CN116405324A - 一种数据处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据处理方法、装置、设备及存储介质，本发明通过将主设备与多个从设备进行级联，主设备在接收到外部设备的第一目标任务后，主设备首先对第一目标任务的任务数据进行处理生成第一数据。之后确定出当前处于空闲状态的第一从设备，并根据第一目标任务的类型，将第一数据分发至第一从设备中进行处理或将第一数据和签名数据发分至从设备中进行处理，后续再从从设备中获取运算结果。本发明通过将主设备和从设备进行级联，从而能够达到性能倍增的效果，并通过软件调度的方式控制从设备对数据进行处理，能够使得每个从设备都能发挥出最大的性能，解决了现有技术中车规处理器执行加解密算法的效率低下的技术问题。

Description

一种数据处理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及数据处理领域，尤其涉及一种数据处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前，随着车联网的兴起，车联网的安全越来越被用户所重视，而加密传输作为提高网络安全的有效手段，正在成为车联网的主流技术。然而，在加解密的过程中会降低车联网的传输速度，因此高性能的处理器是安全车联网畅通对接的首要前提。SM2签名验签算法是一种加解密算法，对处理器的性能要求较高，在有限的计算资源的前提下，突破性能上限是技术瓶颈。然而高性能的SM2签名验签并且通过车规相关认证的处理器往往价格不菲，想要突破性能，性价比自然会下降。

综上所述，如何在低成本的情况下提高车规处理器在执行加解密算法过程中的效率，成为了目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种数据处理方法、装置、设备及存储介质，能够在低成本的情况下提高车规处理器在执行加解密算法过程中的效率，解决了现有技术中车规处理器执行加解密算法的效率低下的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种数据处理方法，所述方法适用于与多个从设备级联的主设备，所述主设备用于与外部设备连接，所述方法包括：

确定当前是否接收到所述外部设备发送的第一目标任务，所述第一目标任务包括签名任务和验签任务；

当接收到所述第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，所述第一目标任务携带有相对应的任务数据；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，将所述第一数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，将所述第一数据和签名数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果；所述任务数据包括所述签名数据；

当没有接收到所述第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与所述第二目标任务相对应的目标从设备，从所述目标从设备中获取所述运算结果。

优选的，还包括：

当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果，所述任务数据包括所述签名数据。

优选的，所述主设备与所述从设备通过SPI接口相连接，且当所述从设备在执行所述签名流程或者所述验签流程时，所述从设备用于拉低所述SPI接口的MOSI引脚电平；

所述依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备，包括：

所述依次轮询每个所述从设备，确定当前所轮询的从设备的MOSI引脚的电平是否为低电平；

若不为所述低电平，确定当前所轮询的从设备为处于空闲状态的第一从设备。

优选的，还包括：

当接收到密钥生成任务时，依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第二从设备；

当存在处于所述空闲状态的第二从设备时，向所述第二从设备下发密钥生成指令，以使所述第二从设备生成密钥；

从所述第二从设备中获取所述密钥并进行保存；

依次轮询除了所述第二从设备以外的其他从设备，确定是否存在处于空闲状态的第三从设备；

当存在处于所述空闲状态的第三从设备时，向所述第三从设备同步所述密钥，直至所有的其他从设备同步所述密钥为止。

优选的，还包括：

当不存在处于所述空闲状态的第二从设备时，生成密钥并进行保存；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第四从设备；

当存在处于所述空闲状态的第四从设备时，向所述第四从设备同步所述密钥，直至所有所述从设备同步所述密钥为止。

优选的，还包括：

当接收到密钥导入任务时，接收所述外部设备发送的密钥并进行保存；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第五从设备；

当存在处于所述空闲状态的第五从设备时，向所述第五从设备导入所述密钥，直至所有所述从设备导入所述密钥为止。

优选的，还包括：

当接收到所述从设备发送的异常消息或所述从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，对所述从设备执行复位操作。

第二方面，本发明提供了一种数据处理装置，所述装置适用于与多个从设备级联的主设备，所述主设备用于与外部设备连接，所述装置包括：

任务判断模块，用于确定当前是否接收到所述外部设备发送的第一目标任务，所述第一目标任务包括签名任务和验签任务；

任务处理模块，用于当接收到所述第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，所述第一目标任务携带有相对应的任务数据；

