CN115002779A - 基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法和系统，其中方法包括以下步骤：短信的发送方移动设备注册加入安全保护云端平台；发送方发送短信时，生成随机字符串，由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，安全保护云端平台利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；发送短信时，在短信末尾附上随机字符串；接收方对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真。
Description
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法和系统。
背景技术
由于GSM设计模式为基站单向验证手机是否合法，手机不验证基站是否合法，所以导致伪基站有机可乘。“伪基站”是指未取得电信设备进网许可和无线电发射设备型号核准的非法无线电通信设备，能够搜集获取公众移动通信网络覆盖范围内移动通信设备用户的号码，强行向不特定用户发送垃圾或诈骗信息。因“伪基站”具有隐蔽性强、流动性大等特点，已成为电信网络诈骗违法犯罪活动的重要方式之一。
伪基站会增强自身的信号，让移动通信设备误以为自己进入了新的位置区，从而触发位置更新请求，伪基站接到移动通信设备的位置更新请求后，直接与移动通信设备建立通信连接。然后不法分子利用伪基站冒充各类合规渠道直接给移动通信设备发送短信，从而实施诈骗，一般此过程时间不长，几十秒即可完成因此不易被察觉。近几年，伪基站也呈现出小型化趋势，甚至可以装在普通双肩背包里面，具有更高的流动性，导致搜寻与捕获伪基站的困难程度大大提高。
发明内容
鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法和系统，用于在不影响普通短信发送和接收的基础上，可以方便的捕捉伪基站发送的短信。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明实施例的一方面提供一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，包括以下步骤：
短信的发送方移动设备通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台注册公钥；
发送短信时，短信的发送方移动设备生成随机字符串，由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，由安全保护云端平台利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；短信发送时在短信末尾附上随机字符串；
接收方对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；
若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，先使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。
一种可能的设计中，区块链安全芯片内置在短信的发送方移动设备中。
一种可能的设计中，所述区块链安全芯片具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁。
一种可能的设计中，所述区块链网络包括多个区块链节点。
一种可能的设计中，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证中的一段时间为3-5分钟。
本发明实施例的又一方面一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，包括：发送方移动设备、接收方移动设备，运营商网络，安全保护云端平台和区块链网络，其中：
短信发送方移动设备用于通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台上注册公钥；短信发送方移动设备发送方发送短信时，生成随机字符串，并在短信末尾附上随机字符串；由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，
所述短信安全保护云端平台用于利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；
所述接收方移动设备用于对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；
若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。
一种可能的设计中，区块链安全芯片内置在短信的发送方移动设备中。
一种可能的设计中，所述区块链安全芯片用于防止电磁旁路攻击、简单功耗分析、差分功耗分析，具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁。
一种可能的设计中，所述区块链网络包括多个区块链节点。
一种可能的设计中，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证中的一段时间为3-5分钟。
采用本发明具有如下的有益效果：在不影响普通短信发送接受的基础上，无需改造基站，对不兼容的移动设备无可读性影响，可手工验真也可利用移动设备自动验真；由于随机字符串的存在，具有很强的隐私保护。不仅可以作为发送方保护自己的方式，也可以作为公检法验证和判断通过伪基站的发送方违法行为的证据，因为安全芯片的使用做到了发送方的不可抵赖性。
附图说明
图1为本发明实施例的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，所示为本发明实施例的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法的步骤流程图，包括以下步骤：
S10，短信的发送方移动设备通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台注册公钥；
