CN206673973U - 一种基于vlc的单向导入便携设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及信息安全数据传输技术领域，尤其涉及一种基于VLC的单向导入便携设备，包括便携盒体，设置在便携盒体内的发射端组件和接收端组件，以及连接发射端组件和接收端组件的光传输通道；发射端组件包括通过电缆依次连接的第一接入模块、第一主控模块、高阶FIR数字滤波器均衡电路和第一传输模块；接收端组件包括通过电缆依次连接的第二传输模块、第二主控模块和第二接入模块；第一传输模块与第二传输模块之间采用VLC模式进行单向传输数据；光传输通道为密闭遮光的管道。本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备，具有体积小、便携性良好，安全性强，传输效率高，使用更灵活，具备单向数据传输，具有安全可视性，稳定可靠的优点。

Description

一种基于VLC的单向导入便携设备

技术领域

本实用新型涉及信息安全数据传输技术领域，尤其涉及采用VLC(Visible LightCommunication)技术，具备单向数据传输，体积小，具有安全可视性，传输效率高、稳定可靠的一种基于VLC的单向导入便携设备。

背景技术

在目前信息化时代，为了确保信息安全，必须牺牲数据共享，物理隔离的独立网络模式在党政机关、企事业单位、团体组织的信息化建设中被广泛使用，但是这种模式严重影响了信息化进程和办公效率，在实际信息传递应用中，存在从非涉密移动存储介质向涉密计算机终端进行单向安全传输的迫切需求。所谓单向安全传输技术是利用硬件物理上单向传输的特性，结合软件单向发送文件实现数据不可逆传输的技术，是真正安全的单向传输技术。只有在硬件物理上单向的传输技术才是真正做到不可修改的单向传输，完全通过软件方式来控制的单向传输技术，从理论上来讲随着网络技术的发展，都是存在通过软件修改、替换等方式来改变其单向性的安全隐患。

目前的单向安全传输技术大致包括以下几种：

1)基于隔离卡、防火墙、网闸等传统网路安全产品进行单向安全传输的技术。由于这些产品自身存在设计缺陷和安全漏洞，并没有实现物理单向传输，特别是在涉密网络中依然无法满足保密需求，存在较大的安全隐患，例如防火墙通过配置安全策略来控制进出的网络信息数据，各种策略是在各类病毒攻击方式经过专家分析后给出其特征进而设置的，所以不能抵挡最新的未设置策略的攻击漏洞，所以其主要应用于双向数据交互的网络安全，无法确保信息的绝对安全。且隔离卡、网闸等网络安全产品根据现有的传输效率无法满足海量数据传输的需要。网闸不能防止泄密，原因在于网闸允许信息双向流动，没有实现物理单向，而只要存在信息传输，就存在创建隐蔽通道的可能性。传统的防火墙、网闸等网络安全产品在保护网络安全上，没有实现物理单向传输，更没有实现物理隔离。

2)基于U盘、移动硬盘、光盘等存储介质进行数据传输的技术。U盘或移动硬盘直接与涉密网络的电脑进行物理连接，以实现其与电脑间的信息交互，但是它们之间的信息交互是双向的，即在将U盘或移动硬盘的信息传输给电脑时，电脑中的信息亦可传输到U盘或移动硬盘。采用一次性刻录光盘进行单向数据传输，虽然可以实现物理隔离，但是存在使用不便、资源浪费、传输效率低等不足。

3)基于单向隔离光闸进行单向数据传输的技术。采用数据二级管和光纤通信的单向数据传输模式均会造成两个物理隔离的网络之间产生了物理连接，无法消除通道带来的安全隐患，且常见的产品存在体积大、成本高、局限性等不足。

4)基于VLC通信进行单向数据传输的技术。目前常见主要是体积庞大的实验样机，依然存在设计复杂度高、成本高、功耗大等不足，无法满足用户移动性、便携性等需求。

针对目前已有技术以及已有技术的缺点进行研究和分析后发现，现有的数据传输技术均存在上述相应的缺陷和不足。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有单向数据传输设备由于其传输原理或结构设计的限制，均存在无物理隔离、体积较大、安全性低、传输效率低和使用不便等不足，而提供一种基于VLC的单向导入便携设备，实现了低密级移动存储设备向高密级计算机终端的单向传输，满足物理隔离和单向安全传输等需求，兼容现有计算机终端和移动存储介质通用传输接口，可实现小型化的便携需求，相比已有单导设备体积更小、安全性更强、传输效率更高、使用更灵活。

