TWI824151B - 網路傳輸方法及封閉式系統 - Google Patents
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Abstract
一種網路傳輸方法適用於應用於一具有一第一裝置與一第二裝置的封閉系統，並適用於供該第一裝置傳輸資料至該第二裝置，且包含以下步驟。該第一裝置與該第二裝置皆預存有相同的一密碼產生模組及相同的一金鑰流產生模組。該第一裝置與該第二裝置各自根據該金鑰流產生模組產生相同的一金鑰流。該第一裝置根據該金鑰流加密一初始資料以形成一加密資料，並將該加密資料傳送至該第二裝置。透過該第一裝置與該第二裝置皆預存有相同的一密碼產生模組及相同的一金鑰流產生模組，使得所產生的該密碼與該金鑰流不會因受到中間人攻擊而被竊取，且該密碼、該金鑰流亦非以明文傳送，藉此，達到提升加密性的功效。
Description
本發明是有關於一種傳輸方法，特別是指一種網路傳輸方法及封閉式系統。
習知的一種網路傳輸方法，利用一次性密碼OTP(one-time password)進行加密傳輸，由於密碼為一次性有效，因此，可以避免受到重放攻擊(replay attack)。惟，此方法的壞處在於，如是透過文字簡訊的方式傳送此一次性密碼，對於中間人攻擊(Man-in-the-middle attack，MITM)的抗性較低，也就是說，駭客可以透過攻擊電信公司而攔截文字簡訊獲得該一次性密碼。
另一種習知的網路傳輸方法，為透過一次性密碼本OTP(one-time pad)進行加密傳輸，此方法被認為是理論上無法破解，但是，其在實際操作上有1.一次性密碼本不可重複使用，且必須對非關係人保密2.需要與被加密的檔案等長的問題。一般來說，可以使用初始向量解決第2點問題，惟，初始向量一般於網路上以明文傳送，因此導致存在被破解的可能性。
因此，本發明之目的，即在提供一種強化加密性的網路傳輸方法。
於是，本發明網路傳輸方法適用於應用於一具有一第一裝置與一第二裝置的封閉系統，並適用於供該第一裝置傳輸資料至該第二裝置。該網路傳輸方法包含以下步驟。
該第一裝置與該第二裝置皆預存有相同的一密碼產生模組及相同的一金鑰流產生模組。
該第一裝置之該密碼產生模組與該第二裝置之該密碼產生模組各自根據相同的一序號產生相同的一密碼。
該第一裝置之該金鑰流產生模組與該第二裝置之該金鑰流產生模組各自根據該序號與該密碼產生相同的一金鑰流。
該第一裝置根據該金鑰流加密一初始資料以形成一加密資料，並將該加密資料傳送至該第二裝置。
該第二裝置根據該金鑰流解密該加密資料，以獲得該初始資料。
因此，本發明之另一目的，即在提供一種強化加密性的封閉式系統。
於是，本發明封閉式系統，使用前述的網路方法進行資
料傳輸，並包含一第一裝置，及一訊號連接該第一裝置的第二裝置。
本發明之功效在於：透過該第一裝置與該第二裝置皆預存有相同的一密碼產生模組及相同的一金鑰流產生模組，使得所產生的該密碼與該金鑰流不會因受到中間人攻擊而被竊取，且該密碼、該金鑰流亦非以明文傳送，藉此，達到提升加密性的功效。
1:第一裝置
11:血氧感測器
12:第一中控模組
121:第一傳輸件
122:第一運算件
13:配件
14:加熱件
15:穿戴感測件
16:溫度感測件
17:充電片
2:第二裝置
21:舒緩件
22:使用感測件
23:第二中控模組
231:第二傳輸件
232:第二運算件
233:控制件
3:第三裝置
91:序號產生模組
92:密碼產生模組
93:金鑰流產生模組
101:步驟
102:步驟
103:步驟
104:步驟
105:步驟
106:步驟
S1:血氧訊號
S2:使用訊號
S3:提醒訊號
S4:警示訊號
S5:控制訊號
S6:穿戴訊號
S7:溫度訊號
D1:初始資料
D2:加密資料
N1:序號
N2:密碼
N3:金鑰流
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一張流程圖，說明本發明網路傳輸方法的一實施例；圖2是該實施例的一張示意圖；圖3是一張訊號方塊圖，說明本發明封閉式系統的一第一實施例；圖4是該第一實施例的一張立體示意圖；圖5是一張訊號方塊圖，說明本發明封閉式系統的一第二實施例；及圖6是該第二實施例的一張立體示意圖。
