CN115037522A - 一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及跨网络数据交换技术领域，且公开了一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，包括消息处理系统，其负责跨网络用户之间的消息传输服务，通过把传输消息MNIUi‑NIIUj封装成为封装信息PNIUi‑NIIUj‑1和封装信息PNIUi‑NIIUj‑2，并把所述的两个封装信息和消息发送方的封装标识PUi分别生成不同的传输包TPNIUi‑NIIUj通过队列分发传输包给消息接收方；消息接收方根据从传输包中获取的信息、以及自己的拆取标识UpUj，通过计算获取消息M′NIUi‑NIIU；本发明实现了有效保证跨网络数据文件交换安全的有益效果。

Description

一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统
技术领域
本发明涉及跨网络数据交换技术领域，具体为一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统。
背景技术
目前网络互联和跨网络数据共享已成为各行各业信息化的发展趋势，比如交通管理信息系统，其汇聚了与交管相关的所有数据，但是其需要与各级政府、组织和企事业单位通过互联网/专网进行跨网络数据交换，而在这种跨网络的数据交换过程中，如何保证数据文件安全，提升数据交换效率，实现跨网络不同的业务场景、不同的数据来源，简单、安全、可靠的数据交换，已经成为跨网络数据共享服务亟需解决的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，旨在实现跨网络不同的业务场景、不同的数据来源，简单、安全、可靠的数据交换。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，包括消息处理系统，该消息处理系统负责跨网络用户之间的消息传输服务；
所述消息处理系统包括：用户管理组件、消息接收组件、消息封装组件、消息分发组件，所述的任一组件均与系统内的其他组件进行相互之间的数据交互；
其中，消息封装组件负责把传输消息MNIUi-NIIUj封装成为封装信息PNIUi-NIIUj-1和封装信息PNIUi-NIIUj-2，并把所述的两个封装信息和消息发送方的封装标识PUi分别生成不同的传输包TPNIUi-NIIUj移交至消息分发组件，消息分发组件负责通过队列分发传输包给消息接收方；
消息接收方根据从传输包中获取的信息、以及自己的拆取标识UpUj，通过计算获取消息M′NIUi-NIIUj。
优选的，所述消息接收组件负责接收传输消息，并向用户管理组件调取网络NI中的用户Ui的封装标识PUi、网络NII中的用户Uj的封装标识PUj，将其结合在一起生成封装源信息PSMNIUi-NIIUj。
优选的，所述消息封装组件具体进行下述操作：
步骤S3-1，随机选取一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj，使DpNIUi-NIIUj∈ ZPN1 *；
步骤S3-2，计算一次性封装标识组(P1，P2)；
步骤S3-3，计算消息MNIUi-NIIUj的封装信息PNIUi-NIIUj-1；
步骤S3-4，向消息发送方获取封装信息PNIUi-NIIUj-2。
优选的，所述步骤S3-4：消息封装组件将一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj和封装信息PNIUi-NIIUj-1发送给消息发送方计算封装信息PNIUi-NIIUj-2，其计算如下：
PNIUi-NIIUj-2＝DpNIUi-NIIUj-UpUiPNIUi-NIIUj-1mod(PN2)；
消息发送方将封装信息PNIUi-NIIUj-2反馈给消息封装组件。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明采用消息处理系统负责跨网络用户之间的消息传输服务，消息处理系统将需要传输的消息进行封装处理生成传输包，传输包即便被攻击者截获，由于攻击者无法获得根本不在通信信道中传输的接收方的拆取标识，所以攻击者几乎是不存在成功获取消息的可能性，而传输的消息只能由消息发送方所指定的接收方成功拆取获得，从而有效地保证了跨网络数据文件交换的安全。
