秘钥二对待发送的数据进行运算，获得加密数据；
封装成数据报文进行发送，其中包含所述随机数、PIN码一和加密数据；
在接收数据时，执行数据报文接收解密步骤；具体是：
读取当前系统时间，接收并提取数据报文中的随机数和PIN码一；
根据获取到的随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码二；
对比所述PIN码一和PIN码二；若二者一致，则利用秘钥二解码所述加密数据；否则丢弃该数据报文。
由于在发送端和接收端设置的秘钥及其秘钥编号是相同的，故通讯时通过随机数获得的秘钥也应该是相同的，继而所获得的PIN码也是相同的；对比发送端产生的PIN码一与接收端计算获得的PIN码二是否一致，则可以实现离线校验，只有当通过校验后，才用秘钥二进行解码，采用在线和离线结合的动态密码的方式对信道进行加密处理，从而保证相同命令在不同时刻的数字表现形式不同。
具体的，所述发送端和接收端之间的数据收发经由通讯网关，且考虑发送端和接收端的时间同步需求，由通讯网关作为时钟源点进行时间校正，保证在后期的在线和离线加密和解密工作的顺畅实。所述发送端和接收端在无数据收发时进入休眼或待机状态，并监听来自通讯网关的唤醒指令，待接收到唤醒指令时唤醒。
所述发送端向通讯网关发出的数据报文的包头结构参见下表1。
表1智能家居终端向通讯网关传送数据的包头结构
Figure BDA0002726069130000061
所述通讯网关向接收端发出的数据报文的包头结构参见下表2。
表2通讯网关向智能家居终端发送控制指令的包头结构
Figure BDA0002726069130000062
所述通讯网关向发送端和接收端发出的配置实时时钟的数据包结构参见下表3。
表3网关向智能家居配置实时时钟的数据包结构
Figure BDA0002726069130000063
Figure BDA0002726069130000071
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能家居无线通讯加密方法，其特征在于，包括以下步骤：
在发送端和接收端中分别设置有若干秘钥，且每一秘钥对应一个秘钥编号，所述秘钥编号组成一个随机数集；
数据报文加密发送步骤；
基于所述随机数集产生一随机数，并根据该随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码一；
利用所述秘钥二对待发送的数据进行运算，获得加密数据；
封装成数据报文进行发送，其中包含所述随机数、PIN码一和加密数据；
数据报文接收解密步骤；
读取当前系统时间，接收并提取数据报文中的随机数和PIN码一；
根据获取到的随机数调取对应的秘钥一；
将所述秘钥一与当前系统时间进行计算，获得秘钥二；
利用所述秘钥二对设备标识符进行处理，获得PIN码二；
对比所述PIN码一和PIN码二；若二者一致，则利用秘钥二解码所述加密数据；否则丢弃该数据报文。
2.根据权利要求1所述的智能家居无线通讯加密方法，其特征在于：所述发送端和接收端之间的数据收发经由通讯网关，且由通讯网关作为时钟源点进行时间校正。
3.根据权利要求2所述的智能家居无线通讯加密方法，其特征在于：所述发送端向通讯网关发出的数据报文的包头结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、设备类型、生产商标示、设备标识符、随机数、离线PIN码、数据包计数、数据包长度。
4.根据权利要求2所述的智能家居无线通讯加密方法，其特征在于：所述通讯网关向接收端发出的数据报文的包头结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、设备类型、接收方生产商标示、接收方设备标识符、随机数、离线PIN码、数据包长度。
5.根据权利要求2所述的智能家居无线通讯加密方法，其特征在于：所述通讯网关向发送端和接收端发出的配置实时时钟的数据包结构包括以下报文字段：HEAD-0、HEAD-1、报文类型、离线PIN码、加密对时标志、加密后的年、加密后的月、加密后的日、加密后的时、加密后的分、加密后的秒。
6.根据权利要求1-5任一项所述的智能家居无线通讯加密方法，其特征在于：所述发送端和接收端在无数据收发时进入休眼或待机状态，并监听来自通讯网关的唤醒指令，待接收到唤醒指令时唤醒。
7.一种智能家居无线通讯加密系统，其特征在于：包括底层信息处理单元和物理层单元，所述底层信息处理单元设有RTC时钟模块，所述物理层单元连接有天线，所述底层信息处理单元执行如权利要求1-6任一项所述的智能家居无线通讯加密方法。
8.一种智能家居系统，包括通讯网关、智能家居终端和云服务器，其特征在于：所述智能家居终端配设有如权利要求7所述的智能家居无线通讯加密系统。
9.根据权利要求8所述的智能家居系统，其特征在于：还包括移动终端。
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CN113207097A (zh) * 2021-04-29 2021-08-03 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 智能设备组网方法、装置、电子设备及存储介质
CN113938316A (zh) * 2021-11-26 2022-01-14 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种基于动态口令的分布式节点控制响应方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113207097A (zh) * 2021-04-29 2021-08-03 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 智能设备组网方法、装置、电子设备及存储介质
CN113207097B (zh) * 2021-04-29 2023-05-30 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 智能设备组网方法、装置、电子设备及存储介质
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