空闲设备确定模块，用于依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

任务分发模块，用于当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，将所述第一数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，将所述第一数据和签名数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果；所述任务数据包括所述签名数据；

结果获取模块，用于当没有接收到所述第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与所述第二目标任务相对应的目标从设备，从所述目标从设备中获取所述运算结果。

第三方面，本发明提供了一种数据处理设备，所述数据处理设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行如第一方面所述的一种数据处理方法。

第四方面，本发明提供了一种存储计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的一种数据处理方法。

上述，本发明通过将主设备与多个从设备进行级联，主设备在接收到外部设备的第一目标任务后，主设备首先对第一目标任务的任务数据进行处理生成第一数据。之后确定出当前处于空闲状态的第一从设备，并根据第一目标任务的类型，将第一数据分发至第一从设备中进行处理或将第一数据和签名数据发分至从设备中进行处理，后续再从从设备中获取运算结果。本发明通过将主设备和从设备进行级联，从而能够达到性能倍增的效果，并通过软件调度的方式控制从设备对数据进行处理，能够使得每个从设备都能发挥出最大的性能，同时由于从设备的价格低廉，免去了选型，重复认证的时间消耗，能够在低成本的情况下提高车规处理器在执行加解密算法过程中的效率，解决了现有技术中车规处理器执行加解密算法的效率低下的技术问题。另外，本发明中性能的梯度可以自由修改，在性能要求低的时候，可以减少从设备的数量，而在性能要求高的时候，可以增加从设备的数量，从而组合出不同的性能区间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种数据处理方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的一种主设备与从设备以及外部设备的连接示意图。

图3为本发明实施例提供的一种主设备对目标任务进行处理的框架示意图。

图4为本发明实施例提供的另一种数据处理方法的流程图。

图5为本发明实施例提供的另一种主设备与从设备以及外部设备的连接示意图。

图6为本发明实施例提供的另一种主设备对目标任务进行处理的整体流程图。

图7为本发明实施例提供的主设备向从设备同步密钥的框架示意图。

图8为本发明实施例提供的主设备向从设备导入密钥的框架示意图。

图9为本发明实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的一种数据处理设备的结构示意图。

附图标记：

主设备10、从设备20、外部设备30。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本申请的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本申请的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种数据处理方法的流程图。本发明实施例提供的数据处理方法适用于与多个从设备级联的主设备，主设备用于与外部设备相连接。示例性的，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种主设备的结构示意图，主设备10通过接口与多个从设备20相连接，例如主设备10可通过SPI接口与多个从设备20相连接，其中从设备20的数量可根据实际需要进行设置，例如可以将从设备20的数量设置为4个或者8个等，在本实施例中不进行具体限定，另外，主设备10还用于与外部设备30相连接。本实施例中，主设备和从设备可以是中央处理器或者是微处理器等，本发明实施例提供的方法包括以下步骤：

步骤101、确定当前是否接收到外部设备发送的第一目标任务，第一目标任务包括签名任务和验签任务。

在本实施例中，主设备首先会确定当前是否接收到外部设备发送的第一目标任务，第一目标任务包括了签名任务或验签任务，其中签名任务，是指对数据进行签名的任务；验签任务，是指对数据的签名进行验证的任务。例如，对于SM2算法而言，其包括了签名任务和验签任务，SM2的签名任务包含两个过程：1、对长数据进行HASH（哈希）摘要，形成短数据；2、对短数据进行SM2加密，加密结果是签名数据。SM2的验签任务包含三个过程：1、对长数据进行HASH（哈希）摘要，形成短数据；2、对签名数据进行SM2解密，得到解密结果；3、将解密结果与短数据进行比对，一致则通过验证。具体的，本实施例中，当外部设备具有对数据进行签名的需求或者是对数据进行验签的需求时，则可以向主设备发送第一目标任务，同时第一目标任务中携带有任务数据。

步骤102、当接收到第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，第一目标任务携带有相对应的任务数据。

当主设备确定当前接收到外部设备发送的第一目标任务时，主设备会获取第一目标任务中携带的相对应的任务数据。之后，主设备会使用哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据。例如，当第一目标任务为SM2签名任务时，则主设备会首先使用哈希算法对任务数据进行HASH摘要，得到第一数据，当第一目标任务为SM2验签任务时，则主设备也会首先使用哈希算法对任务数据进行HASH摘要，得到第一数据。其中，需要进一步说明的是，由于进行HASH摘要所消耗的资源比SM2算法加解密所消耗的资源要小得多，一般难以突破主设备的性能上限，因此在主设备中进行HASH摘要即可。