參閱圖1與圖2，本發明網路傳輸方法，適用於應用於一
具有一第一裝置1與一第二裝置2的封閉系統，並適用於供該第一裝置1傳輸資料至該第二裝置2。該網路傳輸方法包含以下步驟。
步驟901：該第一裝置1與該第二裝置2皆預存有相同的一序號產生模組91、相同的一密碼產生模組92及相同的一金鑰流產生模組93。
在本實施例的其他變化態樣中，該第一裝置1與該第二裝置2也可以僅預存相同的該密碼產生模組92與相同的該金鑰流產生模組93。
值得說明的是，該序號產生模組91、該密碼產生模組92與該金鑰流產生模組93可以是以各別預先燒錄於該第一裝置1與該第二裝置2的唯讀記憶體(read-only memory,ROM)，或是以其他方式個別儲存於該第一裝置1與該第二裝置2。由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此在此不多加說明。
步驟902：該第一裝置1通知該第二裝置2欲開始資料傳輸，該第一裝置1與該第二裝置2各自使用該序號產生模組91產生相同的該序號N1。
其中，由於該第一裝置1與該第二裝置2皆預存有相同的序號產生模組91，因此，所產生的該序號N1亦彼此相同。
在本實施例中，該序號產生模組91產生一次性序號N1，
於每次傳輸資料後，可透過該序號產生模組91再次產生一新的序號N1，藉此，提升加密性。
值得說明的是，該第一裝置1通知該第二裝置2的目的在於維護序號N1產生的次數，亦即，只有在需要傳輸資料時，該序號產生模組91才會開始產生序號N1。
步驟903：該第一裝置1之該密碼產生模組92與該第二裝置2之該密碼產生模組92各自根據相同的該序號N1產生相同的一密碼N2。
其中，由於該第一裝置1與該第二裝置2皆預存有相同的密碼產生模組92，因此，所產生的該密碼N2亦彼此相同。
值得說明的是，該密碼產生模組92為計數器或亂數產生器，且以該序號產生模組91所產生的該序號N1作為計數器的開始值或亂數產生器的種子。
步驟904：該第一裝置1之該金鑰流產生模組93與該第二裝置2之該金鑰流產生模組93各自根據該序號N1與該密碼N2產生相同的一金鑰流N3。
其中，由於該第一裝置1與該第二裝置2皆預存有相同的金鑰流產生模組93，因此，所產生的該金鑰流N3亦彼此相同。
在本實施例中，該金鑰流產生模組93為亂數產生器，並以該序號N1與該密碼N2做為種子計算出該金鑰流N3，該金鑰流
N3的長度與該初始資料D1的長度相同。於步驟904所用的資料與其長度可以但不限於下表所示。下表中，該序號N1的長度與該密碼N2長度之總和是128bits時，初始資料D1及加密資料D2的長度為128×k bits(k為大於0的正整數)，也就是為128bits的倍數。
值得說明的是，若所欲傳輸的原始資料D0(圖未示)長度(也就是如後述之該血氧感測器11所感測到的血氧值)小於初始資料D1的長度，也就是後述的血氧感測器11的感測資料長度小於後述之第一中控模組12所能傳輸的資料長度時，則該第一裝置1(後數之第一中控模組12)一般可以但不限於是以補0的方式達到初始資料的長度。例如該原始資料D0長度為252bits，該初始資料D1長度為256bits(128×k，k=2)，則該初始資料D1={D0,0,0,0,0}。
步驟905：該第一裝置1根據該金鑰流N3加密一初始資料D1以形成一加密資料D2，並將該加密資料D2傳送至該第二裝置2。
步驟906：該第二裝置2根據該金鑰流N3解密該加密資料D2，以獲得該初始資料D1。
於步驟905的加密的方式可以是使用如XOR(exclusive or)或AES(advanced encryption standard)算法，於步驟906的
加密方式可以是與步驟905相對應之算法，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。
經由以上的說明，可將前述實施例的優點歸納如下：
透過該第一裝置1與該第二裝置2皆預存有相同的一密碼產生模組92及相同的一金鑰流產生模組93，使得所產生的該密碼N2不會因受到中間人攻擊而被竊取，且該密碼N2、該金鑰流N3亦非以明文傳送，藉此，達到提升加密性的功效。
