[發明專利]一種基于云端協同的物聯網系統

有效

• 申請號: 201910756280.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110456706B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 孫侃;卜權
• 申請（專利權）人: 佳源科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種基于云端協同的物聯網系統，其特征在于，包括：云服務器、云端協同平臺和物聯終端；

云端協同平臺包括：

通信模塊，用于通過通信網連接云服務器；

物聯模塊，用于通過物聯網連接物聯終端；

匹配模塊，用于進行云服務器和物聯終端的匹配，以實現云端協同；

匹配模塊包括云計算資源匹配；

匹配模塊進行云服務器和物聯終端的匹配包括：

識別由物聯模塊接入的物聯終端對應的終端模型；

確定該終端模型所匹配的云資源模型；

通過通信模塊接入匹配該云資源模型所對應的云服務器；

通過通信模塊和物聯模塊為所述接入的物聯終端與所述接入的云服務器建立安全的通信通道；

建立所述安全的通信通道包括：在物聯網和遠程網中聯動地加密傳輸；

在物聯網和遠程網中聯動地加密傳輸包括：

GPSt(γ)→GP：其中，GPSt()是云端協同平臺中預先建立的公開參數算法，γ是輸入的安全參數，GP是輸出的全局公開參數；

SASt(GP)→SPK_j,SSK_j：其中，SASt()是所匹配的云資源模型中預先建立的云密鑰算法，SPK_j是輸出的公鑰，SSK_j是輸出的私鑰；

CASt(GP,U_j)→CPK_j,CSK_j：其中，CASt()是所識別的終端模型中預先建立的終端密鑰算法，U_j是該終端模型中的屬性集，CPK_j是輸出的公鑰，CSK_j是輸出的私鑰；

PkeyGen(GP,SSK_j,ID,S)→pk_ID,_S：其中，PkeyGen()是云端協同平臺中預設的身份生成算法，ID是用戶身份，S是該用戶的屬性集，pk_ID,_S是輸出的平臺密鑰；

CKeyGen(GP,SPK_j,CSK_j,pk_ID,_S,ctt_i)→SK_ID,_i：其中，CKeyGen()是所識別的終端模型中預先建立的屬性密鑰算法，終端模型z中的屬性ctt_i∈U_j，SK_ID,_i是輸出的屬性密鑰；

Ec(GP,{CPK_j},x,M)→E：其中，Ec()是加密模塊中預先建立的加密算法，x是訪問策略，M是要傳輸的消息，E是輸出的密文；

上述算法使得終端模型、云資源模型、以及云端協同平臺的密鑰體系相互關聯，從而實現了在物聯網和遠程網中聯動地加密傳輸；

在物聯網和遠程網中聯動地加密傳輸還包括：

Dec(E,pk_ID,_S,{SK_ID,_i}_ctti∈S)→M：其中，Dec()是解密算法，E是輸入的密文，M是輸出的明文；

上述解密算法是Ec(GP,{CPK_j},x,M)→E的逆運算，用于對加密得到的E進行解密；

云端協同平臺從內置的溫度傳感器的當前讀數創建γ；

溫度傳感器的當前讀數顯然是完全隨機的，利用隨機的當前讀數來作為種子產生隨機噪聲數據；

截取當前讀數的最后三位數；增加了隨機數的隱蔽性；

不同的云資源模型采用不同的SASt()，所匹配的云資源模型根據其計算能力配置需要消耗相應計算能力的SASt()；

不同的終端模型采用不同的CASt()，所識別終端模型根據其計算能力配置需要消耗相應計算能力的CASt()；

云端協同平臺采用生物識別方法確定用戶的ID；

不同的終端模型采用不同的CKeyGen()，所識別終端模型根據其計算能力配置需要消耗相應計算能力的CKeyGen()；

在發布CPK_j時，可以執行更復雜的運算來加密CPK_j，具體如下：

將要發布的CPKj分成等長的n個段，將每段內的數據按預設的規則打亂構成M×N 的矩陣X_i，i為1-n；將n個X_i按預設的規則打亂后拼成U×V的矩陣Y_i；獲取用戶的生物圖片，并與預存的信息進行一致性校驗，如果校驗通過，則將該生物圖片的數據打亂成U×V的矩陣Z_i；按預設的加密算法，將云終端模型i的ID、Y_i、和Z_i混合得到密文E_CPKj；

所述物聯網采用PLC、FSK、RS485、M-BUS、zigbee、LoRa和NB-IoT中的至少一種；

將每段內的數據按預設的規則打亂構成M×N的矩陣X_i包括：將第i段數據均分成N段；將每段數據按照預設的規則插入0或1補足到M長度，數據如下 0011100 1011001設定要求補足到14位，且奇數行的奇數位補1，偶數行的偶數位補0，剩下的不足則10交錯補足，則補足后如下： 10101111111010 10011000010000將段內數據按照預設的規則重新排序；將這N段數據按預設的規則重新排序后組成矩陣X_i；將n個X_i按預設的規則打亂后拼成U×V的矩陣Y_i包括：按照預設的排序將n個X_i組合成U×V的矩陣Y_i；將該生物圖片的數據打亂成U×V的矩陣Z_i包括：采用了矩陣加密技術，計算量很輕，適合于物聯網傳輸；按預設的加密算法，將云終端模型i的ID、Y_i、和Z_i混合得到密文E_CPKj包括：生成主公鑰MPK和主密鑰MSK；利用MSK、ID、Y_i、和Z_i執行橢圓加密算法生成E_CPKj；生成主公鑰MPK和主密鑰MSK包括：隨機選擇一組對偶正交基(D,D*)，其中

，，選取，

輸出；

；

利用MSK、ID、Y_i、和Z_i執行橢圓加密算法生成E_CPKj包括：選取兩個隨機數s1,s2∈zp；生成。