信息X得到密文Y;
[0056] b.發(fā)送方用接收方的公鑰PKB加密所述對稱密鑰K，得到密文對稱密鑰Z;
[0057] c.發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z發(fā)送給接收方；
[0058] d.接收方收到所述密文Y和密文對稱密鑰Z后，用與所述公鑰PKB對應(yīng)的私鑰SKB 解密出對稱密鑰K;
[0059] e.接收方用解密出的對稱密鑰K解密密文Y，得到信息X。
[0060] 上述加解密機(jī)制，結(jié)合了對稱密鑰加密和非對稱密鑰加密的方式，使用對稱密鑰 加密信息本身，采用非對稱密鑰加密所述對稱密鑰，從而既克服了對稱密鑰加密安全性不 高的缺陷，又克服了非對稱密鑰加密計算量大、處理速度慢的問題，同時保證了信息傳輸?shù)?安全性和時效性。
[0061] 為了保證密文Y和密文對稱密鑰Z不會被黑客偽造，本發(fā)明進(jìn)行了進(jìn)一步的改 進(jìn)，其中，步驟C中，發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z用自己的私鑰5心簽名后以 SIG(Y+Z)形式發(fā)送給接收方；
[0062] 步驟d中，接收方收到所述SIG(Y+Z)后，用發(fā)送方的與所述私鑰SKA對應(yīng)的公鑰 PKA驗(yàn)證SIG(Y+Z)的合法性；若SIG(Y+Z)的內(nèi)容合法，進(jìn)行下一步；若不合法，則報錯；從 而保證了SIG(Y+Z)不會被偽造。
[0063] 若在信息傳輸過程中，黑客截獲記錄上一次發(fā)送的SIG(Y+Z)數(shù)據(jù)包后，向接收方 再次發(fā)送該SIG(Y+Z)數(shù)據(jù)包；這時接收方收到SIG(Y+Z)，會被驗(yàn)證通過，但是實(shí)際上接受 的SIG(Y+Z)是上次指令傳輸?shù)膬?nèi)容，接收方會誤認(rèn)為發(fā)送方又發(fā)出新的指令或者數(shù)據(jù)并 予以執(zhí)行。黑客可以利用該漏洞制造重放攻擊。為了阻止上述重放攻擊，本發(fā)明的加解密 機(jī)制進(jìn)一步的改進(jìn)為，
[0064] 當(dāng)發(fā)送方向接收方發(fā)送信息X時，具體包括以下步驟：
[0065]a.發(fā)送方隨機(jī)生成對稱密鑰K及隨機(jī)數(shù)X，并用所述對稱密鑰K加密信息X得到 密文Y;
[0066] b.發(fā)送方用接收方的公鑰PKB加密所述對稱密鑰K和隨機(jī)數(shù)X，得到密文對稱密 鑰Z，其中，Z=PKB(K+x);
[0067] c.發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z用自己的私鑰SKA簽名后以SIG(Y+Z) 形式發(fā)送給接收方；
[0068] d.接收方收到所述SIG(Y+Z)后，用發(fā)送方的與所述私鑰SKA對應(yīng)的公鑰 SIG(Y+Z)的合法性；
[0069] 若SIG(Y+Z)的內(nèi)容合法，進(jìn)行下一步；若不合法，則報錯；
[0070]e.接收方得到密文Y和密文對稱密鑰Z后，用與所述公鑰PKB對應(yīng)的私鑰SK』軍 密出對稱密鑰K及隨機(jī)數(shù)X，并驗(yàn)證所述隨機(jī)數(shù)X是否和上一次重復(fù)；
[0071] 若不重復(fù)，進(jìn)行下一步；若重復(fù)，則報錯；
[0072] f.接收方用解密出的對稱密鑰K解密密文Y，得到信息X。
[0073] 上述加解密機(jī)制中，引入了隨機(jī)數(shù)機(jī)制，發(fā)送方每次發(fā)送密文Y和加密密鑰Z時， 還引入隨機(jī)數(shù)X，保證了SIG(Y+Z)數(shù)據(jù)包不會被重復(fù)接收，阻止了重放攻擊。
[0074] 本發(fā)明的另一個實(shí)施例提供了一種物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，包括一智能鎖和控制器。其中， 智能鎖和控制器分別設(shè)置有無線通訊模塊，可進(jìn)行相互間的無線通訊。優(yōu)選的，所述的無 線通訊模塊為ZigBee或藍(lán)牙或wifi模塊。同時，控制器通過有線/無線的方式和外部通 信，例如其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或者物聯(lián)網(wǎng)。