本实用新型是这样实现的：一种基于VLC的单向导入便携设备，包括便携盒体，设置在便携盒体内的发射端组件和接收端组件，以及连接发射端组件和接收端组件的光传输通道；

所述发射端组件包括通过电缆依次连接的第一接入模块、第一主控模块、高阶FIR数字滤波器均衡电路和第一传输模块；

所述接收端组件包括通过电缆依次连接的第二传输模块、第二主控模块和第二接入模块；

所述第一传输模块与第二传输模块之间采用VLC模式进行单向传输数据；

所述第一传输模块与第二传输模块正对设置，设置在第一传输模块与第二传输模块之间的光传输通道为密闭遮光的管道。

进一步的，所述第一接入模块和所述第二接入模块均采用USB接口，且采用USB-串口标准转换芯片，所述第一接入模块用于连接非涉密移动存储介质，所述第二接入模块用于连接涉密主机设备。

进一步的，所述第一主控模块和第二主控模块均为ARM嵌入式控制模块。

进一步的，所述第一传输模块包括“电-光”转换电路以及商用白光LED，将第一电信号转换为光信号，并通过商用白光LED传输携带有用信息的可见光信号。

进一步的，所述第二传输模块包括“光-电”转换电路、用于接收可见光信号的商用光电检测器件PD和与之匹配的低噪声前置放大电路，其中光电检测器件PD为商用PIN光电二极管，低噪声前置放大电路为互阻前置运算放大器电路。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的基于VLC的单向导入便携设备采用VLC传输技术，实现低密级移动存储设备向高密级计算机终端的单向传输，能够满足物理隔离和单向安全传输等需求，兼容现有计算机终端和移动存储介质通用传输接口，实现小型化便携的需求，相比已有单导设备体积更小、安全性更强、传输效率更高、使用更灵活；相比现有的技术，由于设备内部是采用无线连接的VLC单向传输，具有安全可视性；采用先进调制编码技术，匹配高阶FIR数字滤波器均衡电路，提升传输吞吐率，传输效率更快；增加纠错机制，传输稳定可靠；便于在涉密计算机终端使用，可以将U盘等非涉密移动存储介质上的文件导入到涉密计算机终端。

总之，本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备，具有体积小、便携性良好，安全性强，传输效率高，使用更灵活，具备单向数据传输，具有安全可视性，稳定可靠的优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备的系统结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备的外部连接示意图。

图3为本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备中高阶FIR数字滤波器均衡电路示意图。

图4为本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备中第一主控模块的工作原理流程示意图。

图5为本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备中第二主控模块的工作原理流程示意图。

图中：1、第一接入模块；2、第一主控模块；3、高阶FIR数字滤波器均衡电路；4、第一传输模块；5、第二传输模块；6、第二主控模块；7、第二接入模块；8、光传输通道；9、便携盒体。

具体实施方式

本实用新型的目的为提供一种基于VLC的单向导入便携设备，一方面是采用VLC进行单向数据传输，新增高阶FIR数字滤波器均衡电路3，提升传输速率；另外一方面是通过有限范围的透明传输，增强数据传输的可视安全性；再者，本发明是便携型小型化设备，灵活方便，可满足涉密场所日常办公数据单向导入。实现了低密级移动存储设备向高密级计算机终端的单向传输，满足物理隔离和单向安全传输等需求，兼容现有计算机终端和移动存储介质通用传输接口，可实现小型化的便携需求，相比已有单导设备体积更小、安全性更强、传输效率更高、使用更灵活。

如图１~5所示，一种基于VLC的单向导入便携设备，包括便携盒体9，设置在便携盒体9内的发射端组件和接收端组件，以及连接发射端组件和接收端组件的光传输通道8；

其中发射端组件包括通过电缆依次连接的第一接入模块1、第一主控模块2、高阶FIR数字滤波器均衡电路3和第一传输模块4；接收端组件包括通过电缆依次连接的第二传输模块5、第二主控模块6和第二接入模块7；第一传输模块4与第二传输模块5之间采用VLC模式进行单向传输数据；第一传输模块4与第二传输模块5正对设置，设置在第一传输模块4与第二传输模块5之间的光传输通道8为密闭遮光的管道。上述第一接入模块1和所述第二接入模块7均采用USB接口，且采用USB-串口标准转换芯片，第一接入模块1用于连接非涉密移动存储介质，第二接入模块7用于连接涉密主机设备。第一主控模块2和第二主控模块6均为ARM嵌入式控制模块，第一主控模块2具有编码、高效调制、MD5校验等功能，第二主控模块6具有解码、高效解调、MD5校验等功能。第一传输模块4包括“电-光”转换电路以及商用白光LED，将第一电信号转换为光信号，并通过商用白光LED传输携带有用信息的可见光信号。第二传输模块5包括“光-电”转换电路、用于接收可见光信号的商用光电检测器件PD和与之匹配的低噪声前置放大电路，其中光电检测器件PD为商用PIN光电二极管，低噪声前置放大电路为互阻前置运算放大器电路。其中高阶FIR数字滤波器均衡电路3可以进一步将调制带宽提高到60MHz，是数据传输效率更高，稳定可靠。

