CN106375390B - 一种物联网中数据传输方法、***及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物联网中数据传输方法，在物联网环境下在终端间传输数据，发送端将原始数据发送给网络数据传输设备，所经由的网络数据传输设备对数据依次附加各自的数字签名，最后一个网络数据传输设备对所接收的数据中的所有数字签名进行验证，确认数据经过设定的路径来自发送端后，将其中的原始数据发送给接收端。本发明还提供一种物联网中数据传输***以及物联网中数据传输装置。本发明的数据在发送过程中经过每个硬件设备时都进行了签名，在后的接收设备可以对签名进行验证，从而对一条通信链上的多个节点进行了有效的安全管理，确保整条通信链的通信安全，能够阻止非授信人员侵入并控制设备。

Description

一种物联网中数据传输方法、***及其装置

技术领域

本发明属于数据传输领域，具体涉及一种物联网中数据传输方法、***及其装置。

背景技术

物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，利用RFID、无线数据通信等技术，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、决策支持等管理和服务功能，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化，其具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。

物联网环境下具有海量数据，在多个节点间进行数据传输，数据安全受到普遍关注，对海量数据安全传输提出更高的要求，必须确保信息能够从发送设备安全、准确的传输到特定的接收对象。数据传输时若没有加密，则容易造成数据泄露，攻击者可以轻易的盗取数据；而数据的加密传输必然占用***资源，在节点运算能力一定的情况下，***整体性能降低，可能造成网络堵塞。目前，数据加密方式一般采用发送端加密、接收端解密的非对称加密算法，物联网环境下采用的数据传输方法仍然存在容易破解、安全性低、计算量大的缺点。

发明内容

本发明提供一种物联网中数据传输方法，包括：

发送端接收原始数据；

发送端根据网关标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密；

发送端将所述数字签名和加密的原始数据发送至接收端；其中，所述网关标识为发送端网关的网关标识或接收端网关的网关标识。

进一步地，发送端根据所述网关标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密，包括：

发送端根据所述网关标识对原始数据进行数字签名和加密，将携带有所述数字签名和加密的原始数据发送中继设备；

发送端根据所述中继设备的标识，对携带有所述数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证及解密，以得到验证和解密成功后的原始数据；

发送端利用所述中继设备，根据所述中继设备的标识，将所述验证和解密成功后的原始数据进行数字签名和加密。

进一步地，所述中继设备包含操作云、设备云和/或远程服务器。

本发明还提供一种物联网中数据传输方法，包括：

接收端接收发送端发送的带有数字签名和加密的原始数据；

接收端利用网关标识和中继设备的标识，对所述带有数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证和解密；

接收端在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据；其中，所述网关标识为发送端网关的网关标识或接收端网关的网关标识。

进一步地，接收端在所述原始数据的数字签名验证和/或解密不成功时，所述方法包括：

接收端向发送端发送获取所述原始数据失败的信息。

进一步地，所述中继设备包含发送操作云、设备云和/或远程服务器。

本发明提供一种物联网中数据传输***包括：

接收模块，用于接收原始数据；

设置模块，用于根据网关标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密；

发送模块，用于将所述数字签名和加密的原始数据发送至接收端；其中，所述网关标识为所述***网关的网关标识或接收端网关的网关标识。

进一步地，所述设置模块，包括：

第一发送单元，用于根据所述网关标识对原始数据进行数字签名和加密，将携带有所述数字签名和加密的原始数据发送中继设备；

解析单元，用于根据所述中继设备的标识，对携带有所述数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证及解密，以得到验证和解密成功后的原始数据；

加密单元，用于利用所述中继设备，根据所述中继设备的标识，将所述验证和解密成功后的原始数据进行数字签名和加密。

进一步地，所述中继设备包含操作云、设备云和/或远程服务器。

本发明提供一种物联网中数据传输装置，包括：

接收模块，用于接收发送端发送的带有数字签名和加密的原始数据；

验证模块，用于网关标识和中继设备的标识，对所述带有数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证和解密；其中，所述网关标识为发送端网关的网关标识或接收端网关的网关标识；