[0075] 為了保證信息傳輸?shù)陌踩裕悄苕i和控制器分別內(nèi)置有安全模塊，該安全模塊 具有加解密功能，并且要求智能鎖和控制器之間傳輸信息都要經(jīng)過安全模塊的加解密操 作。安全模塊從物理上保證了信息加解密及傳輸?shù)陌踩?，由于信息在傳輸過程中是密文， 從而防止信息在傳輸過程中明文泄露或被篡改，保證了信息的機(jī)密性和完整性。
[0076] 具體的，所述的安全模塊為一種安全芯片，該安全芯片內(nèi)設(shè)有獨(dú)立處理器和存儲 單元，其中處理器用于進(jìn)行密鑰生產(chǎn)及加解密運(yùn)算，支持多種信息安全算法（國密算法及 國際通用算法），包括但不限于對稱算法（SM1，DES/3DES)和非對稱算法（SM2,RSA，ECC)、 雜湊和哈希算法（SM3，SHA-1);存儲單元用于存儲特征數(shù)據(jù)。該安全芯片采用TF卡封裝方 式封裝到智能鎖內(nèi)，此種成熟的封裝方式，保證了封裝工藝的穩(wěn)定性，提高了智能鎖系統(tǒng)的 質(zhì)量。
[0077] 上述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其智能鎖和控制器之間的通信采用加密方式進(jìn)行，智能鎖 和控制器安全模塊分別生成或?qū)胍粚Ψ菍ΨQ密鑰，其中私鑰保存于安全模塊內(nèi)，公鑰經(jīng) 第三方CA中心認(rèn)證后以數(shù)字證書方式公開給對方，所述數(shù)字證書中還包括所述智能鎖的 特征數(shù)據(jù)；其采用的加解密機(jī)制為本發(fā)明中前述的加解密機(jī)制。
[0078] 上述加密機(jī)制還可結(jié)合成熟的PKI/CA體系，通過第三方CA中心，將用戶公鑰和其 他標(biāo)識信息捆綁，進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證。從而實(shí)現(xiàn)以加密保證信息傳輸?shù)谋Ｃ苄?、完整性，?簽名保證身份的真實(shí)性和抗抵賴，使上述實(shí)施例中的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于安全要求 較高的重要場所。
[0079] 以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種加解密機(jī)制，發(fā)送方和接收方分別生成或?qū)胍粚Ψ菍ΨQ密鑰，其中私鑰自己 保存，公鑰經(jīng)第三方CA中心認(rèn)證后以數(shù)字證書方式公開給對方，其特征在于， 當(dāng)發(fā)送方向接收方發(fā)送信息X時，具體包括以下步驟： a. 發(fā)送方隨機(jī)生成對稱密鑰K，用所述對稱密鑰K加密信息X得到密文Y; b. 發(fā)送方用接收方的公鑰PKB加密所述對稱密鑰K，得到密文對稱密鑰Z; c. 發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z發(fā)送給接收方； d. 接收方收到所述密文Y和密文對稱密鑰Z后，用與所述公鑰PKB對應(yīng)的私鑰SK8解 密出對稱密鑰K; e. 接收方用解密出的對稱密鑰K解密密文Y，得到信息X。2. 如權(quán)利要求1所述的加解密機(jī)制，其特征在于： 所述步驟c中，發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z用自己的私鑰5心簽名后以SIG(Y+Z)形式發(fā)送給接收方； 所述步驟d中，接收方收到所述SIG(Y+Z)后，用發(fā)送方的與所述私鑰SKA對應(yīng)的公鑰PKA驗(yàn)證SIG(Y+Z)的合法性； 若SIG(Y+Z)的內(nèi)容合法，進(jìn)行下一步；若不合法，則報錯。3. 如權(quán)利要求2所述的加解密機(jī)制，其特征在于： 當(dāng)發(fā)送方向接收方發(fā)送信息X時，具體包括以下步驟： a. 發(fā)送方隨機(jī)生成對稱密鑰K及隨機(jī)數(shù)X，并用所述對稱密鑰K加密信息X得到密文 Y; b. 發(fā)送方用接收方的公鑰PKB加密所述對稱密鑰K和隨機(jī)數(shù)X，得到密文對稱密鑰Z， 其中，Z=PKB(K+x); c. 發(fā)送方將所述密文Y和密文對稱密鑰Z用自己的私鑰3心簽名后以SIG(Y+Z)形式 發(fā)送給接收方； d. 接收方收到所述SIG(Y+Z)后，用發(fā)送方的與所述私鑰SKA對應(yīng)的公鑰PKjiE SIG(Y+Z)的合法性； 若SIG(Y+Z)的內(nèi)容合法，進(jìn)行下一步；若不合法，則報錯； e. 