CN112436936B - 一种具备量子加密功能的云存储方法及*** - Google Patents
一种具备量子加密功能的云存储方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种具备量子加密功能的云存储方法及***,APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求,在获取到所述第一密钥数据后,调用所述安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,所述安全控件向所述APP返回对所述第一密钥数据的处理结果,在用户向APP发送加解密数据请求时,从量子安全服务平台获取转加密密钥以及来自云端***的密文数据在本地客户端中进行解密,从而获取明文数据,在本发明中,通过APP调用安全控件实现云存储的密文数据和密钥的分离,最大限度的保证客户的数据隐私安全。
Description
技术领域
本发明属于云存储技术领域,尤其涉及一种具备量子加密功能的云存储方法及***。
背景技术
云存储是一个以数据存取和管理为核心的云计算***,该***具有如下两方面的优势,一方面,用户可以在任何时间、任何地方、透过任何可连网的装置连接到云存储,能够非常方便地进行数据的存取操作;另一方面,用户无需在本地投资建立数据中心或专用远程站点来维护和管理数据,利用云存储便可获得大量低成本的存储空间。基于上述两方面的优势,近年来,云存储技术得到了快速发展,越来越多的用户选择使用云存储。
现有的云存储服务存在如下缺点:
(1)云存储服务没有采取加密或加密功能由云服务商提供,密钥和数据均存储在云端,客户的数据安全无法得到保障;
(2)数据加密密钥的随机性不足。
发明内容
基于现有技术中云存储的缺点,本发明提出一种具备量子加密功能的云存储方法及***,从而解决现有公有云服务体系下的数据加密存储安全问题。
根据本发明的实施例,本发明提出了一种具备量子加密功能的云存储方法,该方法应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个存储密文数据的云端云端***以及一个基于量子随机数发生器QRNG的量子安全服务平台。
该云存储方法包括:
所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求,在获取到所述第一密钥数据后,调用所述安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,所述安全控件向所述APP返回对所述第一密钥数据的处理结果;
所述APP接收到来自第一用户的待加密数据的加密请求后,调用所述安全控件以根据所述第二密钥数据对所述待加密数据进行加密以形成第一密文数据,并将所述第一密文数据发送至云端***进行保存,,其中所述第一密文数据包括第一用户的设备标识、应用标识以及对应的密文数据。
作为本发明的一个实施例,在所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求步骤之前,还包括:
所述量子安全服务平台预先基于不同用户的设备标识以及应用标识产生相对应的第一密钥数据。
作为本发明的一个实施例,在所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求步骤之后,还包括:
所述量子安全服务平台接收来自第一用户的第一密钥数据请求,提取该请求中的设备标识和应用标识,并查询所述设备标识和应用标识是否已经在量子安全服务平台中注册,若已经注册,所述量子安全服务平台从数据库中调取出基于该设备标识和应用标识的第一密钥数据并发送至第一用户;否则,通过量子网络调用量子设备产生两组32位密钥分量,调用加密机产生一对非对称密钥,调用加密机以及量子网络产生与所述第一用户的设备标识以及应用标识对应的对称及非对称密钥的初始化的第一密钥数据,存储基于设备标识以及应用标识对应的第一密钥数据,同时将第一密钥数据发送至第一用户。
作为本发明的一个实施例,所述云存储方法还包括,所述APP接收到来自第二用户的基于第一用户的一应用的数据解密请求后,通过云端***获取基于设备标识以及应用标识的第一密文数据,并且,将所述数据解密请求发送至所述量子安全服务平台,以获取基于第二用户设备标识、应用标识对应的转加密密钥数据。
作为本发明的一个实施例,所述APP接收到所述第一密文数据以及转加密密钥数据后,调用安全控件在本地客户端对所述第一密文数据进行解密,解密成功后获取明文数据,解密失败则向用户返回解密失败的错误信息。
作为本发明的一个实施例,所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求,包括,所述APP通过initKey方式向所述量子安全服务平台发送所述第一密钥数据请求。
作为本发明的一个实施例,所述云存储方法还包括,APP通过transCryption方式向所述量子量子安全服务平台获取转加密密钥,且,所述APP通过decMegaData方式将所述转加密密钥以及第一密文数据调用至所述安全控件进行解密运算,得到解密后的明文数据,并将所述解密后的明文数据通过所述APP返回给第二用户。
作为本发明的一个实施例,所述云存储方法还包括,所述APP通过setUSBKeyEncrKeys方式调用安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,以及,所述APP通过encMegaData方式调用安全控件以根据所述第二密钥数据对所述待加密数据进行加密以形成第一密文数据。