步骤103、依次轮询每个从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备。

在得到第一数据后，主设备会进一步依次轮询每个从设备，从而确定出当前正处于空闲状态的第一从设备，其中空闲状态，是指当前不进行数据处理的从设备。一个实施例中，主设备与从设备通过SPI接口相连接，从设备在非空闲状态时，即进行数据处理时，会将SPI接口的引脚电平拉低，主设备通过检测从设备SPI接口的引脚电平，即可确定从设备是否处于空闲状态。

步骤104、当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为签名任务时，将第一数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为验签任务时，将第一数据和签名数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据和签名数据执行验签流程，得到运算结果；任务数据包括签名数据。

当主设备确定当前存在处于空闲状态的第一从设备后，主设备会进一步确定第一目标任务的类型。其中，当第一目标任务为签名任务时，主设备会将第一数据发送至第一从设备中，第一从设备在接收到第一数据后，对第一数据执行签名流程，对第一数据进行SM2加密，得到签名数据，即运算结果。而当第一目标任务为验签任务时，则主设备会从任务数据中获取签名数据，并将签名数据和第一数据发送至第一从设备中，第一从设备对第一数据和签名数据进行验签流程，即对第一数据进行SM2解密，得到解密结果，并将解密结果与签名数据进行比对，得到运算结果。

示例性的，主设备向第一从设备发送数据时，同时会在数据中携带本次第一目标任务的任务类型，任务类型包括签名任务和验签任务。当第一从设备接收到第一数据后，首先会确定任务类型，当任务类型为签名任务时，则第一从设备对第一数据进行签名流程。而当任务类型为验签任务时，则第一从设备对第一数据和签名数据进行验签流程，得到运算结果。

步骤105、当没有接收到第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与第二目标任务相对应的目标从设备，从目标从设备中获取运算结果。

主设备在将第一数据发送给第一从设备后，若主设备没有接收到外部设备发送的第一目标任务，并且当前还存在待获取运算结果的第二目标任务时，主设备会对与第二目标任务相对应的目标从设备进行轮询，从而获取与每个的第二目标任务相对应的运算结果。可理解，在本实施例中，每个第一目标任务对应一个目标从设备，当同一时间内需要执行多个第一目标任务时，则此时存在有多个目标从设备。

具体的，主设备在对每个第二目标任务相对应的目标从设备进行轮询时，首先确定当前所轮询的目标从设备是否处于空闲状态；若处于空闲状态，则从该目标从设备中获取运算结果；若不处于空闲状态，则说明该目标从设备还在运算中，继续轮询下一个目标从设备，如此反复，直至从所有的目标从设备中获取到相对应的运算结果为止，主设备对目标任务进行处理的整体过程如图3所示。

上述，本发明实施例通过将主设备与多个从设备进行级联，主设备在接收到外部设备的第一目标任务后，主设备首先对第一目标任务的任务数据进行处理生成第一数据。之后确定出当前处于空闲状态的第一从设备，并根据第一目标任务的类型，将第一数据分发至第一从设备中进行处理或将第一数据和签名数据发分至从设备中进行处理，后续再从从设备中获取运算结果。本发明实施例通过将主设备和从设备进行级联，从而能够达到性能倍增的效果，并通过软件调度的方式控制从设备对数据进行处理，能够使得每个从设备都能发挥出最大的性能，同时由于从设备的价格低廉，免去了选型，重复认证的时间消耗，能够在低成本的情况下提高车规处理器在执行加解密算法过程中的效率，解决了现有技术中车规处理器执行加解密算法的效率低下的技术问题。另外，本发明实施例中性能的梯度可以自由修改，在性能要求低的时候，可以减少从设备的数量，而在性能要求高的时候，可以增加从设备的数量，从而组合出不同的性能区间。

如图4所示，图4为本发明实施例提供的另一种数据处理方法的流程图，本发明实施例提供的数据处理方法是对上述数据处理方法的具体化，在本实施例中，主设备与从设备通过SPI接口相连接，且当从设备在执行签名流程或者验签流程时，从设备用于拉低SPI接口的MOSI引脚电平。具体的，如图5所示，主设备10与从设备20通过SPI接口相连接，主设备10与外部设备30也通过SPI接口相连接，从设备20接收数据以及反馈运算结果都通过SPI总线与主设备进行交互。从设备包括了三个运行状态：接收流程状态、发送流程状态以及运算状态，其中接收流程状态和发送流程状态属于空闲状态，而运算状态属于非空闲状态。