获取模块，用于在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据。

本发明提供一种物联网中数据传输装置，包括：

处理器，用于网关的标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密，或者对所述原始数据进行数字签名验证和解密；

存储器，用于将生成的数字签名和加密的原始数据进行缓存，或者对带有数字签名验证和解密成功的原始数据进行缓存。

基于此，本发明的数据在发送过程中经过每个硬件设备时都进行了签名，在后的接收设备可以对签名进行验证，从而对一条通信链上的多个节点进行了有效的安全管理，确保整条通信链的通信安全，能够阻止非授信人员侵入并控制设备。

此外，随着设备的数据处理能力的提高，本发明的方法和***能够进行海量数据的传输和处理，高效的进行数据传输。

附图说明

图1是本发明所提供的第一实施例，一种物联网中的数据传输方法的流程图；

图2是本发明所提供的第二实施例，一种物联网中的数据传输方法的流程图；

图3是本发明所提供的第三实施例，一种物联网中的数据传输***的结构示意图；

图4是本发明所提供的第四实施例，一种物联网中的数据传输***的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

第一实施例：

本发明人提供了一种物联网中数据传输方法，用于提高数据传输的安全性问题，其中执行主体可为手机、智能手表、电脑等，对此本发明不做任何限定，该方法的具体流程示意图如图1所示，包括下述步骤：

步骤101、发送端接收原始数据。

具体而言，当发送端接收到原始数据时，发送端可以同时对应多个接收端；也可以是发送端在接收到接收端的传输信号时，做出向接收端待发送数据的状态。进一步地，发送端可以从第三方设备中接收原始数据，其中第三方设备可以是预先建立信任终端或服务器；也可以是当与接收端建立连接后，从发送端自身数据库中调取。对于发送端获取原始数据的方式本发明在此不做任何限定。

步骤102、发送端根据网关标识和中继设备的标识，对原始数据进行数字签名和加密。

其中，中继设备可以包含操作云、设备云和/或远程服务器；网关标识可以为发送端网关的网关标识或接收端网关的网关标识。

具体而言，发送端可以通过其网关链接到网络链路上，进行数据传输，将数据发送给一个或多个接收端。例如，原始数据如果需要经过发送端网关和设备云、操作云和/或远程服务器等的中继设备后，发送给接收端。在数据传输过程中，利用数据传输链路上的发送端网关和每个中继设备的标识对所传输数据设置数字签名和加密，使得所传输的数据包括加密过的原始数据外，还包括网关和中继设备对原始数据的设置的数字签名。

步骤103、发送端将所述数字签名和加密后的原始数据发送至接收端。

针对本发明中所提及的对原始数据进行数字签名和加密，可以是先对原始数据进行加密后，再对加密的原始数据赋予数字签名；也可以是先给原始数据赋予数据签名，再将带有数字签名的原始数据进行加密；至于对原始数据进行数字签名和加密的顺序可以根据不同应用场景选择相应的顺序，基于此本发明在此不做任何限定。

需要说明的是：本发明实施例所提出的中继设备可以内置于执行主体中，也可以是执行主体与外置的中继设备(即第三方设备)相连接的，对此本发明不做任何限定。

本发明通过发送端向接收端发送原始数据，发送端根据所述网关的标识和中继设备的标识，对所述原始数据设置数字签名和加密，并将带有该数字签名和加密的原始数据发送至收端，从而可以解决现有技术中数据传输被不明设备入侵或传输不准确等安全问题。

为了高效解决数据传输中安全问题，针对步骤102可以进一步通过下述方式实现：

首先，发送端根据发送端网关标识对原始数据进行数字签名和加密，将携带有所述数字签名和加密的原始数据发送中继设备；

然后，发送端根据所述中继设备的标识，对携带有所述数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证及解密，以得到验证和解密成功后的原始数据；