作为本发明的一个实施例,所述量子安全服务平台预先基于不同用户的设备标识以及应用标识产生相对应的第一密钥数据,包括,所述量子安全服务平台根据QRNG***通过量子网络产生一个或多个初始化的第一密钥数据。
根据本发明的实施例,本发明还提出了一种具备量子加密功能的云存储***,所述***包括应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个云端***以及一个基于量子随机数发生器QRNG的量子安全服务平台,所述APP、所述安全控件以及所述QRNG***用于执行以上所述的云存储方法。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明提出了一种具备量子加密功能的云存储方法及***,通过将密钥与密文数据的分开存储,从而为用户更为安全的云存储方案,本发明的有益效果包括了:
(1)对云存储的数据提供加/解密服务
(2)实现云存储数据和密钥的分离,最大限度的保证客户的数据隐私安全
(3)采用量子随机数作为密钥源,实现密钥随机性的提升。
附图说明
图1为本发明公开的具备量子加密功能的云存储方法具体流程示意图;
图2为本发明公开的云存储方法中场景初始化具体流程示意图;
图3为本发明公开的QRNG***初始化密钥流程示意图;
图4为本发明公开的云存储方法中数据加密具体流程示意图;
图5为本发明公开的云存储方法中数据加密场景具体流程示意图;
图6为本发明公开的云存储方法中数据解密具体流程示意图;
图7为本发明公开的云存储方法中数据解密场景具体流程示意图。
具体实施方式
为便于理解,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种具备量子加密功能的云存储方法,该方法应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个存储密文数据的云端***以及一个基于量子随机数发生器QRNG的量子安全服务平台。
如图1所示,示出了具备量子加密功能的云存储方法具体流程。对于PC、笔记本电脑、手机等终端设备,业务***客户端的安全服务及密钥管理通过TF卡、密码模块、或软件等终端安全设备实现。终端安全设备由量子应用安全服务平台统一管理,进行初始化设置,平台调用QRNG产生对称及非对称密钥,向终端分发对称密钥、公私钥对等信息。密钥等敏感信息安全存储在硬件介质中,由服务端的安全服务平台进行统一密钥生命周期管理。
图1中,本地客户端中包括了调用加解密过程的APP以及安全控件,在进行云存储的过程中,通过APP获取量子安全服务平台中的量子随机数发生器QRNG***产生的初始密钥数据,并调用至安全控件中,当需要对用户发送的文件、图片等数据进行加密时,调用安全控件进行加密处理,生成加密密文数据并存储至云端***(应用服务器),当需要进行解密时,再调用安全控件进行相应的解密操作。
本发明的云存储方法中,APP通过initKey方式向所述量子安全服务平台的量子随机数发生器QRNG***发送获取初始化的第一密钥数据请求,在获取到所述第一密钥数据后,通过setUSBKeyEncrKeys方式调用所述安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,所述安全控件向所述APP返回对所述第一密钥数据的处理结果。
如图2所示,APP调用后台***透传调用量子安全平台获取初始化密钥数据。APP得到密钥数据后,调用安全控件,将获取到的密钥数据导入控件,安全控件将密钥数据内部处理后,将密钥以密文形式存入内部文件中,安全控件将初始化结果返回给本地客户端端APP,从而完成初始化过程。用户在使用数据加密功能前,需要APP端调用后台***,由后台***调用安全平台获取初始化的密钥数据,导入到安全控件中。其中,initKey初始化方式如图3所示。
本发明中,初始化时,量子安全服务平台预先基于不同用户的设备标识以及应用标识产生相对应的第一密钥数据,在本发明的方案中,通过量子安全服务平台的量子随机数发生器QRNG***,并通过量子网络产生一个或多个初始化的密钥数据,这些生成的初始化的密钥数据与用户的设备标识以及应用标识相匹配,比如同一设备标识下可能存在多种应用标识,则在进行保存时,买一个设备标识下的多个应用标识都会对应存储相应的量子密钥,这些量子密钥被保存至量子安全服务平台中。
如图4所示,APP接收到来自第一用户的待加密数据的加密请求后,通过encMegaData方式调用所述安全控件的加密接口,以根据所述第二密钥数据对所述待加密数据进行加密以形成第一密文数据,这里的待加密数据可以为图像数据或者其他文件数据,并将所述第一密文数据发送至云端***进行保存,其中,第一密文数据包括第一用户的设备标识、应用标识以及对应的密文数据。安全控件的具体加密过程如图5所示。
如图6所示,APP接收到来自第二用户的数据解密请求后,通过transCryption方式向所述量子随机数发生器QRNG***获取转加密密钥,以及从所述云端***获取所述第一密文数据,在这里,第二用户可以为与第一用户相同的用户,也可以为其他用户,为表示说明本发明的技术方案,这里用户A上传了加密的图像数据,用户B需要查看用户A上传的图片,APP调用后台***,上送用户A唯一标识,用户B唯一标识,到安全平台,获取用户B解密需要的转加密密钥,APP从云端***中获取图片经过加密后的密文数据。调用安全控件,将转加密密钥和密文数据传入控件。