接收流程状态：从设备处于空闲状态，并且没有待应答的运算结果，随时接收来自主设备的任务。

发送流程状态：从设备运算结束得到运算结果，主设备在取走运算结果前，从设备都处于发送流程。

运算状态：从设备正在运算，此时从设备将SPI接口的MOSI引脚强行拉低，以告知主设备目标正在运算，不接受通讯和任务分发。

具体的，从设备启动后，首先会进入接收流程状态，并确定当前是否接收到主设备发送的任务。若是，则进入运算状态，并将SPI接口的MOSI引脚强行拉低。运算结束得到运算结果后，则释放MOSI引脚，进入发送流程状态，等待主设备取走运算结果。

本发明实施例提供的数据处理方法包括：

步骤201、确定当前是否接收到外部设备发送的第一目标任务，第一目标任务包括签名任务和验签任务。

步骤202、当接收到第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，第一目标任务携带有相对应的任务数据。

步骤203、依次轮询每个从设备，确定当前所轮询的从设备的MOSI引脚的电平是否为低电平。

本实施例中，主设备在轮询每个从设备时，会确定当前所轮询的从设备的MOSI引脚的电平是否为低电平。

步骤204、若不为低电平，确定当前所轮询的从设备为处于空闲状态的第一从设备。

如果当前所轮询的从设备的MOSI引脚为低电平，则说明此时该从设备未处于运算状态，即可确定该从设备为处于空闲状态的第一从设备。

步骤205、当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为签名任务时，将第一数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为验签任务时，将第一数据和签名数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据和签名数据执行验签流程，得到运算结果；任务数据包括签名数据。

步骤206、当没有接收到第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与第二目标任务相对应的目标从设备，从目标从设备中获取运算结果。

步骤207、当不存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为签名任务时，对第一数据执行签名流程，得到运算结果；当不存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为验签任务时，对第一数据和签名数据执行验签流程，得到运算结果，任务数据包括签名数据。

另外，在本实施例中，若所有的从设备中都不存在处于空闲状态的第一从设备时，则此时无从设备可用，为了避免影响第一目标任务的处理进度，此时主设备自行对第一数据执行签名流程或者对第一数据和签名数据执行验签流程，得到运算结果，其具体过程如图6所示。

在上述实施例的基础上，还包括：

步骤208、当接收到密钥生成任务时，依次轮询每个从设备，确定是否存在处于空闲状态的第二从设备。

在执行第一目标任务的过程中，由于涉及到加密和解密，为了使每个从设备从能进行加密和解密，在密钥方面，需要保证每个从设备的密钥同步。而密钥的生成方式包括了由从设备生成以及由外部设备导入两种方式，当需要由从设备生成密钥时，外部设备可向主设备发送密钥生成任务，主设备在接收到密钥生成任务后，会依次轮询每个从设备，确定出一个处于接收流程状态的第二从设备。

步骤209、当存在处于空闲状态的第二从设备时，向第二从设备下发密钥生成指令，以使第二从设备生成密钥。

在确定出处于接收流程状态的第二从设备后，主设备会向该第二从设备下发密钥生成指令，第二从设备在接收到该密钥生成指令后，会进入运算状态，执行密钥的生成流程。在生成密钥后，第二从设备进入发送流程状态，等待主设备取走密钥。

步骤210、从第二从设备中获取密钥并进行保存。

主设备在检测到第二从设备进入发送流程状态后，即可从第二从设备中获取密钥，并将密钥进行保存。

步骤211、依次轮询除了第二从设备以外的其他从设备，确定是否存在处于空闲状态的第三从设备。

主设备在保存密钥后，会进一步依次轮询除了第二从设备以外的其他从设备，确定当前其他从设备中是否存在处于空闲状态的第三从设备。

步骤212、当存在处于空闲状态的第三从设备时，向第三从设备同步密钥，直至所有的其他从设备同步密钥为止。

若存在处于空闲状态的第三从设备时，主设备会向第三从设备同步密钥，在向当前处于空闲状态的所有第三从设备同步密钥后，主设备会确定所有从设备是否均同步密钥，若没有，则会继续对没有同步密钥的从设备进行轮询，直至所有的从设备同步密钥为止。