接收方得到密文Y和密文對稱密鑰Z后，用與所述公鑰PKB對應(yīng)的私鑰SKB解密出 對稱密鑰K及隨機(jī)數(shù)X，并驗(yàn)證所述隨機(jī)數(shù)X是否和上一次重復(fù)； 若不重復(fù)，進(jìn)行下一步；若重復(fù)，則報錯； f. 接收方用解密出的對稱密鑰K解密密文Y，得到信息X。4. 一種物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，包括智能鎖和控制器，所述智能鎖與控制器之間進(jìn)行通信，所述 控制器與其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或互聯(lián)網(wǎng)終端通信，其特征在于，所述智能鎖和控制器分別內(nèi)置 安全模塊，所述安全模塊具有加解密功能，所述智能鎖和控制器之間傳輸信息都要經(jīng)過安 全模塊的加解密操作，具體包括： 所述智能鎖和控制器內(nèi)置的安全模塊分別生成或?qū)胍粚Ψ菍ΨQ密鑰，其中私鑰保存 于所述安全模塊內(nèi)，公鑰經(jīng)第三方CA中心認(rèn)證后以數(shù)字證書方式公開給對方，所述數(shù)字證 書中還包括所述智能鎖的特征數(shù)據(jù)； 當(dāng)作為發(fā)送方的智能鎖/控制器向作為接收方的控制器/智能鎖發(fā)送信息X時，采用 如權(quán)利要求1-3任一項所述的加解密機(jī)制。5. 如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其特征在于：所述安全模塊為一種安全芯片，所 述安全芯片內(nèi)設(shè)有獨(dú)立處理器和存儲單元，所述處理器用于進(jìn)行密鑰生產(chǎn)及加解密運(yùn)算， 所述存儲單元用于存儲特征數(shù)據(jù)。6. 如權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其特征在于：所述處理器支持的信息安全算法 包括對稱算法、非對稱算法及雜湊和哈希算法。7. 如權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其特征在于：所述安全芯片的封裝方式包括TF 卡封裝。8. 如權(quán)利要求4-7任一項所述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其特征在于：所述智能鎖和控制器分 別設(shè)置無線通訊模塊，所述智能鎖和控制器之間的通信通過所述無線通訊模塊進(jìn)行。9. 如權(quán)利要求8所述的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，其特征在于：所述無線通訊模塊為ZigBee或藍(lán) 牙或wifi模塊。
【專利摘要】一種加解密機(jī)制及采用該加解密機(jī)制的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，所述加解密機(jī)制為混合加解密機(jī)制；所述物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)包括智能鎖和控制器，所述智能鎖與控制器之間進(jìn)行通信，所述控制器與其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或互聯(lián)網(wǎng)終端通信，所述智能鎖和控制器分別內(nèi)置安全模塊，所述安全模塊具有加解密功能，所述智能鎖和控制器之間傳輸信息都要經(jīng)過安全模塊的加解密操作。本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)鎖系統(tǒng)，可與其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)用戶在PC、筆記本、手機(jī)等設(shè)備上安全接收鎖狀態(tài)信息、遠(yuǎn)程控制智能鎖，具有良好的安全性能，可廣泛應(yīng)用于安全要求較高的重要場所。
【IPC分類】H04W12/06, H04L9/32, H04L29/06
【公開號】CN105281909
【申請?zhí)枴緾N201510367136
【發(fā)明人】應(yīng)卓韜, 應(yīng)軍
【申請人】浙江巨聯(lián)科技股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年6月26日