參閱圖2、圖3與圖4，是使用本發明網路傳輸方法進行資料傳輸的封閉式系統的一第一實施例，該封閉式系統包含一第一裝置1、一訊號連接該第一裝置1的第二裝置2，及一訊號連接該第一裝置1與該第二裝置2的第三裝置3。
該第一裝置1包括一適用於感測一使用者之血氧飽和度並輸出相關於所感測之血氧飽和度的該初始資料D1的血氧感測器11，及一訊號連接該血氧感測器11且用於加密該初始資料D1以輸出該加密資料D2的第一中控模組12。
該血氧感測器11可以但不限於是ADIO-MAX30100模組(廣華電子公司生產)，也可以是透過量測光強度變化以量測血氧濃度的感測器。
該第一中控模組12具有一用於加密該初始資料D1以形成該加密資料D2的第一運算件121，及一用於輸出該加密資料D2
的第一傳輸件122。在本實施例中，該第一中控模組12可以但不限於是NodeMcu WIFI V3晶片，同時兼具加密以及傳輸的功能。
該第二裝置2包括一適用於加熱該使用者之下肢的舒緩件21、一適用於感測該使用者是否使用該舒緩件21並輸出一使用訊號S2的使用感測件22，及一訊號連接該舒緩件21與該使用感測件22且用於接收該加密資料D2的第二中控模組23。
該舒緩件21是泡腳機。該第二中控模組23用於透過無線訊號(如：紅外線訊號)遙控控制該舒緩件21的開啟或關閉，且亦包含加熱電源控制與按摩滾輪控制的功能。
該使用感測件22為超音波感測器，適用於量測物體與自身的距離，如使用者使用該舒緩件21，該使用感測件22量測到該使用者的下肢與自身的距離為一第一距離，如使用者未使用該舒緩件21，該使用感測件22量測到該使用者的下肢與自身的距離為一第二距離，該第一距離小於該第二距離，藉此，透過該使用感測件22所輸出的使用訊號S2，該第二中控模組23可以判斷該使用者是否使用該舒緩件21。使用者亦可以使用其他量測距離的感測件，或是利用訊號遮斷機制判斷該使用者是否使用該舒緩件21。
該第二中控模組23解密該加密資料D2，並根據所得之該初始資料D1控制該舒緩件21是否啟動，詳細來說，該第二中控模組23於該初始資料D1對應的血氧飽和度小於一標準值時，輸出一
控制訊號S5以控制該舒緩件21啟動，並輸出一提醒訊號S3至該第三裝置3。此外，該第二中控模組23於該初始資料D1對應的血氧飽和度小於一標準值且控制該舒緩件21啟動後，若接收對應於使用者於一預定時間內未使用該舒緩件21的該使用訊號S2時，輸出一警示訊號S4至該第三裝置3。
較佳的是，若該第二中控模組23接收對應於使用者未使用該舒緩件21的該使用訊號S2時，還會輸出該控制訊號S5控制該舒緩件21關閉，藉此，達到省電的功效。
該第二中控模組23包括一第二傳輸件231、一第二運算件232，及一控制件233。該第二傳輸件231與該第二運算件232一般可以不限於是NodeMcu WIFI V3晶片，同時兼具傳輸與加密的功能。該控制件233為嵌入式系統，並包含一控制晶片(圖未示)，該控制晶片可以但不限於是Intel Cyclone IV晶片。該控制件233透過WIFI及該第二傳輸件231而能與該第二運算件232訊號連接，且用於控制該紓緩件21的開啟或關閉，及其他控制該舒緩件21的功能。在本實施例中，該第二控制件233設置在該第二裝置2，在本實施例的其他變化態樣中，該第二控制件233也可以與該第二傳輸件231與該第二運算件232整合。
該第三裝置3接收該警示訊號S4與該提醒訊號S3。
此外，若該第二中控模組23接收對應於使用者使用該舒
緩件21的該使用訊號S2時，該第三裝置3可以透過接收該第一裝置1的該血氧感測器11所輸出相關於所感測之血氧飽和度的該初始資料D1，通知該使用者的即時血氧飽和度，藉此，讓使用者得知何時可以停止使用該舒緩件21。
值得說明的是，該第一裝置1、該第二裝置2與該第三裝置3皆預存有相同的該序號產生模組91、相同的該密碼產生模組92及相同的該金鑰流產生模組93，因此，三者之間可以彼此透過前述的網路傳輸方法進行加密的資料傳輸。
