基于物聯網設備的安全高效通信方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯網設備的安全高效通信方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著國內外物聯網浪潮的興起，各種物聯網智能硬件如雨后春筍般涌現，小到日常使用的智能牙刷，以及各種前端傳感器，大到企業(yè)級或工業(yè)級的智能終端，智能機器人，形形色色的各種物聯網設備正以前所未有的速度互聯互通，但隨之而來的數據通信的安全性卻無法得到及時的保障。不像互聯網時代，大部分的聯網設備都具有高性能的處理器，可以運行功能復雜的通信加解密算法以及復雜的身份ID識別。物聯網中的很多設備或者前端節(jié)點都是微型處理器，資源和1性能都很弱，無法運行龐雜的數據通信加解密算法，從而導致數據安全遭到極大威脅。本發(fā)明就是在這種背景下提出一種高效高可靠的物聯網設備通信加密方法。本方法普遍適用于當前物聯網主流的微型處理器及前端傳感器節(jié)點。
[0003]專利201010155350.7公開了一種物聯網應用模塊及物聯網應用與物聯網終端的通信方法。解決了相關技術中通信方式加重了 M2M平臺的負荷、增加了系統(tǒng)時延的問題，實現了降低M2M平臺的負荷、簡化整個系統(tǒng)的處理環(huán)節(jié)、減少系統(tǒng)時延。
[0004]專利201410681691.6公開了一種物聯網設備與物聯網服務器通信方法及裝置，將不同通信規(guī)范的數據轉換為統(tǒng)一通信規(guī)范的數據，使得物聯網服務器不需要關心不同物聯網設備的通信差異，大大提高了物聯網服務器的工作效率。
[0005]專利201210066318.0公開了一種物聯網通信方法和裝置，可以使物聯網通信系統(tǒng)在資源浪費較少的同時降低設備的處理復雜度。
[0006]但上述發(fā)明實現的各種解決方案，都是側重于物聯網中設備和節(jié)點的簡化通信報文，或者簡化通信中的差異，從而降低物聯網中設備或節(jié)點通信的難度和復雜度，都無法實現在高效通信的同時保證通信的安全性。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明解決的技術問題是:構建一種基于物聯網設備的安全高效通信方法及系統(tǒng)，克服現有技術無法實現在高效通信的同時保證通信的安全性的技術問題。
[0008]本發(fā)明的技術方案是:提供一種基于物聯網設備的安全高效通信方法，包括如下步驟:
建立通信鏈路:第一節(jié)點設備向第二節(jié)點設備發(fā)送連接請求，所述第二節(jié)點設備為所述連接請求預分配活動資源并監(jiān)聽所述連接請求的后續(xù)動作；
安全握手:所述第二節(jié)點設備接收到所述第一節(jié)點設備的連接請求后向所述第一節(jié)點設備推送隨機消息，所述第一節(jié)點設備在接收的所述隨機消息后追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號并預存的公鑰加密，然后發(fā)送到所述第二節(jié)點設備，所述第二節(jié)點設備用預存的私鑰還原接收的所述隨機消息和追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號，確認還原的所述隨機消息真實后將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備，所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據，提取并保存所述第二節(jié)點設備的通信密鑰；
加密通信:所述第一節(jié)點設備通過保存的所述第二節(jié)點設備的通信密鑰與所述第二節(jié)點設備進行通信。
[0009]本發(fā)明的進一步技術方案是:在確認還原的所述隨機消息真實后，將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰以及有效簽名通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備。
[0010]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據后驗證所述第二節(jié)點設備的通信密鑰以及有效簽名的有效性。
[0011]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述第一節(jié)點設備將接收的所述隨機消息和追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號用RSA加密并發(fā)送到所述第二節(jié)點設備。
[0012]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述第二節(jié)點設備將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰以及有效簽名通過RSA加密生成報文數據。
[0013]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述第二節(jié)點設備生成AES通信密鑰。
[0014]本發(fā)明的技術方案是:構建一種基于物聯網設備的安全高效通信系統(tǒng)，包括通信鏈路建立模塊、握手模塊、通信模塊、握手加解密模塊、通信加解密模塊、密鑰存儲模塊，所述密鑰存儲模塊存儲用于加密的公鑰以及用于解密的私鑰；第一節(jié)點設備通過所述通信鏈路建立模塊向第二節(jié)點設備發(fā)送連接請求，所述第二節(jié)點設備為所述連接請求預分配活動資源并通過所述通信鏈路建立模塊監(jiān)聽所述連接請求的后續(xù)動作；所述握手模塊通過以下過程完成握手:所述第二節(jié)點設備接收到所述第一節(jié)點設備的連接請求后向所述第一節(jié)點設備推送隨機消息，所述第一節(jié)點設備在接收的所述隨機消息后追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號并預存的公鑰加密，然后發(fā)送到所述第二節(jié)點設備，所述第二節(jié)點設備用預存的私鑰還原接收的所述隨機消息和追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號，確認還原的所述隨機消息真實后將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備，所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據，提取并保存所述第二節(jié)點設備的通信密鑰；所述通信模塊使所述第一節(jié)點設備通過所述通信密鑰與所述第二節(jié)點設備進行通信，通信過程中由所述通信密鑰加解密模塊進行通信密鑰的加密和解密。
