CN106571907A - 一种上位机与u盘间安全传输数据的方法及*** - Google Patents

一种上位机与u盘间安全传输数据的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上位机与U盘间安全传输数据的方法，包括：上位机需要向U盘发送指令或数据时，则首先向U盘发送公钥和随机数生成请求；U盘生成密钥对和随机数并发送给上位机；上位机利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；U盘利用私钥和随机数对密文进行解密操作，最终得到相关指令或数据。本发明同时公开了一种上位机与U盘间安全传输数据的***。本发明所述技术方案通过密钥对和随机数的形式加强上位机与U盘之间的数据通讯的安全性，进而更有效地对抗重放攻击。

Description

一种上位机与U盘间安全传输数据的方法及***
技术领域
本发明涉及数据传输安全技术领域，尤其涉及一种上位机与U盘间安全传输数据的方法及***。
背景技术
传统的上位机软件与U盘（加密U盘或芯片）进行数据交换时，会使用SCSI协议。通过SCSI协议并附带相关数据传送给U盘（加密U盘或芯片），这些数据一般是通过明文或加密后进行传输。对于明文的传输方式，通过USB抓包工具很容易分析出其协议，进而达到攻击的目的。对于加密的数据传输方式，也可通过抓包获取某些功能指令的加密密文，进而达到在将来的某个时间点进行重放攻击的目的。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所述技术方案将随机数对抗验证、密码、会话ID等形式引入上位机和U盘间的数据传输过程，进而加强了上位机与U盘之间通信的安全性。
本发明上位机端采用如下方法来实现：一种基于上位机的安全传输数据的方法，包括：
若需要向U盘发送指令或数据，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
若接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
进一步地，还包括：获取用户输入的登录信息，利用所述公钥和随机数对登录信息进行加密后将密文发送给U盘进行验证操作，若验证成功则接收来自U盘的会话ID，上位机向U盘发送指令或数据时需要携带所述会话ID。
更进一步地，还包括：若接收到U盘判定所述会话ID失效的错误码，则提示用户需要重新登录。
本发明上位机端采用如下装置来实现：一种基于上位机的安全传输数据的装置，包括：
上位机发送模块，用于当需要向U盘发送指令或数据时，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
上位机接收模块，用于当接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
进一步地，还包括：上位机登录模块，用于获取用户输入的登录信息，利用所述公钥和随机数对登录信息进行加密后将密文发送给U盘进行验证操作，若验证成功则接收来自U盘的会话ID，上位机向U盘发送指令或数据时需要携带所述会话ID。
更进一步地，还包括：失效告警模块，用于当接收到U盘判定所述会话ID失效的错误码，则提示用户需要重新登录。
本发明U盘端采用如下方法来实现：一种基于U盘的安全传输数据的方法，包括：
若接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
若接收到来自上位机的密文，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
若需要向上位机发送指令或数据，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
进一步地，还包括：若接收到来自上位机的登录信息的密文，则利用私钥和随机数进行解密后与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID。
更进一步地，还包括：若在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。
本发明U盘端采用如下装置来实现：一种基于U盘的安全传输数据的装置，包括：
密钥生成模块，用于当接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求时，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
解密解析模块，用于当接收来自上位机的密文后，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
加密发送模块，用于当需要向上位机发送指令或数据时，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
进一步地，还包括：访问验证模块，用于当接收到来自上位机的登录信息的密文时，则利用私钥和随机数进行解密后与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID。
更进一步地，还包括：会话监控模块，用于当在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。
本发明采用如下***来实现：一种上位机与U盘间安全传输数据的***，包括：上述任一所述基于上位机的安全传输数据的装置和上述任一所述基于U盘的安全传输数据的装置。
综上，本发明给出一种上位机与U盘间安全传输数据的方法及***，上位机在向U盘发送指令或数据之前，先向U盘发送公钥和随机数的生成请求；U盘接收到上述请求后生成密钥对和随机数，并将其中的公钥和随机数发送给上位机；上位机利用随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；U盘获取密文后利用存储在本地的私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过引入对抗验证、加解密传输、登录密码和会话ID等方法，解决了现有的上位机软件通过SCSI协议与U盘进行通讯时，指令或数据被截获导致的数据被窃取、还原或者造成重放攻击的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于上位机的安全传输数据的方法实施例1流程图；
