CN113507469B - 一种基于ip网络的秘密通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于IP网络的秘密通信系统,包括有:客户端软件系统和服务端软件系统,客户端软件系统包括:端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器和应用层数据输出池;服务器端软件系统包括:数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元。本发明将网络通信和数据加密融合的技术方案,可以使数据加密本身就基于通信的方式,以尽可能简洁和低运算力成本、低硬件成本、低时间成本的方式,有效解决秘密通信成本问题,能满足当今信息社会数据安全、信息安全、隐私安全等环节的数据传输问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域,特别是涉及一种基于IP网络的秘密通信系统。
背景技术
科学技术发展到了今天,通信已成为人类社会生活不可缺少的一部分,每个人每天几乎都会使用到通信技术,例如手机打电话、登录推特、登录脸书、登录line、浏览网页等。然而基于通信安全的信息安全、个人隐私等问题常常困扰着人们;为因应这些网络通信安全问题,人们发明了各种各样的数据加密技术,以应对日趋严重的信息安全、网络安全问题。
就加密技术而言,不管是DES(Data Encryption Standard)加密算法还是RSA(RSAalgorithm)加密算法,加密技术本身只对通信数据进行加密,最多会涉及一些密钥的发布、分发和交换方式,一般情况下不会涉及到通信或者通信系统本身。
数据加密算法的安全性主要取决于密钥的选取和加密算法本身的安全因素,一般使用算力(破解密文的运算量)来衡量一个加密算法的安全性。其实数据在发送之前对数据进行加密本身就会消耗很多算力,除此之外还要考虑密钥的分发和交换成本。在大多数需要加密通信的场合,对通信的时效性也有很高的要求;例如VPN(Virtual PrivateNetwork,虚拟专用网络),在发送端需要对每个将要发送的IP(Internet Protocol,网际互连协议)封包进行加密运算,对端收到加密的IP封包后,要对密文进行解密,运算量相当巨大,需要专业的加解密设备进行数据加密和解密,成本高昂,对时效性影响也很大。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于IP网络的秘密通信系统,用于解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于IP网络的秘密通信系统,包括有:
客户端软件系统和服务端软件系统,所述客户端软件系统与所述服务端软件系统连接;
客户端软件系统包括:端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器和应用层数据输出池;
服务器端软件系统包括:数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元;
所述端口监听器用于监听目标端口;
所述端口数据缓存阵列用于提供映射到所述端口监听器的标记矩阵;
所述数据解码单元用于进行解码;
所述解码器缓存阵列用于提供内存块,并缓存所述数据解码单元的解码数据;
所述数据去白化器用于对所述解码器缓存阵列中存储的解码数据进行去白化处理;
所述应用层数据输出池用于将去白化后的解码数据流化输出至应用层;
所述数据输入接口用于将输入的文件流转化为数据流;
所述数据白化器用于对所述数据输入接口中的数据流进行白化处理;
所述白化器缓存阵列用于将所述数据白化器白化处理后的白化数据按固定长度分组并存储;
所述数据编码器用于对所述白化器缓存阵列中存储的数据进行编码;
所述发送端口映射器用于将所述数据编码器的输出数据码值映射至端口号函数;
所述数据派送单元用于根据所述端口号函数和客户端IP地质发送一个标记IP网络封包。
可选地,所述客户端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;
所述客户端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。
可选地,所述服务器端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;
所述服务器端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。
可选地,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;
所述目标端口为9000号端口以上连续的64个端口。
可选地,所述数据解码单元为BASE64解码器,所述数据编码器为BASE64编码器。
可选地,所述数据去白化器包括IBM或CCITT的数据去白化算法,所述数据白化器包括IBM或CCITT数据白化算法。
可选地,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;
所述端口数据缓存阵列位于所述端口监听器的上层;
所述解码器缓存阵列向下连接所述数据解码单元;
所述数据去白化器位于所述解码器缓存阵列的上层;
所述应用层数据输出池用于所述客户端软件系统连接应用软件。
可选地,所述数据输入接口位于所述服务器软件系统的顶层;
所述数据白化器位于所述数据输入接口的下一层;