S20，发送短信时，短信的发送方移动设备生成随机字符串，由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，由安全保护云端平台利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；短信发送时在短信末尾附上随机字符串；区块链网络可以包括多个区块链节点；
S30，接收方对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；
当伪基站设备运行时，附近的移动通信设备信号将会被强制连接到该伪基站设备上，导致移动通信设备无法正常使用运营商提供的网络服务。但用户被迫接收到垃圾短信或者诈骗短信后，过8-12秒后又会重新连接上运营商网络，形成一个网络切换。
S40，若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，先使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。此处的一段时间可以为3-5分钟。
以上区块链验真过程可以内置在手机操作系统，也可以由用户自行上网查询。所谓内置在手机操作系统，即手机操作系统的短信软件收到短信之后，通过上述方法自动调用短信安全保护云端平台的应用程序接口对短信进行核验，如果验证结果为可信，那么在短信内容开头增加安全提示。所谓用户自行上网查询，即用户登陆短信安全保护云端平台，手动复制短信内容（含随机字符串）、发送方的手机号码在平台的操作界面进行查询核验。
由于安全芯片内置的私钥是唯一的，不可篡改的，短信发送方发送的内容是经由该私钥进行数字签名的，并且经过短信安全保护云端平台进行签名校验和数据上链存证，所以安全芯片的使用做到了发送方的不可抵赖性。当出现法律纠纷时，发送方移动通信设备的区块链安全芯片可以保证该私钥是没有被复制的，甚至作为短信是发送方而不是别方发送的法律证据。
本发明一实施例中，不管是短信发送方移动设备还是接收方移动设备，都可以是手机、平板、PDA等具有运营商移动网络通讯功能的设备。其中公钥来源于发送方的移动通信设备内置的区块链安全芯片， 安全芯片可以防止电磁旁路攻击、简单功耗分析、差分功耗分析，具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁，从而避免私钥泄露。
本发明一实施例中，由于随机字符串的存在，具有很强的隐私保护。假设随机字符串长度为10，字符选择范围为30个字符，则有30^10=5.9049×10 14种可能性，穷举所有的可能性来查阅特定手机号的短信内容也是不具备可行性的，即使区块链数据公开，用户也无法查到其他用户的短信相关记录。
通过以上设置的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，在不影响普通短信发送接受的基础上，实现了移动通信网络上可信短信发送和接收，无需改造基站，对不兼容的手机无可读性影响，可手工验真也可利用手机自动验真；由于随机字符串的存在，具有很强的隐私保护能力。由于随机字符串可选择的可能性范围非常广，穷举所有的可能性来查阅特定手机号的短信内容也是不具备可行性的，即使区块链数据公开，用户也无法查到其他用户的短信相关记录。不仅可以作为发送方保护自己的方式，也可以作为公检法验证和判断发送方违法行为的证据，因为安全芯片的使用做到了发送方的不可抵赖性。
与本发明方法实施例对应的，参见图2，本发明实施例提供了一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，包括：发送方移动设备、接收方移动设备，运营商网络，安全保护云端平台和区块链网络，其中：
短信发送方移动设备用于通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台上注册公钥；短信发送方移动设备发送方发送短信时，生成随机字符串，并在短信末尾附上随机字符串；由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，
短信安全保护云端平台用于利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；区块链网络可以包括多个区块链节点；
接收方移动设备用于对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；当伪基站设备运行时，附近的移动通信设备信号将会被强制连接到该伪基站设备上，导致移动通信设备无法正常使用运营商提供的网络服务。但用户被迫接收到垃圾短信或者诈骗短信后，过8-12秒后又会重新连接上运营商网络，形成一个网络切换，而网络切换会导致手机用户频繁更新位置。
若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。此处的一段时间可以为3-5分钟。
以上区块链验真过程可以内置在手机操作系统，也可以由用户自行上网查询。所谓内置在手机操作系统，即手机操作系统的短信软件收到短信之后，通过上述方法自动调用短信安全保护云端平台的应用程序接口对短信进行核验，如果验证结果为可信，那么在短信内容开头增加安全提示。所谓用户自行上网查询，即用户登陆短信安全保护云端平台，手动复制短信内容（含随机字符串）、发送方的手机号码在平台的操作界面进行查询核验。
由于安全芯片内置的私钥是唯一的，不可篡改的，短信发送方发送的内容是经由该私钥进行数字签名的，并且经过短信安全保护云端平台进行签名校验和数据上链存证，所以安全芯片的使用做到了发送方的不可抵赖性。当出现法律纠纷时，发送方移动通信设备的区块链安全芯片可以保证该私钥是没有被复制的，甚至作为短信是发送方而不是别方发送的法律证据。
本发明一实施例中，不管是短信发送方移动设备还是接收方移动设备，都可以是手机、平板、PDA等具有运营商移动网络通讯功能的设备。其中公钥来源于发送方的移动通信设备内置的区块链安全芯片， 安全芯片防篡改设计，唯一序列号，安全芯片可以防止电磁旁路攻击、简单功耗分析、差分功耗分析，具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁，从而避免私钥泄露。
本发明一实施例中，由于随机字符串的存在，具有很强的隐私保护。假设随机字符串长度为10，字符选择范围为30个字符，则有30^10=5.9049×1014种可能性，穷举所有的可能性来查阅特定手机号的短信内容也是不具备可行性的，即使区块链数据公开，用户也无法查到其他用户的短信相关记录，且随机字符串可可以通过普通短信信道发送。