图2为本发明提供的一种基于上位机的安全传输数据的方法实施例2流程图；
图3为本发明提供的一种基于上位机的安全传输数据的装置实施例结构图；
图4为本发明提供的一种基于U盘的安全传输数据的方法实施例1流程图；
图5为本发明提供的一种基于U盘的安全传输数据的方法实施例2流程图；
图6为本发明提供的一种基于U盘的安全传输数据的装置实施例结构图；
图7为本发明提供的一种上位机与U盘间安全传输数据的***实施例结构图。
具体实施方式
本发明给出了一种上位机与U盘间安全传输数据的方法及***实施例，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明中技术方案作进一步详细的说明：
本发明首先提供了一种基于上位机的安全传输数据的方法实施例1，适用于上位机端，如图1所示，包括：
S101：若需要向U盘发送指令或数据，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；其中，需要约定上位机向U盘发送公钥和随机数生成请求的协议格式；
S102：接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
S103：若接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
更为优选地，本发明提供了一种基于上位机的安全传输数据的方法实施例2，同样适用于上位机端，如图2所示，包括：
S201：获取用户输入的登录信息，并向U盘发送公钥和随机数生成请求；其中，所述登录信息包括但不限于：用户名和密码；管理员用户预先为U盘或者加密U盘设置密码等登录信息，只有输入正确的登录信息才可以顺利访问；
S202：接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对登录信息进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
S203：接收U盘反馈的验证结果，若验证成功则执行S204，若验证失败则接收来自U盘的错误码，并提示用户重新登录；
S204：接收来自U盘的会话ID，向U盘发送指令或数据时需要携带该会话ID。
其中，所述会话ID在短时间内有效，U盘端可以设置在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，用户需要重新登录，重新获取会话ID；或者，U盘掉电后，当前会话ID失效，当U盘启用后，上位机需要重新获取会话ID；或者，上位机端用户退出登录后，当前会话ID失效，当再次登录后，上位机需要重新获取会话ID。
本发明同时提供了一种基于上位机的安全传输数据的装置30，适用于上位机端，如图3所示，包括：
上位机发送模块301，用于当需要向U盘发送指令或数据时，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
上位机接收模块302，用于当接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
优选地，还包括：上位机登录模块，用于获取用户输入的登录信息，利用所述公钥和随机数对登录信息进行加密后将密文发送给U盘进行验证操作，若验证成功则接收来自U盘的会话ID，上位机向U盘发送指令或数据时需要携带所述会话ID。
更优选地，还包括：失效告警模块，用于当接收到U盘判定所述会话ID失效的错误码，则提示用户需要重新登录。
本发明其次提供了一种基于U盘的安全传输数据的方法实施例1，适用于U盘端或者加密U盘端，如图4所示，包括：
S401：若接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
S402：若接收到来自上位机的密文，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
S403：若需要向上位机发送指令或数据，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
更为优选地，本发明提供了一种基于U盘的安全传输数据的方法实施例2，同样适用于U盘端或者加密U盘端，如图5所示，包括：
S501：若接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
S502：若接收到来自上位机的登录信息的密文，则利用私钥和随机数进行解密后获取登录信息；
S503：将登录信息与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID，若验证失败则向上位机发送错误码；其中，所述登录信息包括但不限于：用户名和密码；
S504：若在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。或者，U盘掉电后，当前会话ID失效，当U盘启用后，上位机需要重新获取会话ID；或者，上位机端用户退出登录后，当前会话ID失效，当再次登录后，上位机需要重新获取会话ID。
其中，若来自上位机的密文携带的会话ID被U盘判定失效，U盘向上位机端返回错误码提示用户需要重新登录获取有效的会话ID。
本发明同时提供了一种基于U盘的安全传输数据的装置60，适用于U盘端或者加密U盘端，如图6所示，包括：
密钥生成模块601，用于当接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求时，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
解密解析模块602，用于当接收来自上位机的密文后，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
