CN207135115U - 一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置及系统。其中无线投屏发射装置，用于与屏幕发射、接收终端相匹配，包括核心处理器以及分别与所述核心处理器通信连接的：媒体数据接口，用于与屏幕发射终端通信连接；存储器，用以存储真随机数密钥；编码器，用以对来自屏幕发射终端的数据进行编码得到编码后数据；无线通信模块，用于与屏幕接收终端通信连接；安全加密芯片，用于接收屏幕接收终端的认证信息，以及利用存储器的真随机数密钥对所述编码后数据进行加密以发送至屏幕接收终端。本实用新型无线投屏发射装置为屏幕发射终端提供投屏功能，使得屏幕接收终端通过连接其Wi‑Fi实现与屏幕发射终端的屏幕共享。

Description

一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置及系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置及系统。

背景技术

智能设备的广泛应用使得投屏技术也逐渐发展起来，投屏技术实质就是屏幕镜像技术，是指将一个设备上的资源(如图片、音频、视频、PPT等多媒体内容)投送到另一个设备屏幕上进行显示的技术。如将电脑上或者手机上播放的电影投送到更大的屏幕设备(如智能电视机)上显示，能够实现小屏切换到大屏，使得电影的视听效果更佳。

现阶段投屏技术的实现方式大致可以分为两种方式，分别是有线投屏方式和无线投屏方式。有线投屏方式需要利用视频转换线将两个设备连接起来，通过视频转换线来投射数据；在无线投屏方式中，两个设备只需要通过无线网络连接，音视频数据通过无线网络传输来投射数据；有线投屏在使用过程中容易受到线缆束缚，移动不方便，用户操作体验不好，因此，无线投屏得到广泛的应用和发展。

随着量子通信网络的发展及量子通信网络实用化的推进，基于量子通信网络来进行安全认证及安全数据传输的量子视频会议系统、量子白板系统等多媒体互动系统应运而生。在多人会议场景中，往往需要实现多人会议的无线屏幕共享，然而现有的基于WI-FI网络的无线屏幕共享技术并不能满足量子视频会议系统或量子白板系统的需求。

现有无线投屏方案中，设备之间数据传输的安全性存在安全隐患，且不能满足量子通信网络对安全性的要求，不能很好地应用于基于量子通信网络进行数据传输的多媒体交互系统。

实用新型内容

本实用新型根据量子通信网络及应用于量子通信网络中的多媒体设备的特点，提供一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，使得基于量子通信网络的多媒体设备可以通过该装置与其他设备完成屏幕共享。

一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，用于与屏幕发射、接收终端相匹配，包括核心处理器以及分别与所述核心处理器通信连接的：

媒体数据接口，用于与屏幕发射终端通信连接，接收来自屏幕发射终端的数据；

存储器，用以存储真随机数密钥；

编码器，用以对来自屏幕发射终端的数据进行编码得到编码后数据；

无线通信模块，用于与屏幕接收终端通信连接；

安全加密芯片，用于接收屏幕接收终端的认证信息，以及利用存储器的真随机数密钥对所述编码后数据进行加密以发送至屏幕接收终端。

本实用新型无线投屏发射装置为屏幕发射终端提供投屏功能，使得屏幕接收终端通过连接其Wi-Fi实现与屏幕发射终端的屏幕共享。

所述核心处理器一般为CPU，无线投屏发射装置中安装有软件形式的操作系统，以便于与用户交互以及协调各硬件之间的数据传输，为了实现多媒体等数据的编码和加密，在无线投屏发射装置中可以存储数据信息和各类密码学算法等。

作为优选，所述无线投屏发射装置为集成在屏幕发射终端内的主板芯片，或内插在屏幕发射终端上的主板板卡，或外插在屏幕发射终端上的USB Key。

作为优选，所述媒体数据接口为有线电路，例如与无线投屏发射装置形式相应的USB接口或板槽插脚等。

作为优选，所述安全加密芯片为TPM安全加密芯片。

为了实现数据的加密，安全加密芯片内配置有软件形式的加密模块，其包括的可执行指令用于将经由编码器编码的数据进行加密操作。该数据即为屏幕发射终端将要发送给屏幕接收终端的音、视频数据。编码器则主要用于对该音、视频信息进行编码。

为了进一步提高安全性，所述安全加密芯片内配置有软件形式的认证模块，用于在屏幕共享之前接收来自屏幕接收终端的认证信息，再发送至量子通信网络服务站进行认证。认证时屏幕接收终端与量子通信网络服务站之间可进行双向认证等方式，例如可参考申请号为201610843356.0的中国专利申请中的身份认证方法。

所述存储器，包含真随机数密钥存储区，主要用于存储真随机数密钥以供加密模块进行使用。

作为优选，所述存储器设有密钥数据接口，用以接收量子通信网络服务站所颁发的真随机数密钥。

所述无线通信模块为Wi-Fi通信模块。屏幕接收终端与该Wi-Fi通信模块建立连接，以获得来自屏幕发射终端的音、视频数据，该Wi-Fi通信模块还配置有用于记录当前接入的所有屏幕接收终端的列表。