所述白化器缓存阵列位于所述数据白化器的下一层;
所述数据编码器位于所述白化器缓存阵列的下一层;
所述发送端口映射器位于所述数据编码器的下一层;
所述数据派送单元位于所述发送端口映射器的下一层。
可选地,所述解码器缓存阵列为256字节的内存块。
可选地,所述端口数据缓存阵列为64字节的标记矩阵。
如上所述,本发明提供一种基于IP网络的秘密通信系统,具有以下有益效果:为了满足低数据量高私密性数据通信需求,避免使用成本高昂的专业数据加密硬件或专业数据加密软件,避免通信与数据分离;本发明提供一种低运算量、低延时、低成本的基于IP通信网络的通信数据加密系统,通过巧妙的方法将加密数据融合到IP网络通信,使IP网络封包数据净荷不是目标数据,不具有任何意义,颠覆传统密文劫包破解系统;同时采用成熟简单的数据编码方式使加密运算量降低数十到数万个几何数量级;并且使加密通信成本低廉、方式简单,所以本发明可以克服现有技术缺陷,并达到数据与通信融合的效果。此外,本发明这种将网络通信和数据加密融合的技术方案,使数据加密本身就基于通信的方式,以尽可能简洁和低运算力成本、低硬件成本、低时间成本的方式,有效解决秘密通信成本问题,能满足当今信息社会数据安全、信息安全、隐私安全等环节的数据传输问题。
附图说明
图1为一实施例提供的基于IP网络的秘密通信系统的硬件结构示意图;
图2为一实施例提供的客户端软件系统的硬件结构示意图;
图3为一实施例提供的服务器端软件系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1至图3所示,本发明提供一种基于IP网络的秘密通信系统,包括:
客户端软件系统和服务端软件系统,所述客户端软件系统与所述服务端软件系统连接;
客户端软件系统包括:端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器和应用层数据输出池;
服务器端软件系统包括:数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元;
所述端口监听器用于监听目标端口;
所述端口数据缓存阵列用于提供映射到所述端口监听器的标记矩阵;
所述数据解码单元用于进行解码;
所述解码器缓存阵列用于提供内存块,并缓存所述数据解码单元的解码数据;
所述数据去白化器用于对所述解码器缓存阵列中存储的解码数据进行去白化处理;
所述应用层数据输出池用于将去白化后的解码数据流化输出至应用层;
所述数据输入接口用于将输入的文件流转化为数据流;
所述数据白化器用于对所述数据输入接口中的数据流进行白化处理;
所述白化器缓存阵列用于将所述数据白化器白化处理后的白化数据按固定长度分组并存储;
所述数据编码器用于对所述白化器缓存阵列中存储的数据进行编码;
所述发送端口映射器用于将所述数据编码器的输出数据码值映射至端口号函数;
所述数据派送单元用于根据所述端口号函数和客户端IP地质发送一个标记IP网络封包。
其中,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;所述目标端口为9000号端口以上连续的64个端口。所述数据解码单元为BASE64解码器,所述数据编码器为BASE64编码器。所述数据去白化器包括IBM或CCITT的数据去白化算法,所述数据白化器包括IBM或CCITT数据白化算法。所述解码器缓存阵列为256字节的内存块。所述端口数据缓存阵列为64字节的标记矩阵。
由此可知,本实施例为了满足低数据量高私密性数据通信需求,避免使用成本高昂的专业数据加密硬件或专业数据加密软件,避免通信与数据分离;提供了一种低运算量、低延时、低成本的基于IP通信网络的通信数据加密系统,通过巧妙的方法将加密数据融合到IP网络通信,使IP网络封包数据净荷不是目标数据,不具有任何意义,颠覆传统密文劫包破解系统;同时采用成熟简单的数据编码方式使加密运算量降低数十到数万个几何数量级;并且使加密通信成本低廉、方式简单,所以本实施例可以克服现有技术缺陷,并达到数据与通信融合的效果。此外,本实施例这种将网络通信和数据加密融合的技术方案,使数据加密本身就基于通信的方式,以尽可能简洁和低运算力成本、低硬件成本、低时间成本的方式,有效解决秘密通信成本问题,能满足当今信息社会数据安全、信息安全、隐私安全等环节的数据传输问题。
在一示例性实施例中,所述客户端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;所述客户端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。所述服务器端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;所述服务器端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。
根据上述记载,在一示例性实施例中,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;所述端口数据缓存阵列位于所述端口监听器的上层;所述解码器缓存阵列向下连接所述数据解码单元;所述数据去白化器位于所述解码器缓存阵列的上层;所述应用层数据输出池用于所述客户端软件系统连接应用软件。
根据上述记载,在另一示例性实施例中,所述数据输入接口位于所述服务器软件系统的顶层;所述数据白化器位于所述数据输入接口的下一层;所述白化器缓存阵列位于所述数据白化器的下一层;所述数据编码器位于所述白化器缓存阵列的下一层;所述发送端口映射器位于所述数据编码器的下一层;所述数据派送单元位于所述发送端口映射器的下一层。