加密发送模块603，用于当需要向上位机发送指令或数据时，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
优选地，还包括：访问验证模块，用于当接收到来自上位机的登录信息的密文时，则利用私钥和随机数进行解密后与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID。
更优选地，还包括：会话监控模块，用于当在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。
本发明采用如下***来实现：一种上位机与U盘间安全传输数据的***，如图7所示，包括：上述任一所述基于上位机的安全传输数据的装置30和上述任一所述基于U盘的安全传输数据的装置60。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
如上所述，上述实施例给出了一种上位机与U盘间安全传输数据的方法及***实施例，在上位机向U盘传输指令或数据之前需要先向U盘请求随机数和公钥，U盘接收到请求后生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机，上位机利用随机数和公钥进行两次加密后将密文发送给U盘，U盘利用私钥和随机数解密后获取相应的指令或数据；同时，优选地，可以为U盘设置登录密码，只有用户输入正确的登录信息才可能向U盘内传送指令或数据；更为优选地，当用户登录成功之后，U盘反馈给上位机一个在短时间内有效的会话ID，上位机每次向U盘发送指令或数据都需要携带该会话ID，若在预设时间内上位机与U盘之间没有进行任何的指令或数据的交互，则该会话ID失效，需要提示用户重新登录并获取新的会话ID。
本发明所提供的上述实施例对原有的上位机及U盘端都进行了相应的改进，进而利用随机数对抗验证，设置登录密码、携带会话ID等手段提升了上位机与U盘之间的数据传输的安全性，解决了现有技术中上位机软件通过SCSI协议与U盘或者加密U盘进行通讯时，数据及相关指令可能被截获进而导致数据信息被窃取、还原或者重放攻击等问题。
以上实施例用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种基于上位机的安全传输数据的方法，其特征在于，包括：
若需要向U盘发送指令或数据，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
若接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取用户输入的登录信息，利用所述公钥和随机数对登录信息进行加密后将密文发送给U盘进行验证操作，若验证成功则接收来自U盘的会话ID，上位机向U盘发送指令或数据时需要携带所述会话ID。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：若接收到U盘判定所述会话ID失效的错误码，则提示用户需要重新登录。
4.一种基于上位机的安全传输数据的装置，其特征在于，包括：
上位机发送模块，用于当需要向U盘发送指令或数据时，则向U盘发送公钥和随机数生成请求；接收U盘反馈的公钥和随机数后，利用所述随机数对指令或数据进行DES加密，并利用公钥进行二次加密后将密文发送给U盘；
上位机接收模块，用于当接收到来自U盘的密文，则利用公钥解密后获取指令或数据。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：上位机登录模块，用于获取用户输入的登录信息，利用所述公钥和随机数对登录信息进行加密后将密文发送给U盘进行验证操作，若验证成功则接收来自U盘的会话ID，上位机向U盘发送指令或数据时需要携带所述会话ID。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：失效告警模块，用于当接收到U盘判定所述会话ID失效的错误码，则提示用户需要重新登录。
7.一种基于U盘的安全传输数据的方法，其特征在于，包括：
若接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
若接收到来自上位机的密文，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
若需要向上位机发送指令或数据，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：若接收到来自上位机的登录信息的密文，则利用私钥和随机数进行解密后与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：若在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。
10.一种基于U盘的安全传输数据的装置，其特征在于，包括：
密钥生成模块，用于当接收到来自上位机的公钥和随机数生成请求时，则生成密钥对和随机数，并将公钥和随机数发送给上位机；
解密解析模块，用于当接收来自上位机的密文后，则利用私钥对密文进行初次解密，并利用随机数对密文进行DES解密后得到指令或数据；
加密发送模块，用于当需要向上位机发送指令或数据时，则利用私钥对指令或数据进行加密后发送给上位机。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：访问验证模块，用于当接收到来自上位机的登录信息的密文时，则利用私钥和随机数进行解密后与管理员设定的登录信息对比验证，若验证成功则向上位机发送会话ID。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：会话监控模块，用于当在预设时间内上位机与U盘间不存在指令或数据的交互，则判定会话ID失效，并向上位机返回错误码。
13.一种上位机与U盘间安全传输数据的***，其特征在于，包括：权利要求4至6任一所述的装置和权利要求10至12任一所述的装置。
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