CN116232771A - 一种智能家居云平台的安全登录管理方法 - Google Patents

一种智能家居云平台的安全登录管理方法 Download PDF

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Abstract

一种智能家居云平台的安全登录管理方法，包括：客人向主控制器申请临时登录权限；主控制器通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法；若客人身份合法，则所述客人获得临时登录权限。本发明通过零知识证明方法，在保证安全登录的基础上，高效的实现了客人的登录。本发明考虑到客人中包含有长期入驻的租客，在综合考虑到租客的私密性以及主控制器软件的接口安全性，对外暴露多个密钥从而满足不同租客的私密性，对内只接受一个秘钥，即管理员密钥从而满足软件的接口安全性。同时，本发明的实施例还使得不会根据租客之间的密钥以及管理员密钥之间的关系进而破解其他的密钥。

Description

一种智能家居云平台的安全登录管理方法
技术领域
本发明属于智能家居信息传输领域，更具体的，涉及一种智能家居云平台的安全登录管理方法与系统。
背景技术
随着互联网的发展，智能家居设备广泛应用于日常生活中。如何在快速高效的基础上安全的登录智能家居设备是一个亟需解决的问题。此外，终端能否满足用户的各种需求是影响用户使用体验的重要因素之一。特别是，由于终端属于私人物品，因此，隐私、保密设置等问题尤为重要。如何保证终端的安全性，以及终端中存储的数据的私密性也是亟需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述缺陷，进而提出一种智能家居云平台的安全登录管理方法与系统。
本发明采用如下的技术方案。
本发明第一方面公开了一种智能家居云平台的安全登录管理方法，包括如下步骤：
步骤1，客人向主控制器申请临时登录权限；
步骤2，主控制器通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法；
步骤3，若客人身份合法，则所述客人获得临时登录权限。
本发明第二方面公开了一种智能家居云平台的安全登录管理系统，包括多个智能家居设备、主控制器与多个用户终端；
用户终端分为管理员用户终端与客人用户终端，其中，客人用户终端用于向主控制器申请临时登录权限；
主控制器用于通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法；
若客人身份合法，则所述客人通过主控制器获得临时登录权限，从而使得所述客人能够通过客人用户终端控制多个智能家居设备。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明通过零知识证明方法，在保证安全登录的基础上，高效的实现了客人的登录。
（2）本发明考虑到客人中包含有长期入驻的租客，在综合考虑到租客的私密性以及主控制器软件的接口安全性，对外暴露多个密钥从而满足不同租客的私密性，对内只接受一个秘钥，即管理员密钥从而满足软件的接口安全性。同时，本发明的实施例还使得不会根据租客之间的密钥以及管理员密钥之间的关系进而破解其他的密钥。
附图说明
图1是智能家居云平台的安全登录管理系统的示意图。
图2是智能家居一种场景的示意图。
图3是智能家居云平台的安全登录管理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
智能家居的系统通常可以如图1所示，系统包括：多个智能家居设备、主控制器与多个用户终端。
其中，主控制器与多个智能家居设备之间可以通过wifi、蓝牙以及z-wave等方式进行连接。主控制器与多个用户终端之间可以通过无线网络、wifi等方式进行连接。
通常情况下，当主控制器被管理员用户购买回来后，可以通过管理员的身份进行设置。管理员用户可以随时通过用户终端对各个智能家居设备进行控制。然而，对于每一个客人而言，为了安全起见，管理员需要对其授予客户权限，允许这些客人进行临时登录。然而，如果客人数量众多或者是管理员正在忙碌，导致没有时间授予客户权限。基于此，本发明公开了一种智能家居云平台的安全登录管理方法，包括如下步骤1~步骤3，如图3所示。
步骤1，客人向主控制器申请临时登录权限。
步骤2，主控制器通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法。