在另一具体实施例中,有一种基于IP网络的秘密通信系统,包括客户端软件系统和服务器端软件系统。其中,客户端软件系统包含前端的端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器、应用层数据输出池;所述端口监听器监听9000号端口以上连续64个端口,所述端口数据缓存阵列是一个映射到端口监听器的64字节的标记矩阵,所述数据解码单元是BASE64解码器,所述解码器缓存阵列是一个缓存解码数据的256字节长的内存块;所述数据去白化器可以是IBM或CCITT的数据去白化算法,白化器数据由所述解码器缓存阵列输入数据;所述应用层数据输出池是解码后的数据流化输出给应用层。
服务器端软件系统包含数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元;所述数据输入接口将输入的文件流转化为方便传输和运算的数据流,所述数据白化器可以是IBM或CCITT数据白化算法模块,白化算法与去白化算法为同一个函数和同一个初始序列,模块从所述数据输入接口获取流数据并对其白化操作;所述白化器缓存阵列将白化数据流按固定长度分组并存储;所述数据编码器是BASE64编码器;所述发送端口映射器是编码器输出数据码值映射到端口号函数;所述数据派送单元根据端口号和客户端IP地址发送一个标记IP网络封包。
其中,所述的客户端软件系统可以是用C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统上编写后编译生成的可执行文件或系统服务程序。所述的服务器端软件系统可以是用C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统上编写后编译生成的可执行文件或系统服务程序。
在本实施例中,所述的客户端系统的端口监听器是所述客户端软件系统的一个功能模块,逻辑上位于软件系统的最底层。所述的客户端系统端口数据缓存阵列是所述客户端软件系统端口监听器的输出逻辑上位于端口监听器的上层。所述的客户端系统数据解码单元是BASE64解码器模块。所述的解码器缓存阵列是一个缓存解码数据的256字节长的内存块,向下连接着解码器。所述的客户端系统数据去白化器从所述客户端软件系统解码器缓存阵列读取数据并去白化,逻辑上位于解码器缓存阵列的上层。所述的客户端系统应用层数据输出池是所述客户端软件系统去白化模块的输出,是连接客户端软件系统和应用软件的中间件。所述的服务器端系统数据输入接口是原始数据输入入口,把文件流转化为数据流,逻辑上位于软件模块的顶层。所述的服务器端系统数据白化器从所述服务器端软件系统原始数据输入入口读取数据,逻辑上位于原始数据输入入口的下一层。所述的白化器缓存阵列是用于存储固定长度分组白化数据流的连续内存空间。所述的服务器端系统的数据编码器是BASE64编码器,逻辑上位于缓存器的下一层。所述的服务器端系统发送端口映射器将BASE64码值映射成端口号,并把端口号偏移9000,逻辑上位于编码器的下一层。所述的服务器端系统数据派送单元是系统数据发送功能模块,根据来自于所述端口映射器的端口号输出和客户端IP地址派送标识IP网络封包。
由此可知,本实施例为了满足低数据量高私密性数据通信需求,避免使用成本高昂的专业数据加密硬件或专业数据加密软件,避免通信与数据分离;提供了一种低运算量、低延时、低成本的基于IP通信网络的通信数据加密系统,通过巧妙的方法将加密数据融合到IP网络通信,使IP网络封包数据净荷不是目标数据,不具有任何意义,颠覆传统密文劫包破解系统;同时采用成熟简单的数据编码方式使加密运算量降低数十到数万个几何数量级;并且使加密通信成本低廉、方式简单,所以本实施例可以克服现有技术缺陷,并达到数据与通信融合的效果。此外,本实施例这种将网络通信和数据加密融合的技术方案,使数据加密本身就基于通信的方式,以尽可能简洁和低运算力成本、低硬件成本、低时间成本的方式,有效解决秘密通信成本问题,能满足当今信息社会数据安全、信息安全、隐私安全等环节的数据传输问题。
在另一具体实施例中,提供了一种基于IP网络的秘密通信系统,如图2所示,本加密通信客户端系统,包括端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器、应用层数据输出池。所述端口监听器采用TCP/IP协议栈Socket应用程序接口绑定连续64个端口;所述端口数据缓存阵列是与所述端口监听器减去9000偏移值所一一对应的一片以字节为单位的散列内存空间,每一次端口时间将置位相对应的内存空间;所述数据解码单元是一个BASE64软解码器,解码单元从内存空间获取数据后清空内存空间;所述解码器缓存阵列是一个缓存解码数据的256字节长的内存块;所述数据去白化器可以是IBM去白化算法模块或CCITT去白化算法模块,通过块满标记将所述解码器缓存阵列内存块数据去白化并输出,最后清空块满标记;所述应用层数据输出池是接收来自所述去白化器的数据,并根据应用层数据块结构重现原始用户数据。