本发明中,APP通过decMegaData方式将所述转加密密钥以及所述第一密文数据调用至所述安全控件进行解密运算,得到解密后的明文数据,并将所述解密后的明文数据通过所述APP返回给第二用户。安全控件的解密过程如图7所示。
根据本发明的实施例,本发明还提出了一种具备量子加密功能的云存储***,所述***包括应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个存储密文数据的云端***以及一个基于量子随机数发生器的量子安全服务平台,所述APP、所述安全控件以及所述QRNG***用于执行以上所述的云存储方法。
对于本领域技术人员而言,显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。***、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种具备量子加密功能的云存储方法,其特征在于,应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个存储密文数据的云端***以及一个基于量子随机数发生器QRNG的量子安全服务平台,所述方法包括:
所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求,在获取到所述第一密钥数据后,调用所述安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,所述安全控件向所述APP返回对所述第一密钥数据的处理结果;
所述APP接收到来自第一用户的待加密数据的加密请求后,调用所述安全控件以根据所述第二密钥数据对所述待加密数据进行加密以形成第一密文数据,并将所述第一密文数据发送至云端***进行保存,其中所述第一密文数据包括第一用户的设备标识、应用标识以及对应的密文数据;
在所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求步骤之前,还包括:
所述量子安全服务平台预先基于不同用户的设备标识以及应用标识产生相对应的第一密钥数据;
在所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求步骤之后,还包括:
所述量子安全服务平台接收来自第一用户的第一密钥数据请求,提取该请求中的设备标识和应用标识,并查询所述设备标识和应用标识是否已经在量子安全服务平台中注册,若已经注册,所述量子安全服务平台从数据库中调取出基于该设备标识和应用标识的第一密钥数据并发送至第一用户;否则,通过量子网络调用量子设备产生两组32位密钥分量,调用加密机产生一对非对称密钥,调用加密机以及量子网络产生与所述第一用户的设备标识以及应用标识对应的对称及非对称密钥的初始化的第一密钥数据,存储基于设备标识以及应用标识对应的第一密钥数据,同时将第一密钥数据发送至第一用户;
所述云存储方法还包括,所述APP接收到来自第二用户的基于第一用户的一应用的数据解密请求后,通过云端***获取基于设备标识以及应用标识的第一密文数据,并且,将所述数据解密请求发送至所述量子安全服务平台,以获取基于第一用户或第二用户设备标识、应用标识对应的转加密密钥数据;
所述APP接收到所述第一密文数据以及转加密密钥数据后,调用安全控件在本地客户端对所述第一密文数据进行解密,解密成功后获取明文数据,解密失败则向用户返回解密失败的错误信息。
2.根据权利要求1所述的云存储方法,其特征在于,所述APP向所述量子安全服务平台发送获取初始化的第一密钥数据请求,包括,所述APP通过initKey方式向所述量子安全服务平台发送所述第一密钥数据请求。
3.根据权利要求1所述的云存储方法,其特征在于,所述云存储方法还包括,APP通过transCryption方式向所述量子安全服务平台获取转加密密钥,且,所述APP通过decMegaData方式将所述转加密密钥以及第一密文数据调用至所述安全控件进行解密运算,得到解密后的明文数据,并将所述解密后的明文数据通过所述APP返回给第二用户。
4.根据权利要求1所述的云存储方法,其特征在于,所述云存储方法还包括,所述APP通过setUSBKeyEncrKeys方式调用安全控件对所述第一密钥数据进行处理后得到密文形式的第二密钥数据,以及,所述APP通过encMegaData方式调用安全控件以根据所述第二密钥数据对所述待加密数据进行加密以形成第一密文数据。
5.根据权利要求1所述的云存储方法,其特征在于,所述量子安全服务平台预先基于不同用户的设备标识以及应用标识产生相对应的第一密钥数据,包括,所述量子安全服务平台根据QRNG***通过量子网络产生一个或多个初始化的第一密钥数据。
6.一种具备量子加密功能的云存储***,其特征在于,所述***包括应用于云存储***的终端侧以及云存储***的服务侧,所述终端侧包括一个基于本地客户端的APP以及安全控件,所述服务侧包括一个云端***以及一个基于量子随机数发生器QRNG的量子安全服务平台,所述APP、所述安全控件以及所述量子安全服务平台用于执行权利要求1至5任一项所述的云存储方法。
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