在本實施例中，該提醒訊號S3與該警示訊號S4皆為文字訊息，且可以是在聊天軟體(如：LINE)內所呈現，因此，可以透過聊天軟體本身的提醒鈴聲功能，提醒該使用者及家人。該提醒訊號S3的內容可以是”<90缺氧了，請使用泡腳機”，該警示訊號S4的內容可以是”缺氧者未使用泡腳機”。
在本實施例中，該第三裝置3是手持式電子產品，如手機、平板電腦等。值得注意的是，前述第三裝置3的數量不限於是一。例如，前述第三裝置3有二，其中一第三裝置3為使用該舒緩件21的使用者所持有，另一第三裝置3為前述使用者的家人(以下簡稱家人)所持有。以下之使用情境中，前述第三裝置3有兩個。
本實施例之使用情境：一般長輩的身體狀況較為不好，例如在冬天寒流來襲時，溫度驟降讓血管縮緊、血液循環不良，而
須使用該舒緩件21(泡腳機)以改善血液循環問題，然而其控制方式都需要人主動去進行機器操作。惟，人總有惰性或因記性有限，因此造成使用該舒緩件21的次數不多，以致舒緩效益有限。
前述實施例的優點歸納如下：
1.於該第一裝置1傳輸該初始資料D1(血氧飽和度)時，該使用者的病理資料可以因使用前述的網路傳輸方法傳輸，藉此，達到完整的加密性。
2.透過設置該第一裝置1的血氧感測器11，與該第二裝置2的該第二中控模組23，當該第二中控模組23於該初始資料D1對應的血氧飽和度小於該標準值時，輸出該控制訊號S5以控制該舒緩件21啟動，並輸出該提醒訊號S3至該第三裝置3。因此，透過該提醒訊號S3提醒該使用者使用該舒緩件21，如該使用者未得知該提醒訊號S3，則使用者的家人亦因為有接收到該提醒訊號S3而以口頭、電話或其他方式提醒使用者使用該舒緩件21。
3.此外，如該第二中控模組23接收對應於使用者於該預定時間內未使用該舒緩件21的該使用訊號S2時，輸出該警示訊號S4至該第三裝置3，因此，可以再次提醒該使用者與該使用者的家人。
4.最後，由於該第三裝置3以可以接收來自該第一裝置1的初始資料D1，因此，於該第二中控模組23接收對應於使用者使
用該舒緩件21的該使用訊號S2時，該第三裝置3可以通知該使用者的即時血氧飽和度，藉此，讓使用者得知何時可以停止使用該舒緩件21。
參閱圖2、圖5與圖6，是使用本發明網路傳輸方法進行資料傳輸的封閉式系統的一第二實施例，該封閉式系統包含一第一裝置1，及一訊號連接該第一裝置1的第二裝置2。
該第一裝置1包括一訊號連接該穿戴感測件15的第一中控模組12、一適用於供該使用者穿戴的配件13、一設置於該配件13且用於加熱該使用者的下肢的加熱件14、一適用於感測該使用者是否穿戴該配件13並輸出一穿戴訊號S6的穿戴感測件15，及一用於感測該加熱件14的一溫度並輸出相關於該溫度的溫度訊號S7的溫度感測件16。
該配件13為壓力襪。
該加熱件14為石墨碳纖維發熱片，且為透過以電磁共振方式進行無線充電的一充電片17進行供電。值得說明的是，電磁共振技術相比於電磁感應，解決了能量傳輸距離的問題。
該穿戴感測件15可以但不限於是壓力感測器，當使用者穿戴該配件13時，該穿戴感測件15量測到一第一壓力值並輸出該穿戴訊號S6，當使用者未穿戴該配件13時，該穿戴感測件15量測到一第二壓力值並輸出該穿戴訊號S6，該第一壓力值大於該第二壓
力值，藉此，該第一中控模組12可以根據該穿戴訊號S6判斷該使用者是否穿戴該配件13。
該第一中控模組12用於接收該溫度訊號S7並根據該溫度訊號S7控制該加熱件14是否進行加熱，該初始資料D1相關於該穿戴訊號S6與該溫度訊號S7。
該第二裝置2為手持電子產品，並用於接收該穿戴訊號S6。
本實施例之使用情境：多數民眾患有下肢靜脈曲張，惟，就醫人數卻很少，且很難預防。本實施例透過該加熱件14可間斷地加熱該配件13，使小腿肌肉更舒適的舒展，藉此減少靜脈曲張發生的機率。
前述實施例的優點歸納如下：
1.於該第一裝置1傳輸該初始資料D1(相關於該穿戴訊號S6與該溫度訊號S7)時，該使用者的病理資料可以因使用前述的網路傳輸方法傳輸，藉此，達到完整的加密性。
2.透過設置該穿戴感測件15，在該二裝置接收並解密該加密資料D2，且根據該初始資料D1中的穿戴訊號S6判斷該使用者是否穿戴該配件13後，如該使用者未穿戴該配件13，該第二裝置2可以提醒該使用者需使用該配件13。
3.透過設置該溫度感測件16與該第一中控模組12，該第