上述编码技术采用RS(Reed Solomon)码和卷积码的级联编码方式；调制技术采用非对称修剪光正交频分复用调制(Asymmetrically clipped optical OFDM)；MD5校验主要是增加校验功能，便于校验数据单向传输的正确性；VLC光传输协议层采用基于UDP的私有协议，单向无反馈。

具体使用时，当有数据需要从非涉密移动存储介质单向导入到涉密主机设备时，可以将非涉密移动存储介质与基于VLC的单向导入便携设备通过第一接入模块1进行连接，将涉密主机设备与基于VLC的单向导入便携设备通过第二接入模块7进行连接，第一接入模块1主要是用于接收非涉密移动存储介质的第一数据，并将其转发到第一主控模块2，且第一接入模块1由第一主控模块2进行控制，第一主控模块2控制第一接入模块1，开始传输第一数据，进入发送文件阶段；当接收到第一数据时，产生MD5校验码，产生第二数据，并进入是否发送文件判断阶段，等待指示命令；当用户操作未选择发送文件时，自动回到发送文件阶段，当用户操作选择发送文件时，进入传输完毕判断阶段；在传输完毕判断阶段，当未接收数据传输完毕指示时，开始下一次数据传输，转到发送文件阶段，当接收到数据传输完毕指示后，本次数据传输结束；经过第一主控模块2后输出第二数据，再传输至高阶FIR数字滤波器均衡电路3，高阶FIR数字滤波器均衡电路3详细实施例为：SRL第一行的从右边数的第一列为数据的0位，第二列为数据的1位，第三列为数据的2位，第四列为数据的3位。第二行、三行、四行相似。在第一个时钟周期，3（7、11、15）位同时进入查找表ROM中，查到所要的数据，第二个时钟周期，2（6、10、14）位同时进入ROM中，查到所要的数据，所查的数据传递给下一级累加器进行累加，依次，对1（5、9、13）、0（4、8、12）进行操作并进行移位累加，由于每个块之间相差4位，即16倍，为了对应相加，所以乘16。经过滤波均衡等操作后，产生第三数据。第三数据送至第一传输模块4，将第三数据转换为第一模拟信号，并经由运放驱动模拟电路后，转换为VLC信号，经由LED发出；第二传输模块5的光电检测器件接收到VLC信号，并经由模拟驱动电路后转换为第二模拟信号，再经过模数转换器转换为第四数据，第四数据传输至第二主控模块6；第二主控模块6输出第五数据，并传输至第二接入模块7，转发到涉密主机设备。

由以上具体实施方式可知，本实用新型提供的一种基于VLC的单向导入便携设备，具有体积小、便携性良好，安全性强，传输效率高，使用更灵活，具备单向数据传输，具有安全可视性，稳定可靠的优点。

Claims (5)

1.一种基于VLC的单向导入便携设备，其特征在于：包括便携盒体，设置在便携盒体内的发射端组件和接收端组件，以及连接发射端组件和接收端组件的光传输通道；

所述发射端组件包括通过电缆依次连接的第一接入模块、第一主控模块、高阶FIR数字滤波器均衡电路和第一传输模块；

所述接收端组件包括通过电缆依次连接的第二传输模块、第二主控模块和第二接入模块；

所述第一传输模块与第二传输模块之间采用VLC模式进行单向传输数据；

所述第一传输模块与第二传输模块正对设置，设置在第一传输模块与第二传输模块之间的光传输通道为密闭遮光的管道。

2.根据权利要求1所述的基于VLC的单向导入便携设备，其特征在于：所述第一接入模块和所述第二接入模块均采用USB接口，且采用USB-串口标准转换芯片，所述第一接入模块用于连接非涉密移动存储介质，所述第二接入模块用于连接涉密主机设备。

3.根据权利要求1所述的基于VLC的单向导入便携设备，其特征在于：所述第一主控模块和第二主控模块均为ARM嵌入式控制模块。

4.根据权利要求1所述的基于VLC的单向导入便携设备，其特征在于：所述第一传输模块包括“电-光”转换电路以及商用白光LED，将第一电信号转换为光信号，并通过商用白光LED传输携带有用信息的可见光信号。

5.根据权利要求1所述的基于VLC的单向导入便携设备，其特征在于：所述第二传输模块包括“光-电”转换电路、用于接收可见光信号的商用光电检测器件PD和与之匹配的低噪声前置放大电路，其中光电检测器件PD为商用PIN光电二极管，低噪声前置放大电路为互阻前置运算放大器电路。