CN113472773B - 基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统 - Google Patents

基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例公开了基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统，涉及物联网技术领域。所述方法，包括：获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度；根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据；若校验出所述传输数据是非法数据，则提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。本发明能够实时监测基于智能网关的物联网的传输数据是否非法，并能够实时提醒用户关闭所述智能网关以对所述非法数据进行阻断。

Description

基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统
技术领域
本发明属于物联网技术领域，尤其涉及基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统。
背景技术
在Internet中，网关是一种连接内部网与Internet上其它网的中间设备，也称“路由器”，而在物联网的体系架构中，在感知层和网络层两个不同的网络之间需要一个中间设备，那就是“物联网网关”。
相比于互联网时代，物联网的通信协议更加多样，物的碎片化非常严重，网关的重要性也就由此凸显——物联网网关能够把不同的物收集到的信息整合起来，并且把它传输到下一层次，因而信息才能在各部分之间相互传输。物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换；既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。可见，物联网网关的数据安全性直接影响整个物联网的信息安全。
随着数以亿计的设备接入物联网提供创新、互联的新服务，整个生态系统中的诈骗和攻击行为随之增加，对用户隐私、基础网络环境的安全冲击尤为突出。目前，对基于智能网关的物联网的传输数据进行非法篡改以实现对接收端的攻击，是攻击者常用且威胁性较高的物联网攻击方法。但是，目前还没有特别有效的能够实时检测物联网传输数据是否安全并在存在安全威胁时能够及时对其进行阻断的方法。现有技术中主要还是通过数据接收端安装的专用安全防护软件进行数据安全性排查，此方法存在着数据安全隐患发现滞后的问题，在排查出非法数据之前，有可能这些到达接收端的非法数据已经侵入系统造成安全事故。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供基于智能网关的非法数据传输切断方法及系统，用于解决目前还没有特别有效的能够实时检测物联网传输数据是否安全并在存在安全威胁时对其进行及时阻断的问题。本发明能够实时监测基于智能网关的物联网的传输数据是否非法，并能够实时提醒用户关闭所述智能网关以对所述非法数据进行阻断。
第一方面，本发明实施例提供一种基于智能网关的非法数据传输切断方法，包括：
获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度；
根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据；
若校验出所述传输数据是非法数据，则提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
在一可选实施例中，所述获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度，包括：
在一检测时间段内，检测所述基于智能网关的物联网传输数据时每秒传输的总码元数、每秒传输数据的转化数、调制电平数；
根据以下第一公式计算所述基于智能网关的物联网中的数据传输速度：
Figure BDA0003140281420000021
其中，v表示基于智能网关的物联网中的数据传输速度；T为所述检测时间段的时长；B为每秒传输数据的转化数；n为调制电平数；N表示每秒传输的总码元数。
在一可选实施例中，所述根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据，包括：
根据第二公式计算当前传输数据的校验值；
判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；
若所述当前传输数据的校验值不等于预设阈值，则确定所述当前传输数据是非法数据；
所述第二公式为：
Figure BDA0003140281420000031
其中，S表示所述当前传输数据的校验值；Y表示所述当前传输数据的帧头校验码；
G(x)为预设帧头校验多项式，其表达式为
Figure BDA0003140281420000032
其中A0和Ai取值为二进制值0或1，N为所述帧头校验多项式的预设最高幂次值；
函数mod表示二进制除法，当被除数和除数数位相同时为异或计算；所述第二公式中，取N+1位二进制数ANAN-1…A1A0作为mod计算时的除数；
Pf为所述当前传输数据的帧头数据向后补位N个0后的二进制数据；
Ph为所述基于智能网关的物联网中与所述当前传输数据对应的数据端接收的帧头数据向后补位所述Y的后N位数据所得到的二进制数据；
k()为取余函数。
在一可选实施例中，所述预设阈值为0；k()取后四位余数，所述N＝4，所述帧头数据取相应数据的前8位，A4＝1，A3＝1，A2＝0，A1＝0，A0＝1。
在一可选实施例中，所述提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断，包括：
通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
在一可选实施例中，根据以下第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率：
Figure BDA0003140281420000033
其中，H为呼吸灯的呼吸频率；||表示求绝对值。
第二方面，本发明实施例提供基于智能网关的非法数据传输切断系统，包括：
获取模块，用于获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度；
校验模块，用于根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据；
阻断提示模块，用于在所述校验模块校验出所述传输数据是非法数据时，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
在一可选实施例中，所述校验模块，包括：
计算单元，用于根据第二公式计算当前传输数据的校验值；
第一判断单元，用于判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；
确定单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，确定所述当前传输数据是非法数据；
