一種高安全性加密通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種高安全性加密通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各種通信系統(tǒng)中，如何實現(xiàn)用戶之間交互信息的安全保護(hù)，保證通信內(nèi)容的保 密和安全是需要重點考慮的。特別是在國家的一些安全機(jī)構(gòu)，或?qū)π畔踩筝^為嚴(yán)格 的企事業(yè)單位，通信內(nèi)容和文件的安全傳輸更為慎重，需要保密度更高的加密處理。
[0003] 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了各種網(wǎng)絡(luò)安全問題，主要包括：利用木馬病毒通過用戶客戶 端竊取用戶口令等用戶敏感信息；利用網(wǎng)絡(luò)釣魚進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)欺詐；利用對用戶客戶端的遠(yuǎn)程 控制，篡改用戶的數(shù)據(jù)和操作，進(jìn)而入侵控制大量的客戶端后發(fā)起DDoS攻擊等等。另外，加 密通信生成會話密鑰的過程，例如應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的PKI基于非對稱加密算法的密鑰交換過 程、應(yīng)用于WLAN的WPA-PSK/WPA2-PSK基于對稱加密算法的密鑰協(xié)商過程，無法避免窮舉攻 擊的風(fēng)險。隨著并行計算技術(shù)和分布式計算技術(shù)的發(fā)展，這一問題日益突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N高安全性加密通信系統(tǒng)。
[0005] 在本申請的實施例中，提供了一種高安全性加密通信系統(tǒng)，其具有加密通信端和 鑰匙端，特征在于，加密通信端包括驗證裝置、解密裝置和加密通信端無線裝置，鑰匙端包 括加密裝置和鑰匙端無線裝置；
[0006] 加密裝置包括：
[0007] 微流控芯片檢測模塊，用于獲取原始數(shù)據(jù)串慫={&"}，其中，a是原始數(shù)據(jù)串A。中 的字符，η是a的位數(shù)；
[0008] 微流控芯片檢測模塊是一種DNA檢測模塊，包括：傳感信號檢測區(qū)、傳感信號混合 區(qū)和傳感信號輸出區(qū)。
[0009] 傳感信號檢測區(qū)主要用來獲取使用者的原始樣品，傳感信號混合區(qū)主要用于納米 傳感器檢測與樣品的充分混合，混合完全后進(jìn)入到傳感信號檢測區(qū)；傳感信號檢測區(qū)主要 用于納米傳感器檢測到目標(biāo)基因后產(chǎn)生的熒光信號的檢測；檢測完畢的數(shù)據(jù)得到原始數(shù)據(jù) 串A。，
[0010] 所述微流控芯片，整體尺寸為：寬30mm、高20mm、深90 μπι，結(jié)構(gòu)核心區(qū)寬24mm、高 16mm ;微流控芯片由4層組成，第一層基片：玻璃，第二、三層：紫外固化膠，第四層：掩膜， 各層間粘合劑：N0A81光膠，采用等離子氧化鍵合法使基片與第一層結(jié)構(gòu)封接，各層的芯片 結(jié)構(gòu)由光刻法制成；
[0011] 矩陣化模塊，用于將原始數(shù)據(jù)串A。矩陣化得到矩陣A = {ai]}ahXaw，具體包括：對 {an}從隊首依次取i - 1個字符，在第奇數(shù)次取字符時，在取得的字符串的串首補(bǔ)1個0,補(bǔ) 足為一行％，在第偶數(shù)次取字符時，在取得的字符串的串尾補(bǔ)1個1，補(bǔ)足為一行，對于最 后一次取得的字符串，則從串首開始每隔一個字符補(bǔ)1個〇,直至補(bǔ)足為一行％，將所有得 到的％按照預(yù)設(shè)的偽隨機(jī)順序排列得到矩陣A = {a jahXaw，其中，ah是矩陣A的高度， aw是矩陣A的高度；
[0012] 第一噪聲模塊，實時地記錄鑰匙端無線裝置監(jiān)控預(yù)設(shè)頻率的短波得到的幅值的最 末位按奇數(shù)取位構(gòu)成第一噪聲數(shù)據(jù)序列CT1 ;
[0013] 第一加擾模塊，用于從矩陣A的第一個元素開始，從第一噪聲數(shù)據(jù)序列CT1中依次 取第一隨機(jī)函數(shù)R(l)個元素插入到矩陣A中得到矩陣B = {bst}bhXbw，
[0014] 其中，bh是矩陣B的高度，bw是矩陣B的高度，第一隨機(jī)函數(shù)R(l) = CT1S% 64， CTlsS從第一噪聲數(shù)據(jù)序列CT1中依次取得的數(shù)；
[0015] 噪聲數(shù)據(jù)的位數(shù)使得s為i的32倍，t為j的32倍；
[0016] 第三噪聲模塊，實時地記錄鑰匙端無線裝置監(jiān)控預(yù)設(shè)頻率的短波得到的幅值的最 末位按偶數(shù)取位構(gòu)成第三噪聲數(shù)據(jù)序列CT3 ;
[0017] 第三加擾模塊，用于將矩陣B與第三噪聲數(shù)據(jù)序列CT3進(jìn)行異或運(yùn)算，得到加密數(shù) 據(jù)：矩陣C = {cst} chXcw，ch是矩陣C的高度，cw是矩陣C的高度；
[0018] 加密通信端無線裝置和鑰匙端無線裝置均用于監(jiān)測相同預(yù)設(shè)頻率的無線短波，以 得到第一噪聲序列CT1和第三噪聲序列CT3 ;
[0019] 解密裝置用于以來自加密通信端無線裝置的噪聲數(shù)據(jù)和來自加密通信端預(yù)存的 第二噪聲序列CT2,對來自加密裝置的加密數(shù)據(jù)執(zhí)行上述加密裝置的加密運(yùn)算的逆運(yùn)算；
[0020] 驗證裝置用于將解密裝置對來自加密裝置的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行逆運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)與 加密通信端的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果比對符合率超過預(yù)設(shè)值，則確認(rèn)為驗證通過。
