[发明专利]用于物联网终端与云端通讯的加密方法

说明书

本发明公开了一种用于物联网终端与云端通讯的加密方法，包括如下步骤：a）在物联网终端和云端同时预存由物联网终端ID、AES秘钥和Auth码组成的固定字节数秘钥；b）每次建立连接时，所述云端随机生成新的AES码，所述物联网终端和云端通过比对新的AES码和预存AES秘钥进行双向认证，认证成功后，物联网终端将AES秘钥更新为新的AES码；c）连接成功后双方进行数据通讯，所述物联网终端定时发送Keep Alive包至云端保持连接可用。本发明通过在物联网终端和云端预置固定字节数秘钥数据实现可靠的双向认证，大大降低对计算和存储资源的消耗，满足轻量级物联网的安全需求。

技术领域

本发明涉及一种通讯处理方法，尤其涉及一种用于物联网终端与云端通讯的加密方法，具有双向认证的轻量级物联网安全解决方案。

背景技术

当前物联网的发展已经逐步步入快车道，物联网产品的特性包括：随时在线、远程控制。导致物联网产品必须能够通过因特网连接云端，随时随地的上传、接收数据及相关控制请求，而任何连接到因特网的设备都必须考虑到黑客攻击的可能性，因而产生了加密需求，要满足加密需求存在两条解决道路：

简易账号密码加密：可以在资源有限的MCU上实现，但无法完成服务器终端之间的双向认证，也无法解决黑客重放攻击问题。

SSL协议加密。可以实现双向认证和解决黑客重放攻击问题。但常用的open SSL协议需要上M级别的Flash和RAM空间，即便是裁剪版的SSL协议也要上百K的Flash和数十K的RAM。

而在实际应用环境中，大部分物联网终端设备都要满足低功耗和低成本的两低要求，使得大部分的物联网终端只能被迫选择简易账号密码加密方式。从而存在如下问题：

1）只有云端的单向认证，没有终端和云端的双向认证，一旦黑客盗取云端数据，可模拟服务器数据反向攻击控制物联网终端设备。

2）物联网产品长期在线需要终端随时与云端保持数据沟通，黑客可以直接抓取终端和云端的沟通数据，对物联网终端和云端任意一端进行重放攻击，进而瘫痪物联网终端或者云端。

图1为现有认证过程示意图，图2为现有数据通讯过程示意图。请参见图1和图2，物联网终端出厂时或者用户第一次使用时在云端注册一个账号和密码，在物联网终端与云端沟通的过程中，主要分为两个过程：

1）首先是连接请求认证过程：由物联网终端发送对应的账号和密码给云端进行连接认证请求，云端根据所收到的账号和密码在其数据库中进行比对，比对结果符合要求的情况下，由云端产生AES秘钥再回传给物联网终端，云端将该AES加密秘钥存入对应账号数据库，物联网终端收到秘钥后使用该秘钥加密ACK信号，并将加密ACK信息与用户名等信息一同回传给云端，云端接到信号后，依据用户名找到AES秘钥后，解析ACK信号是否成功，不成功则连接创建失败，成功则该物联网终端连接请求完成，如图1所示。

2）之后是数据通信过程：物联网终端直接使用连接建立过程中协商的AES加密秘钥，把对应数据进行AES加密连同账号传送至云端，云端收到数据包后依据账号信息找到AES秘钥，使用AES秘钥对数据包进行解密，解密后若要回复数据给物联网终端，则同样使用AES秘钥对数据进行加密后发送，物联网终端在收到数据后使用AES秘钥进行数据解密，完成数据包中要求的下一步动作，如图2所示。

由上可见，现有轻量级的物联网终端与云端通讯的加密方法客观存在如下问题：

1.只有云端对物联网终端的单向认证机制，一旦黑客窃取到任何有关物联网终端的数据，可以直接在因特网上发起对物联网终端的攻击。

2.在物联网终端与云端的连接建立后，两者相互之间的通信虽然也有AES加密，黑客无法破解其中通信数据，但是黑客通过抓取通信过程中完整数据包，使用重放攻击方式即可攻击物联网终端或者云端任意一端，从而实现瘫痪该系统的目的。

发明内容