具体实施方式
一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，包括消息处理系统，该消息处理系统主要负责网络NI中的用户Ui与网络NII中的用户Uj之间的消息传输服务；
其中，i为网络NI中的用户U的序列编号，i＝1，2，...，n1；
j为网络NII中的用户U的序列编号，j＝1，2，...，n2；
所述消息处理系统包括：用户管理组件、消息接收组件、消息封装组件、消息分发组件，所述的任一组件均与系统内的其他组件进行相互之间的数据交互；
其中，用户管理组件负责管理网络N中的用户U的资料信息，其具体的管理方法如下：
用户管理组件进行如下的初始化设置：选取两个大素数PN1和PN2，使其满足PN2|PN1-1，随机选取PN2阶生成元g∈ZPN1；
当网络NI中的用户Ui与网络NII中的用户Uj准备通过消息处理系统进行消息传输服务，即网络NI中的用户Ui准备将消息MNIUi-NIIUj传输给网络 NII中的用户Uj时，网络NI中的用户Ui与网络NII中的用户Uj分别进行下述操作：
步骤S1-1，网络NI中的用户Ui：随机选取拆取标识UpUi，使UpUi∈ ZPN1 ＊，计算封装标识PUi＝gUpUimod(PN1)，将拆取标识UpUi自己保存，将封装标识PUi发送给用户管理组件；
步骤S1-2，网络NII中的用户Uj：随机选取拆取标识UpUj，使UpUj∈ ZPN1 ＊，计算封装标识PUj＝gUpUjmod(PN1)，将拆取标识UpUj自己保存，将封装标识PUj发送给用户管理组件；
步骤S1-3，网络NI中的用户Ui将消息MNIUi-NIIUj交付给消息接收组件，并指定该消息MNIUi-NIIUj由网络NII中的用户Uj负责拆取；
消息接收组件负责接收传输消息，并完成封装传输消息所需各项信息的收集工作，具体进行下述操作：
步骤S2-1，向用户管理组件调取网络NI中的用户Ui的封装标识PUi、网络NII中的用户Uj的封装标识PUj；
步骤S2-2，将封装标识PUi、封装标识PUj和消息MNIUi-NIIUj结合在一起生成封装源信息PSMNIUi-NIIUj；
步骤S2-3，将封装源信息PSMNIUi-NIIUj移交至消息封装组件；
消息封装组件负责封装传输消息，具体进行下述操作：
步骤S3-1，随机选取一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj，使DpNIUi-NIIUj∈ ZPN1 ＊；
步骤S3-2，计算一次性封装标识组(P1，P2)；
P1＝g-DpNIUi-NIIUjmod(PN1)；
P2＝PUjDpNIUi-NIIUjmod(PN1)；
步骤S3-3，计算消息MNIUi-NIIUj的封装信息PNIUi-NIIUj-1，具体如下：
PNIUi-NIIUj-1＝MNIUi-NIIUjP1g-P2mod(PN1)；
步骤S3-4，将一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj和封装信息PNIUi-NIIUj-1发送给网络NI中的用户Ui，网络NI中的用户Ui计算封装信息PNIUi-NIIUj-2，其计算如下：
PNIUi-NIIUj-2＝DpNIUi-NIIUj-UpUiPNIUi-NIIUj-1mod(PN2)；
网络NI中的用户Ui将封装信息PNIUi-NIIUj-2反馈给消息封装组件；
步骤S3-5，把封装信息PNIUi-NIIUj-1生成传输包TPNIUi-NIIUj-1，把封装信息PNIUi-NIIUj-2生成传输包TPNIUi-NIIUj-2，把封装标识PUi生成传输包TPNIUi-NIIUj-3；
步骤S3-6，将传输包TPNIUi-NIIUj-1、传输包TPNIUi-NIIUj-2、传输包TPNIUi-NIIUj-3，移交至消息分发组件；
消息分发组件负责通过队列分发传输包，具体进行下述操作：将传输包TPNIUi-NIIUj-1、传输包TPNIUi-NIIUj-2、传输包TPNIUi-NIIUj-3分别通过不同的队列发送给网络NII中的用户Uj；
其中，同一批消息的各个传输包通过不同的队列进行传输，可以提高攻击者截获消息的困难度；
网络NII中的用户Uj收到传输包TPNIUi-NIIUj-1、传输包TPNIUi-NIIUj-2、传输包TPNIUi-NIIUj-3之后，具体进行下述操作：