本实用新型还提供一种无线投屏系统，包括配置在同一局域网下的屏幕发射终端和屏幕接收终端，还设有：

本实用新型所述的无线投屏发射装置，无线投屏发射装置通过自身的媒体数据接口与所述屏幕发射终端通信连接；

与所述屏幕接收终端匹配使用的量子密钥卡；

与所述局域网通信连接的量子通信网络服务站，用于经由无线投屏发射装置接收对屏幕接收终端的认证信息并进行认证，以及使无线投屏发射装置和屏幕接收终端的量子密钥卡之间共享所述真随机数密钥。

本实用新型中，只需要在屏幕发射终端上附加一个无线投屏发射装置就可以与其他任意多个完成相互认证的屏幕接收终端完成屏幕共享，并通过量子通信网络保证其可靠性和数据传输的安全性。

附图说明

图1为本实用新型基于真随机数密钥的无线投屏系统的示意图；

图2为本实用新型无线投屏发射装置的结构示意图；

图3为本实用新型无线投屏系统运行的流程图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型中一种基于真随机数密钥的无线投屏系统包括配置在同一局域网下的屏幕发射终端和屏幕接收终端，以及与局域网通信连接的量子通信网络服务站，屏幕发射终端配置有无线投屏发射装置，屏幕接收终端配置有量子密钥卡。

无线投屏发射装置：包括核心处理器以及分别与核心处理器通信连接的媒体数据接口、存储器、编码器、无线通信模块以及安全加密芯片。

无线投屏发射装置为屏幕发射终端提供投屏功能，使得屏幕接收终端通过连接其无线通信模块实现与屏幕发射终端的屏幕共享。

无线投屏发射装置具有相应的操作系统，可以存储数据信息和各类密码学算法等，表现形式为主板芯片，主板板卡，USB Key等。

其中核心处理器指的是CPU；安全加密芯片可以采用TPM安全加密芯片。

TPM安全加密芯片内部配置有软件形式的加密模块和认证模块，其中加密模块用于将屏幕发射终端发送给屏幕接收终端的音、视频等数据进行加密操作；认证模块主要用于在屏幕共享之前接收屏幕接收终端的认证信息并向量子通信网络服务站转发，具体可参考申请号为201610843356.0的中国专利申请中的身份认证方法。

编码器主要用于对发送的音、视频信息进行编码。

存储器包含真随机数密钥存储区，主要用于存储真随机数密钥以供加密模块进行使用，该真随机数密钥是由量子通信网络服务站所颁发，因此存储器具有连接到量子通信网络服务站获取所颁发真随机数密钥的密钥数据接口；例如量子通信网络服务站将真随机数密钥K颁发给无线投屏发射装置，而与其相应的真随机数密钥K’则保存在量子通信网络服务站内。

无线通信模块采用Wi-Fi通信模块，用于无线数据传输，开启Wi-Fi通信模块使得屏幕接收终端可以接入屏幕发射终端以获取音、视频数据，该Wi-Fi通信模块还包括列表模块，主要记录当前接入的所有屏幕接收终端。

本实用新型中，无线投屏发射装置是由所接入的量子通信网络服务站进行颁发和密钥充值，其具体的颁发和密钥充值的过程可参考申请号为201611215253.6的中国专利申请中密钥卡的颁发与充值过程。因此，该装置内存储有与所接入的量子通信网络服务站共享的真随机数密钥，它继承量子密钥卡的功能能够与量子通信网络进行安全通信，除此之外，它的主要功能是用来与配有量子密钥卡的屏幕接收终端进行数据无线传输以完成屏幕共享。

屏幕发射终端是指与业务服务器连接用于完成视频会议、电子白板等功能的终端设备，与业务服务器进行通信时又被称为客户端，优选为计算机、一体机等。

业务服务器是屏幕发射终端等业务客户端在进行音视频交互时的传输中枢，所有客户端的信息都需要经过业务服务器的处理再下发到其他业务客户端。一种特殊情况是，业务服务器和屏幕发射终端是一体的装置。

屏幕发射终端通过量子通信网络与业务服务器相连，在业务服务器的管理和操控下与其他客户端完成广域网或局域网中的音、视频交互。本实用新型中将它与无线投屏发射装置连接，以实现与其他终端设备的屏幕共享。

屏幕接收终端是指用于与屏幕发射终端共享屏幕的终端设备，优选为手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机、车载电脑等。它通过无线网络与屏幕发射终端进行通信并接收来自屏幕发射终端的音、视频信息，以实现与屏幕发射终端的屏幕共享。

屏幕接收终端配有量子密钥卡，该量子密钥卡是由量子通信网络服务站所颁发的入网凭证，内部存有与量子通信网络服务站共享的真随机数密钥，屏幕接收终端凭借该量子密钥卡接入量子通信网络完成安全通信。具体可参考申请号为201610842874.0的中国专利申请中对量子密钥卡的介绍。

量子通信网络服务站处在量子通信网络中，量子通信网络服务站之间通过直接或者间接相连构建量子通信网络，量子通信网络服务站之间通过共享的量子密钥完成安全通信；量子通信网络服务站可以颁发量子密钥卡给合法用户端，合法用户端使用该量子密钥卡接入到量子通信网络。具体可参考申请号为201610842874.0的中国专利申请中的量子通信网络服务站和量子通信网络。