步骤3，若客人身份合法，则该客人获得临时登录权限。
进一步的，若客人身份不合法，则该客人无法获得临时登录权限。
临时登录权限可以理解为一个身份令牌，该身份令牌主要是密钥，密钥与管理员的登录密码相关联，但是又无法通过密钥推测出管理员的登录密码，从而确保管理员权限的安全性。
一般，主控制器拥有智能控制权与密钥修改权。顾名思义，智能控制权就是通过用户终端对智能家居设备进行控制的权力。对于客人而言，一旦通过零知识证明方法验证了其合法身份，则临时登录权限应当授予客人智能控制权。在一些实施例中，步骤2可以具体包括步骤2.1~2.3。
步骤2.1，主控制器发布多个考题，并传输至客人的用户终端，每一个考题用于对某一个智能家居设备进行某种控制。
步骤2.2，客人通过房屋内的固有设备对考题内涉及的所有智能家居设备进行控制。
步骤2.3，主控制器对考题内涉及的所有智能家居设备进行验证，若均符合结果，则判定客人身份合法，否则判定客人身份不合法。
在一些实施例中，考题可以是：打开电视并调至CCTV-2频道，则固有设备可以是电视遥控器。考题可以是：打开空调并调至23℃，则固有设备可以是空调遥控器。也就是说，只要客人证明了自己在现场，则自然可以获得临时登录权限。这种做法的好处在于其简洁与安全，完全避免了不必要的网络通信：即主控制器只需发消息给用户终端，用户终端不必发消息给主控制器。
在一些实施例中，若客人数量众多，且客人同时发出申请。则步骤2.1可以具体包括步骤2.1.1~2.1.2。
步骤2.1.1，主控制器发布W个考题，其中，客人的数量小于等于W。
步骤2.1.2，将W个考题平摊传输至每一个客人的用户终端，使得每一个客人至少接收到一个考题，每一个考题用于对某一个智能家居设备进行某种控制。
相应的，步骤2.3修改为：主控制器对考题内涉及的所有智能家居设备进行验证，若均符合结果，则判定所有客人身份合法，否则判定所有客人身份均不合法。
在一些实施例中，临时登录权限应当设有时间限制，因此，本方法还可以进一步包括步骤4~步骤5。
步骤4，若客人身份合法，主控制器向管理员所在的终端用户发送消息，该消息包括客人的ID与客人的临时登录时间。
步骤5，管理员对消息中客人的临时登录时间进行设置，并传输给主控制器。
可以理解的是，消息的数量应当等于客人的数量，且步骤4中客人的临时登录时间可以是一个预设的默认值。在一些场景下，客人可能包括访客与租客，其区别是：访客只是暂时性的作客，而租客则是长期入住。因此，租客的临时登录时间可以设置为其租赁合同到期的时间。
然而，由于租客的临时登录权限中只包含了智能控制权，却并不包含密钥修改权。因此，站在租客角度来讲，其隐私有可能被管理员用户所窥探。如图2所示，例如：租客至少包括第一租客与第二租客，例如，第一租客住在房间1内，第二租客住在房间2内。而管理员有可能住在房间3或者不住该房间。因此，第一租客应当至少拥有智能家居设备11~14这四个设备的智能控制权，第二租客应当至少拥有智能家居设备11、12、15、16这四个设备的智能控制权。考虑到租客并不希望自己的隐私被管理员用户所窥探，因此，对不同房间的智能家居设备需要分别用不同的密钥进行控制。但是市面上的主控制器往往并不支持多个密钥。通常，主控制器会提供sdk接口用于二次开发，但是其登录权限相关的接口却是封装固定好的，无法对其进行修改。此外，从接口安全性的角度来讲，多个密钥必然也意味着安全风险。因此，在本发明的第一实施例中，设置智能家居设备分组，并且步骤3可以具体包括步骤3.1~3.2。
步骤3.1，若客人身份合法，则该客人获得临时登录权限，并判断客人为访客还是租客。
步骤3.2，若客人是租客，根据管理员密钥生成租客密钥，并确定租客密钥对应的智能家居设备的组号，其中，租客密钥与管理员密钥之间存在关联性，且该关联性无法反向破解其他租客密钥。
需要说明的是，若客人是访客，其密钥可以是管理员密钥的镜像版，该镜像版可以是一个长期固定的值，且与管理员密钥之间并不存在任何关联。
具体的，在本发明的第一实施例中，管理员密钥
Figure SMS_1
可以通过下式生成：
Figure SMS_2
其中，
Figure SMS_3
均为质数；/>
Figure SMS_4
为固定的正整数，用于强化/>
Figure SMS_5
的复杂性。
需要说明的是，
Figure SMS_6
为设置管理员密钥时由主控制器自动生成的，均不为任何人所知。
相应的，租客密钥包括第一租客密钥与第二租客密钥，其中，第一租客密钥
Figure SMS_7
可以通过下式生成：
Figure SMS_8
其中，