一中控模組12用於接收該溫度訊號S7並根據該溫度訊號S7控制該加熱件14是否進行加熱，藉此，在該溫度訊號S7所對應的溫度值不小於一上限值時，該第一中控模組12控制該加熱件14停止加熱，在該溫度訊號S7所對應的溫度值小於一下限值時，該第一中控模組12控制該加熱件14開始加熱，藉此，使該加熱件14可間隔地加熱下肢，達到舒緩腿部肌肉的功效。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
101:步驟
102:步驟
103:步驟
104:步驟
105:步驟
106:步驟
Claims (10)
- 一種網路傳輸方法，適用於應用於一具有一第一裝置與一第二裝置的封閉系統，並適用於供該第一裝置傳輸資料至該第二裝置，該網路傳輸方法包含以下步驟：(A)該第一裝置與該第二裝置皆預存有相同的一密碼產生模組及相同的一金鑰流產生模組，其中，該第一裝置包括一第一功能組件，及一訊號連接於該第一功能組件的第一中控模組，該第二裝置包括一第二功能組件，及一訊號連接於該第二功能組件的第二中控模組，該密碼產生模組與該金鑰流產生模組各別預先燒錄於該第一中控模組與該第二中控模組，該第一中控模組與該第二中控模組各自預存相同的一序號產生模組，該等序號產生模組用來產生相同的一序號；(B)該第一裝置之該密碼產生模組與該第二裝置之該密碼產生模組各自根據相同的該序號產生相同的一密碼；(C)該第一裝置之該金鑰流產生模組與該第二裝置之該金鑰流產生模組各自根據該序號與該密碼產生相同的一金鑰流；(D)該第一裝置根據該金鑰流加密一初始資料以形成一加密資料，並將該加密資料傳送至該第二裝置；及(E)該第二裝置根據該金鑰流解密該加密資料，以獲 得該初始資料。
- 如請求項1所述的網路傳輸方法，於該步驟(B)前，還包含以下步驟：(F)該序號產生模組各別預先燒錄於該第一中控模組與該第二中控模組；及(G)該第一裝置通知該第二裝置欲開始資料傳輸，該第一中控模組與該第二中控模組各自使用該序號產生模組產生相同的該序號。
- 如請求項1所述的網路傳輸方法，其中，於該步驟(B)中，該密碼產生模組為計數器或亂數產生器。
- 如請求項1所述的網路傳輸方法，其中，於該步驟(C)中，該金鑰流產生模組為亂數產生器，並以該序號與該密碼做為種子計算出該金鑰流，該金鑰流的長度與該初始資料的長度相同。
- 一種使用請求項1所述的網路傳輸方法進行資料傳輸的封閉式系統，包含：一第一裝置；及一訊號連接該第一裝置的第二裝置。
- 如請求項5所述的封閉式系統，其中，該第一功能組件是適用於感測一使用者之血氧飽和度並輸出相關於所感測之血氧飽和度的該初始資料的血氧感測器，該第一中控模組訊號連接該第一供能件且用於加密該初始資料以輸出該加密資料，該第二功能組件適用於加熱該使用者之下肢的舒緩件，該第二中控模組用於接收該加密資料並 解密該加密資料，並根據所得之該初始資料控制該第二功能組件是否啟動。
- 如請求項6所述的封閉式系統，其中，該第二中控模組於該初始資料對應的血氧飽和度小於一標準值時，控制該第二功能組件啟動。
- 如請求項7所述的封閉式系統，還包含一訊號連接該一裝置與第二裝置的第三裝置，該第二裝置還包括一適用於感測該使用者是否使用該第二功能組件並輸出一使用訊號的使用感測件，該第二中控模組於該初始資料對應的血氧飽和度小於一標準值且控制該第二功能組件啟動後，若接收對應於使用者未使用該第二功能組件的該使用訊號時，輸出一警示訊號至該第三裝置。
- 如請求項5所述的封閉式系統，其中，該第一功能組件用於加熱該使用者的下肢，並包括一適用於供該使用者穿戴的配件、一設置於該配件且用於加熱該使用者的下肢的加熱件，及一訊號連接於該第二中控模組且適用於感測該使用者是否穿戴該配件並輸出一穿戴訊號的穿戴感測件，該第二裝置為手持電子產品，該初始資料至少相關於該穿戴訊號。
- 如請求項9所述的封閉式系統，其中，該第一功能組件還包括一用於感測該加熱件的一溫度並輸出相關於該溫度的溫度訊號的溫度感測件，該第一中控模組用於接收該溫度訊號並根據該溫度訊號控制該加熱件是否進行加熱，該初始資料相關於該穿戴訊號與該溫度訊號。
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