智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)，特別涉及智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動智能終端的快速發(fā)展，家居設(shè)備也越來越智能化。智能家居系統(tǒng)是以住宅空間為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)等將與家居生活有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施和家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居設(shè)備安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。
[0003]目前，智能家居系統(tǒng)以組網(wǎng)的方式進(jìn)行布局形成智能家居網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中的各設(shè)備構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通過終端對節(jié)點進(jìn)行控制，終端與節(jié)點在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時，由于數(shù)據(jù)沒有加密，數(shù)據(jù)交互過程存在被截獲，仿冒等安全隱患，導(dǎo)致智能家居網(wǎng)絡(luò)的安全性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方法，使得在智能家居網(wǎng)絡(luò)中可以便捷的建立安全通道，并在對數(shù)據(jù)交互中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，防止數(shù)據(jù)包被截取、仿冒和偽發(fā)，保證了智能家居網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的安全性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法，所述智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為智能家居設(shè)備或者控制終端；所述智能家居網(wǎng)絡(luò)包含多個智能家居設(shè)備和至少一個控制終端；
[0006]智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法包含以下步驟:
[0007]新加入網(wǎng)絡(luò)的控制終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配對；
[0008]新加入網(wǎng)絡(luò)的控制終端接收用戶輸入的網(wǎng)絡(luò)名稱和網(wǎng)絡(luò)密碼；
[0009]新加入網(wǎng)絡(luò)的控制終端根據(jù)接收的網(wǎng)絡(luò)名稱和網(wǎng)絡(luò)密碼向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點請求長期密鑰；
[0010]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點反饋長期密鑰給所述新加入網(wǎng)絡(luò)的控制終端；
[0011]所述新加入網(wǎng)絡(luò)的控制終端保存網(wǎng)絡(luò)配置信息，供后續(xù)配置其他加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點使用；其中，網(wǎng)絡(luò)配置信息包含:網(wǎng)絡(luò)名稱、網(wǎng)絡(luò)密碼和長期密鑰。
[0012]本發(fā)明的實施方式提供了一種數(shù)據(jù)發(fā)送方法，所述智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用上述的配置方法獲得網(wǎng)絡(luò)配置信息；所述智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送方法包含以下步驟:
[0013]采用長期密鑰KEY、數(shù)據(jù)包序列號SN、發(fā)送者地址srcID，對數(shù)據(jù)信息INFO進(jìn)行加密，獲取密文；
[0014]將密文封裝成數(shù)據(jù)包并發(fā)送。
[0015]本發(fā)明的實施方式還提供了一種數(shù)據(jù)接收方法，所述智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用上述的配置方法獲得網(wǎng)絡(luò)配置信息；所述智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)接收方法包含以下步驟:
[0016]接收數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)包至少包含密文，密文采用長期密鑰KEY、數(shù)據(jù)包序列號SN、發(fā)送者地址srcID，對數(shù)據(jù)信息INFO進(jìn)行加密得到；
[0017]若數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)包序列號SN與當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)包序列號SN—致，則采用長期密鑰KEY、數(shù)據(jù)包序列號SN、發(fā)送者地址srcID，對密文解密，獲取數(shù)據(jù)信息INFO。
[0018]本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過在智能家居網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點分發(fā)長期密鑰，并在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用長期密鑰KEY對數(shù)據(jù)信息INFO進(jìn)行加密和解密，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全發(fā)送和接收，防止數(shù)據(jù)包被截取仿冒和偽發(fā)，保證了智能家居網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的安全性。
[0019]另外，數(shù)據(jù)包中還包括隨機(jī)數(shù)nonce字段；其中，所述隨機(jī)數(shù)字段中至少包含發(fā)送者地址srcID和數(shù)據(jù)包序列號SN。