上述，本发明实施例中当具有密钥生成任务时，主设备会调用处于空闲状态的从设备来生成密钥，在获取从设备生成的密钥后，再将密钥同步至其他从设备中，从而保证所有从设备中的密钥的一致，使得所有从设备均能够执行签名任务和验签任务。

在上述实施例的基础上，还包括：

步骤213、当不存在处于空闲状态的第二从设备时，生成密钥并进行保存。

在另一个实施例中，主设备在接收到外部设备的密钥生成任务后，对从设备进行轮询确定当前不存在处于空闲状态的第二从设备时，则主设备自身执行生成密钥的流程并对密钥进行保存。

步骤214、依次轮询每个从设备，确定是否存在处于空闲状态的第四从设备。

主设备在生成密钥后，需要对从设备进行轮询，确定出当前是否存在处于空闲状态的第四从设备。

步骤215、当存在处于空闲状态的第四从设备时，向第四从设备同步密钥，直至所有从设备同步密钥为止。

若存在处于空闲状态的第四从设备时，则主设备向当前处于空闲状态的所有第四从设备同步密钥后，主设备会确定所有从设备是否均同步密钥，若没有，则会继续对没有同步密钥的从设备进行轮询，直至所有的从设备同步密钥为止，主设备向从设备同步密钥的具体过程如图7所示。

上述，本发明实施例中当具有密钥生成任务时，且当前不存在处于空闲状态的从设备时，主设备自身会生成密钥，并将密钥同步至其他从设备中，从而保证所有从设备中的密钥的一致，使得所有从设备均能够执行签名任务和验签任务。

在上述实施例的基础上，还包括：

步骤216、当接收到密钥导入任务时，接收外部设备发送的密钥并进行保存。

在另一个实施例中，密钥也可以通过外部导入的方式输入至主设备中，再由主设备将密钥同步至从设备中。具体的，当外部设备需要向主设备导入密钥时，外部设备可先向主设备发送密钥导入任务，并将密钥发送至主设备中。当主设备在接收到密钥导入任务后，主设备接收外部设备发送的密钥并进行保存。

步骤217、依次轮询每个从设备，确定是否存在处于空闲状态的第五从设备。

在接收到外部设备发送的密钥后，主设备会依次轮询每个从设备，确定当前是否存在处于空闲状态的第五从设备。

步骤218、当存在处于空闲状态的第五从设备时，向第五从设备导入密钥，直至所有从设备导入密钥为止。

若存在处于空闲状态的第五从设备时，主设备会向第五从设备同步密钥，在向当前处于空闲状态的所有第五从设备同步密钥后，主设备会确定所有从设备是否均同步密钥，若没有，则会继续对没有同步密钥的从设备进行轮询，直至所有的从设备同步密钥为止，主设备向从设备导入密钥的具体过程如图8所示。

上述，本发明实施例中当外部设备向主设备导入密钥后，主设备会将密钥同步至其他从设备中，从而保证所有从设备中的密钥的一致，使得所有从设备均能够执行签名任务和验签任务。

在上述实施例的基础上，还包括：

步骤219、当接收到从设备发送的异常消息或从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，对从设备执行复位操作。

一个实施例中，当主设备接收到从设备发送的发送的异常消息，或者主设备检测到从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，则主设备确定此时该从设备异常，需要对从设备执行复位操作，从而使得从设备复位重启。具体的，当从设备失去响应时，若主设备在从设备的发送流程状态中接收到从设备发送的全0xFF消息或者全0x00消息时，则主设备确认此时该从设备处于异常状态，主设备拉低从设备的RESET引脚的电平，对从设备执行复位操作。在另一个实施例中，主设备也可在接收到的异常消息的次数超过三次时，才对从设备执行复位操作。在另一种情况下，当主设备检测到从设备未释放MOSI引脚的时间超过预设时长时，主设备也可认为该从设备异常，并对从设备执行复位操作。当从设备三次位无果时，此时主设备会认为该从设备已经进入不可控制状态，主设备会剔除该从设备并重新组建级联网络，同时记录下异常记录。

另外，当从设备接收到来自主设备校验不通过的第一数据时，则在下一个主设备获取运算结果的流程中，从设备会向主设备应答全0xAA消息，此时会触发主设备重新发送验证不通过的第一数据。