其中，所述第二公式为：
Figure BDA0003140281420000041
S表示所述当前传输数据的校验值；Y表示所述当前传输数据的帧头校验码；
G(x)为预设帧头校验多项式，其表达式为
Figure BDA0003140281420000042
其中A0和Ai取值为二进制值0或1，N为所述帧头校验多项式的预设最高幂次值；
函数mod表示二进制除法，当被除数和除数数位相同时为异或计算；所述第二公式中，取N+1位二进制数ANAN-1…A1A0作为mod计算时的除数；
Pf为所述当前传输数据的帧头数据向后补位N个0后的二进制数据；
Ph为所述基于智能网关的物联网中与所述当前传输数据对应的数据端接收的帧头数据向后补位所述Y的后N位数据所得到的二进制数据；
k()为取余函数。
在一可选实施例中，所述阻断提示模块，具体用于在所述校验模块校验出所述传输数据是非法数据时，通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
在一可选实施例中，所述阻断提示模块，具体用于根据以下第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率：
Figure BDA0003140281420000043
其中，H为呼吸灯的呼吸频率；||表示求绝对值。
本发明提供了一种新的基于智能网关的非法数据传输切断方案，首先获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度，然后根据基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据，最后若校验出所述传输数据是非法数据，则提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。本发明能够实时监测基于智能网关的物联网的传输数据是否非法，并能够实时提醒用户关闭所述智能网关以对所述非法数据进行阻断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的基于智能网关的非法数据传输切断方法流程图；
图2为S102的一种实施方法流程图；
图3为本发明实施例提供的基于智能网关的非法数据传输切断系统实施例一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于智能网关的非法数据传输切断系统实施例二结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的基于智能网关的非法数据传输切断方法流程图。参见图1，该方法包括如下步骤：
S101：获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度。
作为一可选实施例，本步骤S101，包括如下步骤S1011-1012；
S1011：在一检测时间段内，检测所述基于智能网关的物联网传输数据时每秒传输的总码元数、每秒传输数据的转化数、调制电平数。
其中，每秒传输数据的转化数即波特率(每秒钟传送的码元的数量)，调制电平数即为一个码元所取的有效离散值个数。
S1012：根据第一公式计算所述基于智能网关的物联网中的数据传输速度。
优选地，所述第一公式为：
Figure BDA0003140281420000061
其中，v表示基于智能网关的物联网中的数据传输速度；T为所述检测时间段的时长；B为每秒传输数据的转化数；n为调制电平数；N表示每秒传输的总码元数。
例如：假设检测时间T是10s，波特率B为30个/s，每秒传输的总码元数100个，调制电平数n为2时，则
Figure BDA0003140281420000062
S102：根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据，是则执行S103。
作为一可选实施例，如图2所示，本步骤S102，包括：
S201：根据第二公式计算当前传输数据的校验值。
优选地，所述第二公式为：
Figure BDA0003140281420000063
其中，S表示所述当前传输数据的校验值；Y表示所述当前传输数据的帧头校验码；G(x)为预设帧头校验多项式，用于对数据进行校验，其表达式为
Figure BDA0003140281420000064
其中A0和Ai取值为二进制值0或1，N为所述帧头校验多项式的预设最高幂次值；函数mod表示二进制除法，当被除数和除数数位相同时为异或计算；所述第二公式中，取N+1位二进制数ANAN-1…A1A0作为mod计算时的除数；Pf为所述当前传输数据的帧头数据向后补位N个0后的二进制数据；Ph为所述基于智能网关的物联网中与所述当前传输数据对应的数据端接收的帧头数据向后补位所述Y的后N位数据所得到的二进制数据。k()为取余函数，优选地，k()取后四位余数。
本步骤中，所述N＝4，所述帧头数据取相应数据的前8位，A4＝1，A3＝1，A2＝0，A1＝0，A0＝1。
S202：判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；否则执行步骤S203。
本步骤中，所述预设阈值为0，即S＝0时表示智能网关物联网中当前传输数据的帧头校验正确，无非法数据，反之，若S≠0，则代表当前传输数据是非法数据。
例如：若N＝4，G(x)＝A4x4+A3x3+A2x2+A1x+A0＝A4x4+A3x3+A0，则二进制触发的除数为11001，若当前传输数据的前8位帧头数据为10110001，则Pf＝101100010000，若k()取后四位余数，则Y＝k(101100010000mod11001)＝1111，若数据接收端收到的前8位帧头数据为10110001，则Ph＝101100011111，S＝K(101100011111mod11001)＝0000，即根据第二公式计算出当前传输数据的校验值S＝0，代表当前传输数据不是非法数据，接收端收到的是和之前传输的数据一致的正常数据。
S203：确定所述当前传输数据是非法数据。
S103：提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
作为一可选实施例，本步骤S103，包括：通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
优选地，根据如下第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率：
Figure BDA0003140281420000071
其中，H为呼吸灯的呼吸频率；||表示求绝对值。物联网中的数据及其传输路径传输正确时，控制呼吸灯的呼吸频率H＝0，即呼吸灯不闪烁，当出现非法数据传输时，随着H值的增大幅度同比控制呼吸灯每秒熄灭时间变长。
本发明实施例提供的智能网关的非法数据传输切断方法，首先获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度，然后根据基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据，最后若校验出所述传输数据是非法数据，则提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。本发明能够实时监测基于智能网关的物联网的传输数据是否非法，并能够实时提醒用户关闭所述智能网关以对所述非法数据进行阻断。