[0020]另外，隨機(jī)字段中還包括一個轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)值TTL;轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)值用于控制數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。通過設(shè)置有效的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)可以避免無效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，避免了功率損耗。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的長期密鑰生成和分發(fā)流程圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的新的控制終端加入網(wǎng)絡(luò)的流程示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的智能家居節(jié)點間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的從終端到智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)包格式示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的從智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點到終端的數(shù)據(jù)包格式示意圖；
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的數(shù)據(jù)接收方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0028]本發(fā)明的第一實施方式涉及一種智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法。這里所說的智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以為智能家居設(shè)備或者控制終端；智能家居網(wǎng)絡(luò)包含多個智能家居設(shè)備和至少一個控制終端。該智能家居網(wǎng)絡(luò)包含多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，智能家居設(shè)備可以為燈、開關(guān)、遙控器、智能電視、智能洗衣機(jī)、智能空調(diào)、智能監(jiān)控設(shè)備等等多種智能家居設(shè)備。控制終端可以為手機(jī)、平板電腦，其中控制終端安裝有智能家居網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用程序APP，安裝有該控制應(yīng)用程序的終端可以對智能家居設(shè)備進(jìn)行控制。智能家居設(shè)備與控制終端的種類并不限于以上所述，這里不再一一贅述。
[0029]當(dāng)?shù)谝粋€配對的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過終端(比如手機(jī))加入智能家居網(wǎng)絡(luò)時，終端設(shè)置該智能家居網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)名稱(nn)、網(wǎng)絡(luò)密碼(pass)及長期密鑰(Itk)(以下將三者統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)配置信息，其中長期密鑰可能由網(wǎng)絡(luò)名稱，網(wǎng)絡(luò)密碼，以及其他用戶不可見信息推導(dǎo)得出)，并將這些網(wǎng)絡(luò)配置信息交換給節(jié)點；之后再加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，終端直接分發(fā)上述網(wǎng)絡(luò)配置。
[0030]也就是說，智能家居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的配置方法首先包含一控制終端與一智能家居設(shè)備初始化網(wǎng)絡(luò)配置信息的步驟。在初始化之前，智能家居網(wǎng)絡(luò)還未組建，通過一控制終端與一智能家居設(shè)備進(jìn)行交互，組建智能家居mesh網(wǎng)絡(luò)。以下以一手機(jī)(Phone)和一燈(Light)為例來說明網(wǎng)絡(luò)初始化，如圖1所示。
[0031]準(zhǔn)備加入該智能家居網(wǎng)絡(luò)的燈通過廣播信道進(jìn)行周期性的廣播，當(dāng)手機(jī)監(jiān)聽到該廣播后，發(fā)出掃描請求，當(dāng)燈回應(yīng)掃描時，就完成了燈的發(fā)現(xiàn)過程。然后，當(dāng)手機(jī)發(fā)送“配對請求(PAIRING_REQ) ”到燈時，該請求觸發(fā)燈隨機(jī)閃爍η次，并發(fā)送“配對響應(yīng)(PAIRING_RES) ”，其中η為臨時密鑰，可以為小的隨機(jī)整數(shù)。
[0032]此環(huán)節(jié)中，由于配對請求和配對響應(yīng)都沒有加密，為了加強(qiáng)保護(hù)，可以利用一個特殊的序列(Sequence)來確保，例如:手機(jī)在用戶要求開始配對后，配對請求實際上分為兩個不同的信息:配對請求I和配對請求2，手機(jī)會發(fā)送在X秒鐘內(nèi)會連續(xù)發(fā)送配對請求IM次，然后轉(zhuǎn)為連續(xù)發(fā)送配對請求2N次，燈在手機(jī)進(jìn)入配對狀態(tài)后再上電，只有在上電后的Y(小于X)的時間內(nèi)，連續(xù)收到配對請求I和配對請求2，才會進(jìn)入配對狀態(tài)。這種方式可以讓最接近燈和手機(jī)的用戶才能控制什么時間開始配對。
[0033]值得說明的是，臨時密鑰可以按照預(yù)設(shè)規(guī)則顯示給用戶查看，比如，通過智能家居設(shè)備自帶的燈組以以下任意一種方式或任意組合顯示給用戶查看:燈組的亮滅、燈組的閃爍次數(shù)和燈組的顏色組合。另外，臨時密鑰也可以是智能家居設(shè)備出廠時設(shè)定，比如，印刷在燈上的條形碼或者正交碼。
[0034]手機(jī)和燈完成配對之后，用戶在手機(jī)上輸入臨時密鑰(η)、網(wǎng)絡(luò)名稱(nn)、網(wǎng)絡(luò)密碼(pass)。手機(jī)與燈進(jìn)行交互，通過“加密開始(ENC_START) ”和“加密響應(yīng)(ENC_RSP)”，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)名稱和臨時密鑰生成會話密鑰。具體地說，如圖1中所示，手機(jī)向燈發(fā)送網(wǎng)絡(luò)名