步骤S4-1，通过传输包TPNIUi-NIIUj-1获取封装信息PNIUi-NIIUj-1；通过传输包TPNIUi-NIIUj-2获取封装信息PNIUi-NIIUj-2；通过TPNIUi-NIIUj-3获取封装标识PUi；
步骤S4-2，调取拆取标识UpUj；
步骤S4-3，根据封装信息PNIUi-NIIUj-1、封装信息PNIUi-NIIUj-2、封装标识PUi、拆取标识UpUj，计算一次性拆取标识组(P1′，P2′)，具体计算如下：
P1′＝gPNIUi-NIIUj-2PUi PNIUi-NIIUj-1
＝g(UpUi)＊(PNIUi-NIIUj-1)+(PNIUi-NIIUj-2)
＝gDpNIUi-NIIUjmod(PN1)；
P2′＝PUj DpNIUi-NIIUj＝P1′UpUjmod(PN1)；
步骤S4-4，根据封装信息PNIUi-NIIUj-1，一次性拆取标识组(P1′，P2′)，计算消息M′NIUi-NIIUj，具体计算如下：
M′NIUi-NIIUj＝PNIUi-NIIUj-1P1′gP2′mod(PN1)；
其中，在上述网络NI中的用户Ui将消息MNIUi-NIIUj通过消息处理系统传输给网络NII中的用户Uj的过程中只有指定的消息拆取者网络NII中的用户Uj才能成功获得消息M′NIUi-NIIUj，具体理由是：
即便攻击者截获封装信息PNIUi-NIIUj-1、封装信息PNIUi-NIIUj-2，其能够通过PNIUi-NIIUj-1、PNIUi-NIIUj-2获取一次性拆取标识P1′，但是其无法获取一次性拆取标识P2′，因为攻击者无法截获不在通信信道中传输的网络NII中的用户Uj的拆取标识UpUj，而由网络NII中的用户Uj的封装标识PUj求其拆取标识UpUj等价于求解离散对数问题，因此，攻击者几乎是不存在成功获取消息M′NIUi-NIIUj的可能性。

Claims (4)

1.一种基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，其特征在于，包括消息处理系统，该消息处理系统负责跨网络用户之间的消息传输服务；
所述消息处理系统包括：用户管理组件、消息接收组件、消息封装组件、消息分发组件，所述的任一组件均与系统内的其他组件进行相互之间的数据交互；
其中，消息封装组件负责把传输消息MNIUi-NIIUj封装成为封装信息PNIUi-NIIUj-1和封装信息PNIUi-NIIUj-2，并把所述的两个封装信息和消息发送方的封装标识PUi分别生成不同的传输包TPNIUi-NIIUj移交至消息分发组件，消息分发组件负责通过队列分发传输包给消息接收方；
消息接收方根据从传输包中获取的信息、以及自己的拆取标识UpUj，通过计算获取消息M′NIUi-NIIUj。
2.根据权利要求1所述的基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，其特征在于，所述消息接收组件负责接收传输消息，并向用户管理组件调取网络NI中的用户Ui的封装标识PUi、网络NII中的用户Uj的封装标识PUj，将其结合在一起生成封装源信息PSMNIUi-NIIUj。
3.根据权利要求1所述的基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，其特征在于，所述消息封装组件具体进行下述操作：
步骤S3-1，随机选取一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj，使DpNIUi-NIIUj∈ZPN1 ＊；
步骤S3-2，计算一次性封装标识组(P1，P2)；
步骤S3-3，计算消息MNIUi-NIIUj的封装信息PNIUi-NIIUj-1；
步骤S3-4，向消息发送方获取封装信息PNIUi-NIIUj-2。
4.根据权利要求3所述的基于消息队列的跨网络高可靠数据交换系统，其特征在于，所述步骤S3-4：消息封装组件将一次性拆取标识DpNIUi-NIIUj和封装信息PNIUi-NIIUj-1发送给消息发送方计算封装信息PNIUi-NIIUj-2，其计算如下：
PNIUi-NIIUj-2＝DpNIUi-NIIUj-UpUiPNIUi-NIIUj-1mod(PN2)；
消息发送方将封装信息PNIUi-NIIUj-2反馈给消息封装组件。
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