[0021] 本申請的實施例提供的技術(shù)方案采用了微流控芯片來校驗身份信息，采用硬件機(jī) 制來獲取隨機(jī)數(shù)，采用了圖像機(jī)制來進(jìn)行加密，從而既有非常高的安全性，又有很快的運(yùn)算 速度，而且還能容許一定的誤碼。
[0022] 本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本申請的實踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅 是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0023] 此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施 例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0024] 圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的一種高安全性加密通信系統(tǒng)的裝置框圖；
[0025] 圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的加密裝置的裝置框圖；
[0026] 圖3是根據(jù)另一示例性實施例示出的加密裝置的裝置框圖；
[0027] 圖4為基于氧化石墨烯的納米生物傳感器對基因的特異檢測的基因原理：當(dāng)修飾 有熒光基團(tuán)FAM的單鏈DNA分子探針與氧化石墨烯接觸后，氧化石墨烯吸附單鏈DNA，并造 成FAM熒光的猝滅；當(dāng)加入目標(biāo)基因后，由于堿基互補(bǔ)配對原則，形成雙鏈DNA，并從氧化石 墨烯表面脫落，恢復(fù)熒光，從而達(dá)到檢測目標(biāo)基因的目的；
[0028] 圖5為本發(fā)明自動化微流控芯片的工作過程示意圖；
[0029] 圖6為本發(fā)明自動化微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 這里將詳細(xì)地對示例性實施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例 中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附 權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0031] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本申請的不同結(jié)構(gòu)。為了簡 化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重 復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不只是所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 外，本申請?zhí)峁┝烁鞣N特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其 他工藝的可應(yīng)用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值"上" 的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在 第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0032] 在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0033] 圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的一種高安全性加密通信系統(tǒng)的裝置框圖，該系 統(tǒng)具有加密通信端100和鑰匙端200,特征在于，加密通信端100包括驗證裝置130、解密裝 置120和加密通信端無線裝置110,鑰匙端200包括加密裝置220和鑰匙端無線裝置210。
[0034] 圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的加密裝置220的裝置框圖，加密裝置220包括：
[0035] 微流控芯片檢測模塊12,用于獲取原始數(shù)據(jù)串AQ={an}，其中，a是原始數(shù)據(jù)串A。 中的字符，η是a的位數(shù)；
[0036] 微流控芯片檢測模塊是一種DNA檢測模塊，包括：傳感信號檢測區(qū)、傳感信號混合 區(qū)和傳感信號輸出區(qū)。
[0037] 傳感信號檢測區(qū)主要用來獲取使用者的原始樣品，傳感信號混合區(qū)主要用于納米 傳感器檢測與樣品的充分混合，混合完全后進(jìn)入到傳感信號檢測區(qū)；傳感信號檢測區(qū)主要 用于納米傳感器檢測到目標(biāo)基因后產(chǎn)生的熒光信號的檢測；檢測完畢的數(shù)據(jù)得到原始數(shù)據(jù) 串A。，
[0038] 所述微流控芯片，整體尺寸為：寬30mm、高20mm、深90 μπι，結(jié)構(gòu)核心區(qū)寬24mm、高 16mm ;微流控芯片由4層組成，第一層基片：玻璃，第二、三層：紫外固化膠，第四層：掩膜， 各層間粘合劑：N0A81光膠，采用等離子氧化鍵合法使基片與第一層結(jié)構(gòu)封接，各層的芯片 結(jié)構(gòu)由光刻法制成；
[0039] 矩陣化模塊14,用于將原始數(shù)據(jù)串A。矩陣化得到矩陣A = { a }ah X aw，具體包括： 對{an}從隊首依次取i -1個字符，在第奇數(shù)次取字符時，在取得的字符串的串首補(bǔ)1個0， 補(bǔ)足為一行％，在第偶