最后，发送端利用所述中继设备，根据所述中继设备的标识，将所述验证和解密成功后的原始数据进行数字签名和加密。

由于中继设备可由一个传输设备构成，也可为多个传输设备构成，因此为提高传输数据的安全速率针对上述方法中步骤102，进一步举例为：

第一，发送端根据操作云的标识，利用中继设备的公钥对原始数据进行加密；根据发送端网关标识，利用发送端网关的私钥对原始数进行数字签名；

第二，发送端将带有该数字签名和加密的原始数据传输给中继设备；

第三，中继设备根据发送端网关的标识，利用发送端网关公钥对原始数据的数字签名进行验证；根据中继设备的标识，利中继设备的私钥对加密的原始数据进行解密。

第四，中继设备根据接收端网关的标识，利用接收端网关的公钥对原始数据进行加密；根据中继设备的标识，利用中继设备的私钥对原始数据进行数字签名。

需要说明的是：当中继设备为操作云和/或设备云、远程服务器时，可以将操作云和/或设备云、远程服务器的功能内置于执行主体(即发送端)，也可以是执行主体(即发送端)预先与操作云和/或设备云、远程服务器进行连接。

第二实施例：

本发明人提供了一种物联网中数据传输方法，用于提高数据传输的安全性问题，其中执行主体可为手机、智能手表、电脑等，对此本发明不做任何限定，该方法的具体流程示意图如图2所示，包括下述步骤：

步骤201、接收端接收发送端发送的带有数字签名和加密的原始数据。

具体而言，接收端连接到网络链路上，能够接收不同发送端发送的数据。发送端发送的原始数据通过发送端网关和例如设备云、操作云和/或远程服务器等的中继设备后，由接收端接收。在数据传输过程中，利用数据传输链路上的发送端网关和每个中继设备的标识对原始数据设置数字签名和加密。

步骤202、接收端利用网关标识和中继设备的标识，对所述带有数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证和解密。

其中，所述中继设备包含发送操作云、设备云和/或远程服务器。

具体而言，接收端利用发送端网关的标识以及数据所经过的中继设备的标识，对所接收到的数据中的包括的所有数据签名进行验证和加密原始数据的解密。

步骤203、接收端在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据。

本发明通过接收端接收发送端传输的原始数据，接收端根据发送端网关的标识和所经过的中继设备的标识，对带有数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证和解密；当该原始数据的数字签名验证通过，并且解密成功后，接收端接收其中的原始数据，从而可以解决现有技术中数据传输被不明设备入侵或传输不准确等安全问题。

由于中继设备可由一个传输设备构成，也可为多个传输设备构成，因此为提高传输数据的安全速率针对上述方法中步骤202中的数字签名的验证和解密方式，可以是接收端在接收到带有数字签名和加密的原始数据时，可以根据接收端网关(或发送端网关)的标识，利用网关私钥对原始数据的加密进行解密；根据中继设备的标识，利用中继设备的公钥对原始数据的数字签名进行验证。

本发明所提供的一种物联网中数据传输方法，当接收端在所述原始数据的数字签名验证和/或解密不成功时，所述方法包括：接收端向发送端发送获取所述原始数据失败的信息。

第三实施例：

如图3所示，一种物联网中数据传输***，包括接收模块301、设置模块302、发送模块303；具体包括如下所示：

接收模块301，用于接收原始数据；

设置模块302，用于根据网关标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密；

发送模块303，用于用于将所述数字签名和加密的原始数据发送至接收端；其中，所述网关标识为所述***网关的网关标识或接收端网关的网关标识。

进一步地，设置模块302可以包括：第一发送单元、解析单元和加密单元，具体如下：

第一发送单元，用于根据所述网关标识对原始数据进行数字签名和加密，将携带有所述数字签名和加密的原始数据发送中继设备；

解析单元，用于根据所述中继设备的标识，对携带有所述数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证及解密，以得到验证和解密成功后的原始数据；

加密单元，用于利用所述中继设备，根据所述中继设备的标识，将所述验证和解密成功后的原始数据进行数字签名和加密。

所述中继设备包含操作云、设备云和/或远程服务器。

本发明所提供的一种物联网中数据传输***，执行主体通过向接收端发送原始数据，根据所述网关的标识和中继设备的标识，对所述原始数据设置数字签名和加密，然后将带有数字签名和加密的原始数据发送至接收端，从而可以解决现有技术中数据传输被不明设备入侵或传输不准确等安全问题。