[0015]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述握手模塊還包括驗證模塊，所述握手模塊將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰以及有效簽名通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備，所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據后由所述驗證模塊驗證所述第二節(jié)點設備的通信密鑰以及有效簽名的有效性。
[0016]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述握手加解密模塊還包括RSA (Ron Rivest、AdiShamir、Leonard Adleman，簡稱 RSA)加解密模塊。
[0017]本發(fā)明的進一步技術方案是:所述通信加解密模塊包括用于通信加密的AES(Advanced Encrypt1n Standard，簡稱 AES)通信加解密模塊。
[0018]本發(fā)明的技術效果是:構建一種基于物聯網設備的安全高效通信方法及系統(tǒng)，第一節(jié)點設備向第二節(jié)點設備發(fā)送連接請求，所述第二節(jié)點設備為所述連接請求預分配活動資源并監(jiān)聽所述連接請求的后續(xù)動作；所述第二節(jié)點設備接收到所述第一節(jié)點設備的連接請求后向所述第一節(jié)點設備推送隨機消息，所述第一節(jié)點設備在接收的所述隨機消息后追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號并預存的公鑰加密，然后發(fā)送到所述第二節(jié)點設備，所述第二節(jié)點設備用預存的私鑰還原接收的所述隨機消息和追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號，確認還原的所述隨機消息真實后將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備，所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據，提取并保存所述第二節(jié)點設備的通信密鑰；所述第一節(jié)點設備通過保存的所述第二節(jié)點設備的通信密鑰與所述第二節(jié)點設備進行通信。在高效通信的前提下獨創(chuàng)的提出安全通信的建立通信鏈路、安全握手、加密通信3個步驟，實現物聯網中設備或節(jié)點的安全通信，保證通信數據不會被“破解”，“偽造”。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的步驟示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的建立通信鏈路步驟示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的安全握手步驟示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的加密通信步驟示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例，對本發(fā)明技術方案進一步說明。
[0025]如圖1、圖2、圖3、圖4本發(fā)明的技術方案是:提供一種基于物聯網設備的安全高效通信方法，包括如下步驟:
建立通信鏈路:第一節(jié)點設備向第二節(jié)點設備發(fā)送連接請求，所述第二節(jié)點設備為所述連接請求預分配活動資源并監(jiān)聽所述連接請求的后續(xù)動作。
[0026]如圖2所示，具體實施過程如下:第一節(jié)點設備如果想發(fā)起和第二節(jié)點設備的安全通信，則第一節(jié)點設備必須向第二節(jié)點設備發(fā)起一個普通的連接請求，該請求不包含任何的業(yè)務數據，只是一個普通的鏈接請求，所以此時的報文數據可以公開并透明傳輸。此時如果第二節(jié)點設備收到該鏈接請求后，則需要為該鏈接請求預分配活動資源，并監(jiān)聽該請求的后續(xù)動作。
[0027]安全握手:系統(tǒng)中存儲用于加密的公鑰以及用于解密的私鑰。所述第二節(jié)點設備接收到所述第一節(jié)點設備的連接請求后向所述第一節(jié)點設備推送隨機消息，所述第一節(jié)點設備在接收的所述隨機消息后追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號并預存的公鑰加密，然后發(fā)送到所述第二節(jié)點設備，所述第二節(jié)點設備用預存的私鑰還原接收的所述隨機消息和追加所述第一節(jié)點設備的設備ID號，確認還原的所述隨機消息真實后將所述第二節(jié)點設備的通信密鑰通過加密生成報文數據并發(fā)送到所述第一節(jié)點設備，所述第一節(jié)點設備接收并解密所述報文數據，提取并保存所述第二節(jié)點設備的通信密鑰。
[0028]如圖3所示，具體實施過程如下:第二節(jié)點設備在收到第一節(jié)點設備的鏈接請求后，會向第一節(jié)點設備推送一條包含40字節(jié)隨機數據的消息，第一節(jié)點設備收到消息后就在收到的40字節(jié)隨機數尾部追加12字節(jié)的設備ID號，總共52字節(jié)，其中40字節(jié)的隨機數用于第二節(jié)點設備節(jié)點用于核對握手請求的唯一性，設備ID號用于識別聯網設備中唯一一臺設備。第一節(jié)點設備將這52字節(jié)的數據用第二節(jié)點設備的公鑰加密后會生成256字節(jié)的密文數據，第一節(jié)點設備將這256字節(jié)的密文數據通過步驟I中的鏈路發(fā)送給第二節(jié)點設備，第二節(jié)點設備在收到這256字節(jié)的數據后用自己的私鑰解密還