上述，本发明实施例在接收到从设备发送的异常消息或从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，会确定从设备处于异常状态，并对从设备执行复位操作，以便从设备能够脱离异常状态并正常工作。

如图9所示，图9为本发明实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图，

数据处理装置适用于与多个从设备级联的主设备，所述主设备用于与外部设备连接，所述装置包括：

任务判断模块301，用于确定当前是否接收到所述外部设备发送的第一目标任务，所述第一目标任务包括签名任务和验签任务；

任务处理模块302，用于当接收到所述第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，所述第一目标任务携带有相对应的任务数据；

空闲设备确定模块303，用于依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

任务分发模块304，用于当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，将所述第一数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，将所述第一数据和签名数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果；所述任务数据包括所述签名数据；

结果获取模块305，用于当没有接收到所述第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与所述第二目标任务相对应的目标从设备，从所述目标从设备中获取所述运算结果。

在上述实施例的基础上，还包括：

任务执行模块，用于当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果，所述任务数据包括所述签名数据。

在上述实施例的基础上，所述主设备与所述从设备通过SPI接口相连接，且当所述从设备在执行所述签名流程或者所述验签流程时，所述从设备用于拉低所述SPI接口的MOSI引脚电平；

空闲设备确定模块303包括：

电平检测子模块，用于所述依次轮询每个所述从设备，确定当前所轮询的从设备的MOSI引脚的电平是否为低电平；

状态确定子模块，用于若不为所述低电平，确定当前所轮询的从设备为处于空闲状态的第一从设备。

在上述实施例的基础上，还包括：

第一任务接收模块，用于当接收到密钥生成任务时，依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第二从设备；

指令下发模块，用于当存在处于所述空闲状态的第二从设备时，向所述第二从设备下发密钥生成指令，以使所述第二从设备生成密钥；

秘钥保存模块，用于从所述第二从设备中获取所述密钥并进行保存；

第三设备轮询模块，用于依次轮询除了所述第二从设备以外的其他从设备，确定是否存在处于空闲状态的第三从设备；

第一密钥同步模块，用于当存在处于所述空闲状态的第三从设备时，向所述第三从设备同步所述密钥，直至所有的其他从设备同步所述密钥为止。

在上述实施例的基础上，还包括：

密钥生成模块，用于当不存在处于所述空闲状态的第二从设备时，生成密钥并进行保存；

第四设备轮询模块，用于依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第四从设备；

第二密钥同步模块，用于当存在处于所述空闲状态的第四从设备时，向所述第四从设备同步所述密钥，直至所有所述从设备同步所述密钥为止。

在上述实施例的基础上，还包括：

第二任务接收模块，用于当接收到密钥导入任务时，接收所述外部设备发送的密钥并进行保存；

第五设备轮询模块，用于依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第五从设备；

秘钥导入模块，用于当存在处于所述空闲状态的第五从设备时，向所述第五从设备导入所述密钥，直至所有所述从设备导入所述密钥为止。

在上述实施例的基础上，还包括：

设备复位模块，用于当接收到所述从设备发送的异常消息或所述从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，对所述从设备执行复位操作。

本发明实施例提供的数据处理装置包含在数据处理设备中，且可用于执行上述实施例中提供的数据处理方法，具备相应的功能和有益效果。

值得注意的是，上述数据处理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本实施例还提供了一种数据处理设备，如图10所示，数据处理设备40包括处理器400以及存储器401；

存储器401用于存储计算机程序402，并将计算机程序402传输给处理器400；

处理器400用于根据计算机程序402中的指令执行上述的一种数据处理方法实施例中的步骤。

示例性的，计算机程序402可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器401中，并由处理器400执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序402在数据处理设备40中的执行过程。

数据处理设备40可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。数据处理设备40可包括，但不仅限于，处理器400、存储器401。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是数据处理设备40的示例，并不构成对数据处理设备40的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如数据处理设备40还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器400可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器401可以是数据处理设备40的内部存储单元，例如数据处理设备40的硬盘或内存。存储器401也可以是数据处理设备40的外部存储设备，例如数据处理设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器401还可以既包括数据处理设备40的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器401用于存储计算机程序以及数据处理设备40所需的其他程序和数据。存储器401还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种数据处理方法，该方法包括以下步骤：