通过以上设置的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，在不影响普通短信发送接受的基础上，实现了移动通信网络上可信短信发送和接收，无需改造基站，对不兼容的手机无可读性影响，可手工验真也可利用手机自动验真；由于随机字符串的存在，具有很强的隐私保护能力。由于随机字符串可选择的可能性范围非常广，穷举所有的可能性来查阅特定手机号的短信内容也是不具备可行性的，即使区块链数据公开，用户也无法查到其他用户的短信相关记录。不仅可以作为发送方保护自己的方式，也可以作为公检法验证和判断发送方违法行为的证据，因为安全芯片的使用做到了发送方的不可抵赖性。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。
Claims (10)
1.一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，其特征在于，包括以下步骤：
短信的发送方移动设备通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台注册公钥；
发送短信时，短信的发送方移动设备生成随机字符串，由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，由安全保护云端平台利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；短信发送时在短信末尾附上随机字符串；
接收方移动设备对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；
若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，先使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。
2.如权利要求1所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，其特征在于，所述区块链安全芯片内置在短信的发送方移动设备中。
3.如权利要求2所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，其特征在于，所述区块链安全芯片用于防止电磁旁路攻击、简单功耗分析、差分功耗分析，具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁。
4.如权利要求1所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，其特征在于，所述区块链网络包括多个区块链节点。
5.如权利要求1所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治方法，其特征在于，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证中的一段时间为3-5分钟。
6.一种基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，其特征在于，包括：发送方移动设备、接收方移动设备，运营商网络，安全保护云端平台和区块链网络，其中：
短信发送方移动设备用于通过区块链安全芯片生成公钥和私钥，注册加入安全保护云端平台，并在安全保护云端平台上注册公钥；短信发送方移动设备发送方发送短信时，生成随机字符串，并在短信末尾附上随机字符串；由本机操作系统上的软件将待发送短信内容及随机字符串封装并计算哈希，用区块链安全芯片内的私钥签名哈希，并且上传到安全保护云端平台，
所述短信安全保护云端平台用于利用智能合约将哈希值和数字签名存储至区块链网络；
所述接收方移动设备用于对网络信号切换进行监测，当发现有第一次网络信号切换，随后收到短信，并接着有第二次网络信号切换时，获取两次网络信号切换时间窗口内的所有短信，对短信的所有文本信息进行哈希值计算，进行区块链验真；
若发现收到的短信背后有特定格式的疑似随机字符串，使用安全保护云端平台的应用程序接口，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证；如果已存证，利用该随机字符串、发送方手机号及该短信按照特定格式封包的哈希值在链上查询该短信是否为发送方发送，并且短信内容没有被篡改；如果未存证，那么该短信判定为未进行安全防护，为伪基站发送的短信。
7.如权利要求6所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，其特征在于，所述区块链安全芯片内置在短信的发送方移动设备中。
8.如权利要求7所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，其特征在于，所述区块链安全芯片用于防止电磁旁路攻击、简单功耗分析、差分功耗分析，具有金属屏蔽防护层，探测到外部攻击后内部数据自毁。
9.如权利要求6所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，其特征在于，所述区块链网络包括多个区块链节点。
10.如权利要求6所述的基于区块链和安全芯片的伪基站防治系统，其特征在于，通过随机字符串判断该发送方在用户收到短信的一段时间内是否通过安全保护云端平台进行链上存证中的一段时间为3-5分钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pseudo base station prevention and control methods and systems based on blockchain and security chips Effective date of registration: 20230518 Granted publication date: 20221122 Pledgee: Xiaoshan Branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: Hangzhou Vastchain Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980041063 |