TWI387294B - ＺｉｇＢｅｅ無線網路資料安全傳輸系統 - Google Patents

Description

ZigBee無線網路資料安全傳輸系統

本發明係關於一種安全的無線網路傳輸系統，特別是指一種利用ZigBee做定時更新之加密網路金錀的傳送，接收端也以ZigBee對加密網路金錀解密，資料再以解密的網路金鑰來結合演算法進行壓密，再利用另一種wifi(wireless fidelity)晶片傳送。

近年來，個人電腦已然成為最普及的一種家電產品。個人電腦由過去多媒體功能為主要，發展至今幾乎所有被售出的電腦都已內建網路功能。筆記型電腦更進一步地具有無線上網的功能。個人使用者藉由電腦的網路功能連接網際網路搜尋或交換資訊，商品、電子郵信收發、投資國內外有價證卷，或進行交談，而使得網路兩端使用者猶如上下樓層的鄰居。此外，小型、中小型及大型企業的電腦除了具備以上功能外，更提供了內部網部以提供員工彼此交換資料檔案、員工存取公司伺服器資料庫的管道。

網際網路的功能是無遠弗界的，它不但提供人們利用網路收集資訊。時至今日，它其實已更進一步成為影像、聲音交換平台(布落格blog)。使用者只需將他的電腦經由網路線連接ADSL數據線或者有線電視電纜線就可傳輸到網際網路。一般而言，只要兩台電腦的網路卡經由網路線連接上網際網路或者企業內部的伺服器，就可以將儲存於一台電腦的檔案傳給另一台電腦。更有甚者，隨者，無線通訊進步的神速，有愈來愈多的個人使用者及企業已正在使用，或考慮使用無線網路，以減少受到網路線的羈絆。

無線網路可以用來傳送各種資料，包含影像格式檔案、聲音格式、或影音混合格式、文件格式檔案，或應用程式格式皆可以。不過，無線網路和實體連線網路相比，其網路安全性，常成為無線網路使用之反對族群所堅持的重要理由之一，特別是，無線網路比有線網路更不被放心的理由之一是：資料傳送途中被攔截而寄件人及被指定的收受人卻不知情。

儘管，已知的無線網路基地台和用戶端之間可以使用網路金鑰來保護網路的安全性。然而，習知技術中，就發明人之知識所及，這些網路金鑰一旦被設定後多屬固定式的。惟有在一段時間後才會再次變更，這樣的結果，很容易就有可能成為網路駭客攻擊的對像。另一種是使用者必需接近基地台，才可以強制變更網路金鑰。因此，這種方式是不方便的。此外，網路金鑰傳送本身的安全性也常是一個重要的課題。

本發明是利用ZigBee/802.15.4通訊協定的ZigBee晶片來進行網路金鑰的壓密與解密。ZigBee晶片可以很容易和微處理器結合，以存取數位資料並進行資料之壓密與解密。ZigBee晶片使用2.4－2.5 GHz之間頻段傳輸。此外，利用網路金鑰再和待傳的資料以wifi晶片壓密及解密。駭客必須同時破解兩種不同晶片所壓密的資料才得以得到明文資料。

因此，本發明之一目的便是提供使用者有更方便、更安全的一種資料傳輸方式。

本發明之一目的是提供一種無線網路安全傳輸之系統，藉由此一系統資料可以安全無慮地由甲地傳輸至乙地。

本發明揭露一種無線網路資料安全傳輸之系統，包含：一網路金鑰中控端包含第一Zigbee晶片及一電腦終端機介面，一網路金鑰演算程式，以提供一使用者利用網路金鑰演算程式設定網路金鑰每變更一次的預定單位時間及變更所依據的參數，並據以在每預定單位時間時產生一壓密之網路金鑰並分送至一資料發送端，及至少一資料接收端。資料發送端包含第二Zigbee晶片，第一wifi晶片及一待傳送之資料，或動態產生影音資料。第二Zigbee晶片將壓密之網路金鑰解密為明文網路金鑰後據以將待傳送之資料，或動態產生之影音資料以第一wifi晶片壓密為64位元密文，再以第一wifi晶片傳送密文至資料接收端。資料接收端包含第三Zigbee晶片，第二wifi晶片。第三Zigbee晶片，在接收該壓密之網路金鑰後將解密為明文網路金鑰密，該第二wifi晶片依據該明文網路金鑰將該密文解密為明文資料。