确定当前是否接收到外部设备发送的第一目标任务，第一目标任务包括签名任务和验签任务；

当接收到第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，第一目标任务携带有相对应的任务数据；

依次轮询每个从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为签名任务时，将第一数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于空闲状态的第一从设备且第一目标任务为验签任务时，将第一数据和签名数据发送至第一从设备，以使第一从设备对第一数据和签名数据执行验签流程，得到运算结果；任务数据包括签名数据；

当没有接收到第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与第二目标任务相对应的目标从设备，从目标从设备中获取运算结果。

注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法适用于与多个从设备级联的主设备，所述主设备用于与外部设备连接，所述方法包括：

确定当前是否接收到所述外部设备发送的第一目标任务，所述第一目标任务包括签名任务和验签任务；

当接收到所述第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，所述第一目标任务携带有相对应的任务数据；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，将所述第一数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，将所述第一数据和签名数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果；所述任务数据包括所述签名数据；

当没有接收到所述第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与所述第二目标任务相对应的目标从设备，从所述目标从设备中获取所述运算结果。

2.根据权利要求1所述的一种数据处理方法，其特征在于，还包括：

当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当不存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果，所述任务数据包括所述签名数据。

3.根据权利要求1所述的一种数据处理方法，其特征在于，所述主设备与所述从设备通过SPI接口相连接，且当所述从设备在执行所述签名流程或者所述验签流程时，所述从设备用于拉低所述SPI接口的MOSI引脚电平；

所述依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备，包括：

所述依次轮询每个所述从设备，确定当前所轮询的从设备的MOSI引脚的电平是否为低电平；

若不为所述低电平，确定当前所轮询的从设备为处于空闲状态的第一从设备。

4.根据权利要求1所述的一种数据处理方法，其特征在于，还包括：

当接收到密钥生成任务时，依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第二从设备；

当存在处于所述空闲状态的第二从设备时，向所述第二从设备下发密钥生成指令，以使所述第二从设备生成密钥；

从所述第二从设备中获取所述密钥并进行保存；

依次轮询除了所述第二从设备以外的其他从设备，确定是否存在处于空闲状态的第三从设备；

当存在处于所述空闲状态的第三从设备时，向所述第三从设备同步所述密钥，直至所有的其他从设备同步所述密钥为止。

5.权利要求4所述的一种数据处理方法，其特征在于，还包括：

当不存在处于所述空闲状态的第二从设备时，生成密钥并进行保存；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第四从设备；

当存在处于所述空闲状态的第四从设备时，向所述第四从设备同步所述密钥，直至所有所述从设备同步所述密钥为止。

6.根据权利要求1所述的一种数据处理方法，其特征在于，还包括：

当接收到密钥导入任务时，接收所述外部设备发送的密钥并进行保存；

依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第五从设备；

当存在处于所述空闲状态的第五从设备时，向所述第五从设备导入所述密钥，直至所有所述从设备导入所述密钥为止。

7.根据权利要求1所述的一种数据处理方法，其特征在于，还包括：

当接收到所述从设备发送的异常消息或所述从设备处于非空闲状态的时间超过预设时长时，对所述从设备执行复位操作。

8.一种数据处理装置，其特征在于，所述装置适用于与多个从设备级联的主设备，所述主设备用于与外部设备连接，所述装置包括：

任务判断模块，用于确定当前是否接收到所述外部设备发送的第一目标任务，所述第一目标任务包括签名任务和验签任务；

任务处理模块，用于当接收到所述第一目标任务时，根据哈希算法对任务数据进行处理，得到第一数据，所述第一目标任务携带有相对应的任务数据；

空闲设备确定模块，用于依次轮询每个所述从设备，确定是否存在处于空闲状态的第一从设备；

任务分发模块，用于当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述签名任务时，将所述第一数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据执行签名流程，得到运算结果；当存在处于所述空闲状态的第一从设备且所述第一目标任务为所述验签任务时，将所述第一数据和签名数据发送至所述第一从设备，以使所述第一从设备对所述第一数据和所述签名数据执行验签流程，得到运算结果；所述任务数据包括所述签名数据；

结果获取模块，用于当没有接收到所述第一目标任务且确定存在待获取运算结果的第二目标任务时，依次轮询与所述第二目标任务相对应的目标从设备，从所述目标从设备中获取所述运算结果。

9.一种数据处理设备，其特征在于，所述数据处理设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行如权利要求1-7中任一项所述的一种数据处理方法。

10.一种存储计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一项所述的一种数据处理方法。

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