第四实施例：

如图4所示，一种物联网中数据传输装置，包括接收模块41、验证模块42、获取模块43，具体如下所示：

接收模块41，用于接收发送端发送的带有数字签名和加密的原始数据；

验证模块42，用于网关标识和中继设备的标识，对所述带有数字签名和加密的原始数据进行数字签名验证和解密；其中，所述网关标识为发送端网关的网关标识或接收端网关的网关标识；

获取模块43，用于在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据。

本发明所供的一种物联网中数据传输***，执行主体通过执行主体通过接收发送端传输的原始数据，根据发送端网关的标识和所经过的中继设备的标识，对所接收数据中的所有数字签名进行验证和解密，从而可以解决现有技术中数据传输被不明设备入侵或传输不准确等安全问题。

第五实施例：

本发明的一种物联网中数据传输装置，包括处理器和存储器，其中，

处理器，用于网关的标识和中继设备的标识，对所述原始数据进行数字签名和加密，或者对所述原始数据进行数字签名验证和解密；

存储器，用于将生成的数字签名和加密的原始数据进行缓存，或者对带有数字签名验证和解密成功的原始数据进行缓存。

本发明所供的一种物联网中数据传输装置，包括处理器和存储器，通过处理器对原始数据进行数字签名验证和解密，并利用存储器将生成的数字签名和加密的原始数据进行缓存，或者对带有数字签名验证和解密成功的原始数据进行缓存，从而可以解决现有技术中数据传输被不明设备入侵或传输不准确等安全问题。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‐ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD‐ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‐ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种物联网中数据传输方法，其特征在于，包括：

发送端接收原始数据；

在数据传输过程中，利用数据传输链路上的发送端网关、每个中继设备以及接收端网关的标识对所传输数据设置数字签名和加密，使得所传输的数据包括加密过的原始数据以及发送端网关、中继设备和接收端网关对原始数据的设置的数字签名，原始数据在发送过程中具有每个经过的硬件设备的签名；

将带有所述数字签名和加密的原始数据发送至接收端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继设备包含操作云、设备云和/或远程服务器。

3.一种物联网中数据传输方法，其特征在于，包括：

接收端接收带有数字签名和加密的原始数据，其中，在数据传输过程中，利用数据传输链路上的发送端网关、每个中继设备以及接收端网关的标识对所传输数据设置数字签名和加密，使得所传输的数据包括加密过的原始数据以及发送端网关、中继设备和接收端网关对原始数据的设置的数字签名，所述原始数据在发送过程中具有每个经过的硬件设备的签名；

接收端利用发送端网关的标识、中继设备的标识和接收端网关的标识，对所接收到的原始数据中的包括的所有数据签名进行验证和对加密数据进行解密；

接收端在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，接收端在所述原始数据的数字签名验证和/或解密不成功时，所述方法包括：

接收端向发送端发送获取所述原始数据失败的信息。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述中继设备包含发送操作云、设备云和/或远程服务器。

6.一种物联网中数据传输***，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收带有数字签名和加密的原始数据，其中，在数据传输过程中，利用数据传输链路上的发送端网关、每个中继设备以及接收端网关的标识对所传输数据设置数字签名和加密，使得所传输的数据包括加密过的原始数据以及发送端网关、中继设备和接收端网关对原始数据的设置的数字签名，所述原始数据在发送过程中具有每个经过的硬件设备的签名；

验证模块，用于利用发送端网关的标识、中继设备的标识和接收端网关的标识，对所接收到的原始数据中的包括的所有数据签名进行验证和对加密数据进行解密；

获取模块，用于在所述原始数据的数字签名验证和解密成功时，获取原始数据。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，接收端在所述原始数据的数字签名验证和/或解密不成功时，接收端向发送端发送获取所述原始数据失败的信息。

8.根据权利要求6或7所述的***，其特征在于，所述中继设备包含发送操作云、设备云和/或远程服务器。