本發明提供一種利用無線網路晶片(例如像是符合wIFI的晶片)傳輸被壓密的資料，以ZigBee晶片以無線通訊的方式傳輸壓密的網路金鑰至資料的發送端及各個接收端，以提發送端據以進行資料加密，與接收端據以資料解密。

本發明之一系統架構請參考圖1所示的示意圖。它包含了一網路金鑰的產生端10、資料發送端20及若干個接收端30、40，例如，第一資料接收端30、第二資料接收端40。網路金鑰的產生端10的配備是一台電腦或終端機10d、一ZigBee晶片10a、天線10b。資料發送端20則包含一ZigBee晶片20a、一天線20b、一wifi晶片20c。第一資料接收端30與資料發送端20有相同的配備，包含一ZigBee晶片30a、一天線30b、一wifi晶片30c。第二資料接收端40也有相同的配備，包含一ZigBee晶片40a、一天線40b、一wifi晶片40c。

其中，ZigBee晶片10a、20a、30a、40a請參考圖2，都包含有相同的模組：一接收模組(receiving module)70、一發射模組(transmission module)75，一MAC(media access control)模組80、一發射/接收/MAC控制介面85、一傳輸通道偵測模組90及一MCU(微處理器)95。發射/接收/MAC控制介面85包含了與MCU 60之I/O埠65連接之介面。

網路金鑰的產生端10是由一使用者利用一電腦10d或一終端機，利用一網路金鑰演算法程式產生，使用者可以輸入例如像是生日、日期、時間、或數字等與數目有關的數據做為演算法的參數來產生網路金鑰，並且在網路金鑰第一次產生後每一單位時間後再變換成另一網路金鑰。網路金鑰會由ZigBee晶片10a的會以AES(advanced encryption standard)128位元方式壓密成射頻信號封包後，再藉由天線10b同時發送至資料發送端20及第一資料接收端30與第二資料接收端40。網路金鑰之產生及壓密可以由MCU 60來執行，藉由MCU 60之I/O埠65取得使用者輸入之數據由MAC模組80，轉成射頻信號，再經由發射模組75傳送出去。

資料發送端20的天線20b接收射頻信號封包後，ZigBee晶片20a的接收模組70經MAC模組80將AES 128位元壓密的網路金鑰解調，以還原為明文的網路金鑰，再經由MCU 60提供給資料發送端20的wifi晶片20c。資料發送端的資料可以是任何的影像格式資料、聲音格式資料或影音混合格式資料或圖形格式、或文字格式或包含上述格式資料的一種或多種。資料發送端的資料和明文的網路金鑰結合經由MCU 60之I/O埠65傳給wifi晶片20c壓密成64位元的壓密資料，再藉由天線20a發送出去。

第一資料接收端30之天線30b在接收到AES 128位元方式壓密之射頻信號封包後，ZigBee晶片30b先解調為數位信號，並解密為明文網路金鑰。另一者，第一資料接收端30之wifi晶片30c利用明文網路金鑰對64位元的壓密資料進行解密，以解密為明文資料。

同樣的事，亦在第二資料接收端40進行。第一資料接收端40之天線40b在接收到AES 128位元方式壓密之射頻信號封包後，ZigBee晶片40b先解調為數位信號，並解密為明文網路金鑰。另一者，第二資料接收端40之wifi晶片40c利用明文網路金鑰對64位元的壓密資料進行解密，以解密為明文資料。