Figure SMS_9
为任意的满足如下两个约束式的函数：
Figure SMS_10
Figure SMS_11
其中，
Figure SMS_12
代表可逆参数，/>
Figure SMS_13
代表租客的最大数量，通常是一个定值；/>
Figure SMS_14
均为整数，/>
Figure SMS_15
代表质数。
在一些实施例中，若质数的序号是
Figure SMS_16
，则函数/>
Figure SMS_17
的值为序号为/>
Figure SMS_18
的质数。
第二租客密钥
Figure SMS_19
可以通过下式生成：
Figure SMS_20
其中，
Figure SMS_21
也代表可逆参数，/>
Figure SMS_22
为整数且/>
Figure SMS_23
。
可理解的是，本发明的第一实施例利用了大数字分解质因数极其困难的特点，通过对所有用户屏蔽
Figure SMS_24
这两个质数，并且通过/>
Figure SMS_25
建立关联性，使得通过/>
Figure SMS_26
永远无法分析出关联性，因而无法反向破解其他租客密钥，例如/>
Figure SMS_27
。进而实现了管理所有用户的安全登录。
上述无法反向破解指的是：管理员可以自我伪造一个租客身份，从而使得管理员用户既获得管理员密钥，也获得至少一个租客密钥。在这种情况下，管理员用户也无法根据管理员密钥与至少一个租客密钥之间的关联性暴力破解其他租客密钥。
相应的，sdk接口还包括如下封装好的函数，该函数用于根据租客密钥得到管理员密钥，以第一租客密钥为例，其基本逻辑包括步骤A1~A3。
步骤A1，根据第一租客密钥
Figure SMS_28
，获得其对应的2个质数/>
Figure SMS_29
。
步骤A2，根据2个质数
Figure SMS_30
，获取/>
Figure SMS_31
组质数对/>
Figure SMS_32
：
Figure SMS_33
Figure SMS_34
其中，
Figure SMS_35
。因此，质数对/>
Figure SMS_36
一共有/>
Figure SMS_37
组。
步骤A3，根据
Figure SMS_38
组质数对/>
Figure SMS_39
，分别输出/>
Figure SMS_40
个管理员密钥。
可理解的是，在
Figure SMS_41
个管理员密钥中，必然有一个是真正的管理员密钥，因此，租客密钥不仅仅能够对其分组下的智能家居设备拥有智能控制权与密钥修改权，还可以对管理员密钥分组下的智能家居设备拥有智能控制权。
假设智能家居设备11、12、17对应的密钥是
Figure SMS_42
，而智能家居设备13、14对应的密钥是/>
Figure SMS_43
，智能家居设备15、16对应的密钥是/>
Figure SMS_44
。以下对第一实施例进行验证：假设当前密钥是
Figure SMS_45
，由于其是智能家居设备13、14对应的密钥，其自然可以控制智能家居设备13、14，由于封装好的函数，其可以控制智能家居设备11、12、17。假设当前密钥是/>
Figure SMS_46
，由于其是智能家居设备15、16对应的密钥，其自然可以控制智能家居设备15、16，由于封装好的函数，其可以控制智能家居设备11、12、17。假设当前密钥是/>
Figure SMS_47
，其无法控制智能家居设备13、14、15、16，只能控制智能家居设备11、12、17。
相应的，本发明还公开了一种一种智能家居云平台的安全登录管理系统，包括多个智能家居设备、主控制器与多个用户终端。
用户终端分为管理员用户终端与客人用户终端，其中，客人用户终端用于向主控制器申请临时登录权限。
主控制器用于通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法。
若客人身份合法，则该客人通过主控制器获得临时登录权限，从而使得该客人能够通过客人用户终端控制多个智能家居设备。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，客人向主控制器申请临时登录权限；
步骤2，主控制器通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法；
步骤3，若客人身份合法，则所述客人获得临时登录权限；
其中，步骤2具体包括：
步骤2.1，主控制器发布多个考题，并传输至客人的用户终端，每一个考题用于对某一个智能家居设备进行某种控制；