对应于本发明实施例提供的智能网关的非法数据传输切断方法，本发明实施例还提供智能网关的非法数据传输切断系统，如图3所示，该系统包括：
获取模块1，用于获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度。优选地，获取模块1在一检测时间段内，检测所述基于智能网关的物联网传输数据时每秒传输的总码元数、每秒传输数据的转化数、调制电平数，随后根据上述第一公式计算所述基于智能网关的物联网中的数据传输速度。
校验模块2，用于根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据。
阻断提示模块3，用于在所述校验模块校验出所述传输数据是非法数据时，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
图4为本发明智能网关的非法数据传输切断系统实施例二的结构示意图。参看图4，本实施例是在前述智能网关的非法数据传输切断系统实施例一的结构的基础上，进一步的，校验模块2，包括：
计算单元21，用于根据第二公式计算当前传输数据的校验值。
第一判断单元22，用于判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；
确定单元23，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，确定所述当前传输数据是非法数据；
在一可选实施例中，阻断提示模块3，具体用于在校验模块2校验出所述传输数据是非法数据时，通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断。
优选地，阻断提示模块3，具体用于根据第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.基于智能网关的非法数据传输切断方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度；
根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据；
若校验出所述传输数据是非法数据，则提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断；
其中，所述根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据，包括：
根据第二公式计算当前传输数据的校验值；
判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；
若所述当前传输数据的校验值不等于预设阈值，则确定所述当前传输数据是非法数据；
所述第二公式为：
Figure FDA0003696816890000011
其中，S表示所述当前传输数据的校验值；Y表示所述当前传输数据的帧头校验码；
G(x)为预设帧头校验多项式，其表达式为
Figure FDA0003696816890000012
其中A0和Ai取值为二进制值0或1，N为所述帧头校验多项式的预设最高幂次值；
函数mod表示二进制除法，当被除数和除数数位相同时为异或计算；所述第二公式中，取N+1位二进制数ANAN-1…A1A0作为mod计算时的除数；
Pf为所述当前传输数据的帧头数据向后补位N个0后的二进制数据；
Ph为所述基于智能网关的物联网中与所述当前传输数据对应的数据端接收的帧头数据向后补位所述Y的后N位数据所得到的二进制数据；
k()为取余函数；
其中，所述提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断，包括：
通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断；
其中，根据以下第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率：
Figure FDA0003696816890000021
其中，H为呼吸灯的呼吸频率；||表示求绝对值。
2.如权利要求1所述的基于智能网关的非法数据传输切断方法，其特征在于，所述获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度，包括：
在一检测时间段内，检测所述基于智能网关的物联网传输数据时每秒传输的总码元数、每秒传输数据的转化数、调制电平数；
根据以下第一公式计算所述基于智能网关的物联网中的数据传输速度：
Figure FDA0003696816890000022
其中，v表示基于智能网关的物联网中的数据传输速度；T为所述检测时间段的时长；B为每秒传输数据的转化数；n为调制电平数；N表示每秒传输的总码元数。
3.如权利要求1所述的基于智能网关的非法数据传输切断方法，其特征在于，所述预设阈值为0；k()取后四位余数，所述N＝4，所述帧头数据取相应数据的前8位，A4＝1，A3＝1，A2＝0，A1＝0，A0＝1。
4.基于智能网关的非法数据传输切断系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取基于智能网关的物联网中的数据传输速度；
校验模块，用于根据所述基于智能网关的物联网中的传输数据的帧头，校验所述传输数据是否是非法数据；
阻断提示模块，用于在所述校验模块校验出所述传输数据是非法数据时，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断；
其中，所述校验模块，包括：
计算单元，用于根据第二公式计算当前传输数据的校验值；
第一判断单元，用于判断所述当前传输数据的校验值是否等于预设阈值；
确定单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为否时，确定所述当前传输数据是非法数据；
其中，所述第二公式为：
Figure FDA0003696816890000031
S表示所述当前传输数据的校验值；Y表示所述当前传输数据的帧头校验码；
G(x)为预设帧头校验多项式，其表达式为
Figure FDA0003696816890000032
其中A0和Ai取值为二进制值0或1，N为所述帧头校验多项式的预设最高幂次值；
函数mod表示二进制除法，当被除数和除数数位相同时为异或计算；所述第二公式中，取N+1位二进制数ANAN-1…A1 A0作为mod计算时的除数；
Pf为所述当前传输数据的帧头数据向后补位N个0后的二进制数据；
Ph为所述基于智能网关的物联网中与所述当前传输数据对应的数据端接收的帧头数据向后补位所述Y的后N位数据所得到的二进制数据；
k()为取余函数；
其中，所述阻断提示模块，具体用于在所述校验模块校验出所述传输数据是非法数据时，通过控制设置于用户终端的呼吸灯的呼吸频率，提示用户关闭所述智能网关以对所述非法数据的传输进行阻断；
其中，所述阻断提示模块，具体用于根据以下第三公式计算所述呼吸灯的呼吸频率：
Figure FDA0003696816890000033
其中，H为呼吸灯的呼吸频率；||表示求绝对值。
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