如图3所示,本加密通信服务器端系统,包括数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元。所述数据输入接口是将输入的文件流转化为方便传输和运算的数据流格式功能模块;所述数据白化器可以是IBM白化算法模块或CCITT白化算法模块,算法模块选择要与客户端系统配对,模块从所述数据输入接口获取流数据并对其白化操作;所述白化器缓存阵列将白化数据流按固定长度分组并存储;所述数据编码器是BASE64编码器,将所述白化器缓存阵列的数据块转化成BASE64码流;所述发送端口映射器现实BASE64码值偏移9000后映射成端口号码流;所述数据派送单元是TCP/IP网络应用接口绑定客户端系统IP地址和端口号码流后发送一个标记IP网络封包。
综上所述,本发明为了满足低数据量高私密性数据通信需求,避免使用成本高昂的专业数据加密硬件或专业数据加密软件,避免通信与数据分离;提供了一种低运算量、低延时、低成本的基于IP通信网络的通信数据加密系统,通过巧妙的方法将加密数据融合到IP网络通信,使IP网络封包数据净荷不是目标数据,不具有任何意义,颠覆传统密文劫包破解系统;同时采用成熟简单的数据编码方式使加密运算量降低数十到数万个几何数量级;并且使加密通信成本低廉、方式简单,所以本发明可以克服现有技术缺陷,并达到数据与通信融合的效果。此外,本发明这种将网络通信和数据加密融合的技术方案,使数据加密本身就基于通信的方式,以尽可能简洁和低运算力成本、低硬件成本、低时间成本的方式,有效解决秘密通信成本问题,能满足当今信息社会数据安全、信息安全、隐私安全等环节的数据传输问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,包括有:客户端软件系统和服务端软件系统,所述客户端软件系统与所述服务端软件系统连接;
客户端软件系统包括:端口监听器、端口数据缓存阵列、数据解码单元、解码器缓存阵列、数据去白化器和应用层数据输出池;
服务器端软件系统包括:数据输入接口、数据白化器、白化器缓存阵列、数据编码器、发送端口映射器和数据派送单元;
所述端口监听器用于监听目标端口;
所述端口数据缓存阵列用于提供映射到所述端口监听器的标记矩阵;
所述数据解码单元用于进行解码;
所述解码器缓存阵列用于提供内存块,并缓存所述数据解码单元的解码数据;
所述数据去白化器用于对所述解码器缓存阵列中存储的解码数据进行去白化处理;
所述应用层数据输出池用于将去白化后的解码数据流化输出至应用层;
所述数据输入接口用于将输入的文件流转化为数据流;
所述数据白化器用于对所述数据输入接口中的数据流进行白化处理;
所述白化器缓存阵列用于将所述数据白化器白化处理后的白化数据按固定长度分组并存储;
所述数据编码器用于对所述白化器缓存阵列中存储的数据进行编码;
所述发送端口映射器用于将所述数据编码器的输出数据码值映射至端口号函数;
所述数据派送单元用于根据所述端口号函数和客户端IP地址发送一个标记IP网络封包。
2.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述客户端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;
所述客户端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。
3.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述服务器端软件系统包括可执行文件或系统服务程序;
所述服务器端软件系统包括根据C语言、C++语言或JAVA语言在UNIX操作系统、LINUX操作系统、苹果IOS操作系统和WINDOWS操作系统中的一个或多个中编写后编译生成。
4.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;
所述目标端口为9000号端口以上连续的64个端口。
5.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述数据解码单元为BASE64解码器,所述数据编码器为BASE64编码器。
6.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述数据去白化器包括IBM或CCITT的数据去白化算法,所述数据白化器包括IBM或CCITT数据白化算法。
7.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述端口监听器位于所述客户端软件系统的最低层;
所述端口数据缓存阵列位于所述端口监听器的上层;
所述解码器缓存阵列向下连接所述数据解码单元;
所述数据去白化器位于所述解码器缓存阵列的上层;
所述应用层数据输出池用于所述客户端软件系统连接应用软件。
8.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述数据输入接口位于所述服务器端软件系统的顶层;
所述数据白化器位于所述数据输入接口的下一层;
所述白化器缓存阵列位于所述数据白化器的下一层;
所述数据编码器位于所述白化器缓存阵列的下一层;
所述发送端口映射器位于所述数据编码器的下一层;
所述数据派送单元位于所述发送端口映射器的下一层。
9.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述解码器缓存阵列为256字节的内存块。
10.根据权利要求1所述的基于IP网络的秘密通信系统,其特征在于,所述端口数据缓存阵列为64字节的标记矩阵。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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