[發明專利]一種輕量級動態密鑰數據加密裝置和方法

在審

• 申請號: 201711235455.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108173808A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 汪靜;吳雨欣;劉小磊
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種輕量級動態密鑰數據加密裝置，其特征在于，所述加密裝置包括服務器模塊及節點模塊，所述服務器模塊包括密鑰產生模塊（11）、密鑰同步模塊（12）、加解密模塊（13）及密鑰更新模塊（14）；所述節點模塊包括密鑰請求模塊（21）、密鑰同步模塊（22）及加解密模塊（23），其中：

節點密鑰請求模塊（21），與服務器密鑰產生模塊（11）、密鑰更新模塊（14）相連，用于向服務器密鑰產生模塊（11）發送會話請求與身份認證信息，內容包括節點ID號、初始第二密鑰長度和更新周期，向服務器密鑰更新模塊（14）發送第二密鑰更新模式；

服務器密鑰產生模塊（11），與服務器加解密模塊（13）、密鑰更新模塊（14）、節點密鑰請求模塊（21）及節點密鑰同步模塊（22）相連，用于若節點ID有效或收到服務器密鑰更新模塊（14）的第二密鑰更新信息時，根據要求生成第二密鑰與第一響應信息，二者信息由服務器加解密模塊（13）加密后形成第一密文，發送至節點密鑰同步模塊（22）；

節點密鑰同步模塊（22），與服務器密鑰產生模塊（11）、密鑰同步模塊（12）及節點加解密模塊（23）相連，用于當接收到所述第一密文時，節點加解密模塊（23）解密第一密文，得當前第二密鑰與第二響應信息，后經第二響應信息節點加解密模塊（23）加密形成第二密文，發送至服務器密鑰同步模塊（12）；

服務器密鑰同步模塊（12），與服務器加解密模塊（13）、節點密鑰同步模塊（22）及加解密模塊（23）相連，用于當接收到所述第二密文時，由服務器加解密模塊（13）解密得第三響應信息，判斷第三響應信息是否之前服務器生成的第一響應信息，若相同，則生成密鑰同步成功消息，由服務器加解密模塊（13）加密得第三密文，發送給節點加解密模塊（23），若不同，結束通信；

節點加解密模塊（23），與服務器密鑰同步模塊（12）、加解密模塊（13）和節點加解密模塊（23）相連，用于密鑰同步及數據通信中節點的加解密；

服務器加解密模塊（13），與服務器密鑰產生模塊（11）、密鑰同步模塊（12）及節點加解密模塊（23）相連，用于密鑰同步及數據通信中服務器的加解密；

服務器密鑰更新模塊（14），與服務器密鑰產生模塊（11）及節點密鑰請求模塊（21）相連，用于管理第二密鑰的更新，根據節點請求的第二密鑰更新模式，生成密鑰更新周期與長度，判斷當前雙向通信時間是否到達一個密鑰更新周期，若已到達，生成第二密鑰更新信息，發送給服務器密鑰產生模塊（11），否則保持當前雙向加密通信。

2.如權利要求1所述的一種輕量級動態密鑰數據加密裝置，其特征在于，所述服務器密鑰產生模塊（11），具體包括：

判斷單元，與生成單元相連，用于節點ID號有效性的判別，ID號為事先與服務器約定好的唯一標識本節點的標識，判斷服務器數據庫中是否存有所述ID號，若存在，則返回對應第一密鑰，用于第一響應信息加密，并發送用戶身份有效信息給生成單元，若不存在，則結束通信；

生成單元，與判斷單元相連，用于若收到判斷單元發送的用戶身份有效信息，則生成第二密鑰與第一響應信息，初始第二密鑰長度由節點發送的初始長度決定，之后長度由服務器密鑰更新模塊（14）指定。

3.如權利要求1所述的一種輕量級動態密鑰數據加密裝置，其特征在于，所述節點加解密模塊（23）加解密過程包括:

ⅰ）當節點接收到第一密文時，通過第一密鑰解密得第二密鑰與第二響應信息，后用第二密鑰加密第二響應信息；

ⅱ）當節點接收到所述第三密文時，通過第二密鑰解密第三密文，得同步成功消息，之后可以用當前第二密鑰加解密數據，與服務器加解密模塊13進行雙向數據加密通信。

4.如權利要求1所述的一種輕量級動態密鑰數據加密裝置，其特征在于，所述服務器加解密模塊（13）加解密過程包括:

ⅰ）當服務器生成第二密鑰與第一響應信息后，通過第一密鑰加密二者，生成第一密文；

ⅱ）當服務器接收到所述第二密文時，通過當前第二密鑰解密，得第三響應信息；

ⅲ）當服務器生成密鑰同步成功消息后，通過當前第二密鑰加密密鑰同步成功消息，得第三密文；

ⅳ）當第二密鑰同步成功后，通過當前第二密鑰加解密數據，與節點加解密模塊23進行雙向數據加密通信。