步骤2.2，客人通过房屋内的固有设备对考题内涉及的所有智能家居设备进行控制；
步骤2.3，主控制器对考题内涉及的所有智能家居设备进行验证，若均符合结果，则判定客人身份合法，否则判定客人身份不合法。
2.根据权利要求1所述的一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，步骤2.1具体包括：
步骤2.1.1，主控制器发布W个考题，其中，客人的数量小于等于W；
步骤2.1.2，将W个考题平摊传输至每一个客人的用户终端，使得每一个客人至少接收到一个考题，每一个考题用于对某一个智能家居设备进行某种控制；
相应的，步骤2.3修改为：主控制器对考题内涉及的所有智能家居设备进行验证，若均符合结果，则判定所有客人身份合法，否则判定所有客人身份均不合法。
3.根据权利要求1所述的一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤4，若客人身份合法，主控制器向管理员所在的终端用户发送消息，所述消息包括客人的ID与客人的临时登录时间；
步骤5，管理员对消息中客人的临时登录时间进行设置，并传输给主控制器。
4.根据权利要求1所述的一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，设置智能家居设备分组，并且步骤3具体包括步骤：
步骤3.1，若客人身份合法，则所述客人获得临时登录权限，并判断客人为访客还是租客；
步骤3.2，若客人是租客，根据管理员密钥生成租客密钥，并确定租客密钥对应的智能家居设备的组号，其中，租客密钥与管理员密钥之间存在关联性，且所述关联性无法反向破解其他租客密钥。
5.根据权利要求4所述的一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，管理员密钥
Figure QLYQS_1
通过下式生成：
Figure QLYQS_2
其中，
Figure QLYQS_3
均为质数；/>
Figure QLYQS_4
为固定的正整数；
租客密钥包括第一租客密钥与第二租客密钥，其中，第一租客密钥
Figure QLYQS_5
通过下式生成：
Figure QLYQS_6
其中，
Figure QLYQS_7
为任意的满足如下两个约束式的函数：
Figure QLYQS_8
/>
Figure QLYQS_9
其中，
Figure QLYQS_10
代表可逆参数，/>
Figure QLYQS_11
代表租客的最大数量，是一个定值；/>
Figure QLYQS_12
均为整数，/>
Figure QLYQS_13
代表质数；
第二租客密钥
Figure QLYQS_14
通过下式生成：
Figure QLYQS_15
其中，
Figure QLYQS_16
也代表可逆参数，/>
Figure QLYQS_17
为整数且/>
Figure QLYQS_18
。
6.根据权利要求4所述的一种智能家居云平台的安全登录管理方法，其特征在于，若质数的序号是
Figure QLYQS_19
，则函数/>
Figure QLYQS_20
的值为序号为/>
Figure QLYQS_21
的质数。
7.一种智能家居云平台的安全登录管理系统，用于执行权利要求1-6任一所述的方法，所述系统包括多个智能家居设备、主控制器与多个用户终端；
用户终端分为管理员用户终端与客人用户终端，其中，客人用户终端用于向主控制器申请临时登录权限；
主控制器用于通过零知识证明方法，证明客人身份是否合法；具体包括：主控制器发布多个考题，并传输至客人的用户终端，每一个考题用于对某一个智能家居设备进行某种控制；客人通过房屋内的固有设备对考题内涉及的所有智能家居设备进行控制；主控制器对考题内涉及的所有智能家居设备进行验证，若均符合结果，则判定客人身份合法，否则判定客人身份不合法；
若客人身份合法，则所述客人通过主控制器获得临时登录权限，从而使得所述客人通过客人用户终端控制多个智能家居设备。
8.一种计算装置，包括存储器，用于存储一组指令；以及至少一个处理器，配置为执行该组指令以使得所述计算装置执行如权利要求1至6的任一项所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机的一组指令，该组指令用于在被执行时使所述计算机执行权利要求1至6的任一项所述的方法。
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