结合图3，为本实用新型无线投屏系统运行过程包括：

1、组网的搭建

量子通信网络服务站之间通过直接或者间接相连形成量子通信网络。屏幕发射终端与屏幕接收终端处于同一个局域网内，都可接入到本地量子通信网络服务站，业务服务器也接入到本地量子通信网络服务站。屏幕发射终端配有无线投屏发射装置；屏幕接收终端配有量子密钥卡。

2、投屏前的准备

本实用新型中，屏幕发射终端凭借无线投屏发射装置与所接入的量子通信网络服务站之间进行安全通信，而屏幕接收终端凭借量子密钥卡与所接入的量子通信网络服务站之间进行安全通信。

本实用新型中，屏幕发射终端通过无线投屏发射装置开启投屏功能，且屏幕接收终端必须使用量子密钥卡并结合相应的软件功能(如解码功能)才能与屏幕发射终端的无线投屏发射装置配合完成投屏操作。

本实用新型中，屏幕接收终端必须与屏幕发射终端处于同一个局域网内。

本实用新型中，在投屏发生之前，屏幕发射终端和屏幕接收终端需要先登录到本地的量子通信网络服务站上。

3、投屏过程

当屏幕发射终端工作时，可以启动所连接的无线投屏发射装置的Wi-Fi功能，使得屏幕接收终端可以搜索到该屏幕发射终端并接入。具体的投屏过程如下：

屏幕接收终端搜索到屏幕发射终端所连接的无线投屏发射装置的Wi-Fi，并连接上该Wi-Fi；

屏幕接收终端将投屏请求信息发送给屏幕发射终端所连接的无线投屏发射装置，该无线投屏发射装置的认证模块将本次请求消息处理后再发送给量子通信网络服务站，量子通信网络服务站经过无线投屏发射装置的认证模块的处理和中转对屏幕接收终端进行双向身份认证。

认证成功后，量子通信网络服务站将与屏幕接收终端(或者屏幕发射终端)共享的一个真随机数密钥加密后发送给屏幕发射终端(或者屏幕接收终端)，使得屏幕接收终端和屏幕发射终端形成共享的会话密钥。

例如无线投屏发射装置的存储器中存储有真随机数密钥K，量子通信网络服务站将站内存储的与该真随机数密钥K相应的真随机数密钥K’发送给屏幕接收终端，以供量子密钥卡加密数据时使用。

真随机数密钥K以及相应的真随机数密钥K’既可以直接使用，也可以作为密钥种子使用。

屏幕发射终端通过无线投屏发射装置使用该会话密钥将投屏相关的音、视频数据先编码再加密，加密后通过Wi-Fi发送给屏幕接收终端。

屏幕接收终端使用量子密钥卡并结合相应的软件功能将加密的音、视频数据先利用真随机数密钥K’解密，再解码后显示出来以完成屏幕共享。

屏幕发射终端或者屏幕接收终端向对方发送投屏结束请求消息以结束投屏操作。

以上公开的仅为本实用新型的实施例，但是本实用新型并非局限于此，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。显然这些改动和变型均应属于本实用新型要求的保护范围保护内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何特殊限制。

Claims (6)

1.一种基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，用于与屏幕发射、接收终端相匹配，其特征在于，包括核心处理器以及分别与所述核心处理器通信连接的：

媒体数据接口，用于与屏幕发射终端通信连接，接收来自屏幕发射终端的数据；

存储器，用以存储真随机数密钥；

编码器，用以对来自屏幕发射终端的数据进行编码得到编码后数据；

无线通信模块，用于与屏幕接收终端通信连接；

安全加密芯片，用于接收屏幕接收终端的认证信息，以及利用存储器的真随机数密钥对所述编码后数据进行加密以发送至屏幕接收终端。

2.如权利要求1所述的基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，其特征在于，所述无线投屏发射装置为集成在屏幕发射终端内的主板芯片，或内插在屏幕发射终端上的主板板卡，或外插在屏幕发射终端上的USBKey。

3.如权利要求1所述的基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，其特征在于，所述安全加密芯片为TPM安全加密芯片。

4.如权利要求1所述的基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，其特征在于，所述存储器设有密钥数据接口，用以接收量子通信网络服务站所颁发的真随机数密钥。

5.如权利要求1所述的基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，其特征在于，所述无线通信模块为Wi-Fi通信模块。

6.一种无线投屏系统，包括配置在同一局域网下的屏幕发射终端和屏幕接收终端，其特征在于，还设有：

权利要求1～5任一项所述的基于真随机数密钥的无线投屏发射装置，无线投屏发射装置通过自身的媒体数据接口与所述屏幕发射终端通信连接；

与所述屏幕接收终端匹配使用的量子密钥卡；

与所述局域网通信连接的量子通信网络服务站，用于经由无线投屏发射装置接收对屏幕接收终端的认证信息并进行认证，以及使无线投屏发射装置和屏幕接收终端的量子密钥卡之间共享所述真随机数密钥。