依據，本發明之一較佳實施例，網路金鑰是每單位時間都會被變更一次，並一次發送給資料傳送端與第一資料接收端30，及第二、甚至第三資料接收端，甚至更多的資料接收端。

因此，本發明具有以下之優點：1、網路金鑰被傳送時都是壓密的。

2、壓密的網路金鑰與壓密的資料是由不同的晶片所發送的，因此，更安全可靠。

本發明雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本發明精神與發明實體僅止於上述實施例爾。是以，在不脫離本發明之精神與範圍內所作之修改，均應包含在下述申請專利範圍內。

網路金鑰的產生端．．．10

ZigBee晶片．．．10a、20a、30a、40a

資料發送端．．．20

天線．．．10b、20b、30b、40b

第一資料接收端．．．30

wifi晶片．．．30c、40c

第二資料接收端．．．40

電腦或終端機．．．10d

接收模組．．．70

發射模組．．．75

MAC模組．．．80

發射/接收/MAC控制介面．．．85

I/O埠．．．65

MCU．．．60

藉由以下詳細之描述結合所附圖式，將可輕易明瞭上述內容及此項發明之諸多優點，其中：圖1示依據本發明之無線網路安全傳輸系統的示意圖。

圖2示，Zigbee晶片功能方塊示意圖。

網路金鑰的產生端．．．10

ZigBee晶片．．．10a、20a、30a、40a

資料發送端．．．20

天線．．．10b、20b、30b、40b

第一資料接收端．．．30

wifi晶片．．．30c、40c

第二資料接收端．．．40

電腦或終端機．．．10d

Claims (8)

1. 一種無線網路資料安全傳輸之系統，至少包含：網路金鑰中控端，包含一第一Zigbee晶片及一電腦終端機介面，一網路金鑰演算程式，以提供一使用者利用該網路金鑰演算程式設定網路金鑰每變更一次的預定單位時間及變更所依據的參數，並據以在每預定單位時間時產生一壓密之網路金鑰；一資料發送端，包含第二Zigbee晶片，第一wifi(wireless fidelity；無線傳真)晶片，及一待傳送之資料；一第一資料接收端，包含第三Zigbee晶片，第二wifi晶片；該網路金鑰中控端在每一預定時間傳送一壓密之網路金鑰至該資料發送端及該第一資料接收端，該資料發送端之第一Zigbee晶片將該壓密之網路金鑰解密為明文網路金鑰密，並由該第一wifi晶片依據該明文網路金鑰密將該待傳送之資料壓密成壓密資料，再傳送至該第一資料接收端，該第一資料接收端之第三Zigbee晶片在接收該壓密之網路金鑰後將解密為明文網路金鑰，該第二wifi晶片依據該明文網路金鑰將該壓密資料解密為明文資料。
2. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之第一Zigbee晶片包含一微處理器，該微處理器依據網路金鑰演算程式及使用者輸入之參數而在預定時間單位產生不同之壓密網路金鑰。
3. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之使用者輸入之參數可以是與數字相關之數據，與數字相關之數據可以選自生日、日期、時間及任意數 字所組成之群組之其中之一者及其混合。
4. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之使用者預定之更換壓密網路金鑰之預定單位時間為30分鐘至120分鐘。
5. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之壓密網路金鑰為依據128位元AES(advanced encryption standard；進階壓密標準)進行壓密。
6. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之壓密資料為64位元之壓密資料。
7. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之待傳送之資料可以選自由靜態之影像格式資料、靜態之聲音格式資料、靜態之影音混合格式資料、動態之影像格式資料、動態之聲音格式資料、動態之影音混合格式資料，圖形格式資料、及文字格式資料所組成之群組之其中一者及其混合。
8. 如申請專利範圍第1項之無線網路資料安全傳輸之系統，其中上述之第二Zigbee晶片包含一微處理器，以對該壓密網路金鑰進行解密，上述之第三Zigbee晶片亦包含一微處理器，以對該壓密網路金鑰進行解密。